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地热供暖

    雾霾加重,化石能源的枯竭,使清洁可再生能源的应用出现了一个新的高潮。党的十八大报告中已将生态环境建设纳入五位一体的国家战略层面。地热一个非常重要的清洁能源,却一度被忽视。地热能分为浅热(地源热泵)、水 热和干热(干热岩)3种主要类型。中国是地热资源最丰富的国家,中国地热资源占世界的六分之一,但是目前开发利用程地热资源度较低,开发潜力巨大,发展地热刻不容缓。而利用地热资源进行供暖,是对地热资源最直接的利用方式。利用地热采暖,供热,不仅能优化产业结构并且能大量减少有害物质的排放,减轻雾霾污染有着非常重要的作用 。
    1、我国水热型地热供暖现状
    水热型地热供暖是指利用开采井抽取地下热水,通过换热站,将热量传递给供热管网循环水,输送至用户。我国开发利用水热型地热供暖已有上千年的历史,改革开放以后尤其是近年来,水热型地热供暖的开发利用在规模、深度和广度上都有很大发展,目前我国水热型地热采暖的利用总量已位居世界首位。天津和咸阳是利用水热型地热进行供暖的典型城市。目前,天津是我国利用地热供暖规模最大的城市,全市140个地热站,天津每年地热水开采量为2600万吨、地热供暖面积达到1200万平方米,约占全市集中供暖总面积的10%,占全国地热供暖总面积的50%[4]。咸阳市孔隙热储处于陕西关中断陷型沉积盆地北部,开采1600-4000米深度新近系蓝田灞河组地下热水,曾被命名为全国首家“中国地热城” 及“国家级地热资源开发利用示范区”。截至目前, 已开凿深层孔隙型地热井45眼,地热水年开采量 400万立方米,地热供暖面积达到260万平方米。 在技术层面上我们从最直接的简单利用,设备陈旧,腐蚀严重,到如今的梯级利用配套专用设备,完善的回灌系统,先进的测试手段,网络化自动管理信息系统,以及资源保证和评价体系的建立,使得我国在地热资源开发利用水平在不断的与世界
水平靠近。  
    2、水热型地热供暖的优势
    ①、水热型地热供暖供热量稳定,供热面积大,单   井供暖面积在20万平米左右。
    ②、初始费用与运营费用要远低于集中供暖和燃气锅炉供暖。其初始投资在100元/m2,运营成本在12元/m2。 ③环境效益巨大,尤其是在污染严重的今天,利用地热供暖可以有效地减少CO2的排放,降低雾霾    污染,以咸阳为例咸阳每年减少煤燃烧30万吨,减少排放废气18000吨。
    3、我国水热型地热供暖的问题及解决方法
    由于地热水的过量开采,造成地下热水水位、水温、水压下降甚至部分开采井变成干井。地 热水利用不充分,例如咸阳部分地热井的尾水排放温度在60℃以上不仅造成了资源的巨大浪费,同时会造成环境污染。地热水开发利用规范较少,部分地区盲目打井,破坏了地下热水赋存环境,严重干扰地下热水的自然更新。 解决这些问题的关键措施就是进行地热尾水回灌,地热尾水回灌不仅能够避免地热尾水排放污染,还能够提高地下热水水位,实现地下热水可持续开采,形成地下热水开发的良性循环。中国目前的地热尾水回灌可分为两种,一种为基岩裂隙型热储回灌,包括灰岩和白云岩;另一种为孔隙型砂岩热储,主要为新近纪和古近纪。基岩裂隙型热储地热尾水回灌效果普遍较好,以天津为例其主要开采层层舞迷山组地热回灌率为33.4%,而奥陶系热储层由于有异层采灌致使年度回灌量大于开采量,2006年至2008年的回灌率分别为122.5%,147.9%,138.8%,在回灌井附近热储层水位埋深明显高于其他区域,且水位年降幅呈逐年减小之势。较之基岩裂隙型地热尾水回灌,孔隙型砂岩地下热水的回灌面临地压增大、堵塞严重、回灌率低的重重困难。2014年咸阳在WH2砂岩回灌井的回灌研究中取得了重大突破。回灌历时127天自然回灌量达到100m3/h,最大瞬时回灌量为148m3/h,回灌率达100%,总回灌量达到10万立方米,在应对物理,化学,微生物等堵塞方面方面咸阳取得了丰硕的成果,为以后大面积推广积累了成功的经验。
    4、水热型地热供暖的前景分析 
    我国中低温水热型地热资源丰富,并广泛的的分布在中,新生代沉积盆地中。据统计,我国的沉积盆地面积巨大,中、新生代沉积盆地总面积达417×104Km2,占我国陆地面积的42%(张振国2009)分布范围遍及各省、市、自治区,可见利用水热型地热供暖在我国有巨大的发展空间。但是深层孔隙型砂岩回灌堵塞问题一直是阻碍地热流体开发的瓶颈问题。应大力加强沉积盆地深层孔隙型砂岩回灌技术研究,将深层孔隙型砂岩从点的成功到面的成功突破,进而在全国推广。


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