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“地热能+”低碳能源供应新格局正在形成┃地热能产业发展专题报道⑥

中国网 |    发布时间:2022-11-30 17:19:50 |

“地热能+”通常指地热与其他可再生能源互补综合利用,用于联合供热或者发电,可实现较高的能源使用效率。“大力发展‘地热+’,是未来新能源和可再生能源的一个发展方向。”中国科学院院士汪集暘指出。

业内专家分析指出,在“双碳”与构建新型电力系统的稳定性与清洁取暖均提出了更高的要求,也为包括地热能与多种清洁能源耦合互补、大力发展“地热能+”带来了发展机遇。

“地热能+”模式受政策鼓励

地热资源利用的最大优势是稳定性,不受季节变化和天气影响。汪集暘提出了“地球充电/热宝”的概念,即以地球介质为载体的“地热+”多能互补储供能系统。该系统可将各种形式的能量储存于地下并按需求取出加以利用,是地热开发利用的一种新途径。

业内人士看来,“地热能+”作为未来新能源和可再生能源的一个发展方向,其规模化利用必将在“双碳”目标实现中发挥越来越大的作用。

供暖/制冷、发电是地热两种利用形式。供暖/制冷方面,据介绍,单一热源往往已不能满足大型建筑物(群)的空调节能需求,根据不同地区的地质条件及气候环境,采用复合热泵系统,即多冷/热源的建筑物供能方式是能源优化利用和结构调整的具体体现。

在清洁取暖成为普遍需求的背景下,“地热能+”多能互补成为颇具前景的供暖形式。《关于促进地热能开发利用的若干意见》鼓励推广“地热能+”多能互补的供暖形式。国家能源局《关于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》也提出,支持建设可再生能源与其他供暖方式相结合的互补供暖体系。在有条件的地区发展地表水源、土壤源、地下水源供暖制冷等。鼓励利用油田采出水开展地热能供暖、地下水资源与所含矿物质资源综合利用等。

在地方层面,山西省人民政府今年8月发布《全面推动地热能产业高质量发展的指导意见》,提出,根据不同区域资源潜力、用能需求和环境容量,确定地热能开发利用方式和规模,积极构建“地热+”多能互补低碳能源供应新格局。能源矿山通过“地热能+其他可再生能源”,降低矿区碳排放,促进能源产品多元化。

河北省也在《关于促进全省地热能开发利用的实施意见》中倡导“地热能+”模式,推广地热能与太阳能等其他可再生能源形成多能互补的能源供给方式。

在发电方面,中国石化集团经济技术研究院调研室主任罗佐县介绍,在风力资源、太阳能资源、地热资源同时具备的地方,通过发展“地热+”模式的可再生能源协调应用系统,可以弥补风力发电、太阳能发电、水力发电供应间歇性的不足。

中国石化新星公司副总经理、党委委员国殿斌介绍,中国石化建设黄河几字弯区“热氢风光”大型清洁能源基地:黄河几字弯区大型清洁能源基地:以晋、陕、蒙地区风光资源作为清洁能源主体电源、鄂尔多斯大牛地天然气及大同高温地热电站作为调峰电源、几字弯至北京特高压及中国石化乌兰察布进京绿氢管道作为绿电绿氢通道,将热、气、风、光、氢多种清洁能源耦合,打造“地热+”清洁能源基地。

“浅层地热能+”是当前主流

在现有技术条件下,传统的地热能工程利用多用于浅层取热供暖领域。但在我国北方部分严寒地区,单一地源热泵取暖效果不佳,单一地热能综合利用效率不高,需要全面考虑太阳能等可再生能源和地热能的各自特点,实现有效的多能互补系统综合利用,成为可再生能源供暖应用的一个新思路。

“采用地源热泵与多种能源耦合,发展多能利用方式耦合系统优化配置,可做到多种能源融合互补、有序输出。”中国地质科学院水文地质环境地质研究所王贵玲表示。

中国地调局浅层地温能研究与推广中心主任李宁波介绍,“浅层地热能+”创新模式,即以浅层地热能为主,多种能源相结合的供能形式,可提升系统的经济性和运行可靠性。

以“多能互补、智能耦合”为特色的“浅层地热能+”项目已经在全国呈遍地开花之势。

李宁波以目前国内最大的多能互补地源热泵系统工程——北京大兴国际机场地源热泵项目介绍,该项目供暖总面积为248.46万平方米,供冷总面积为170.55万平方米。供冷采用浅层地热能(基础负荷)+冰蓄冷+电制冷+冷水机组(调峰),供热采用浅层地热能(基础负荷)+烟气余热+市政热力(调峰),实现了大兴机场可再生能源利用率10%的建设目标。

《全国可再生能源供暖典型案例汇编》中总结经验指出,对于地热供暖工程,可以采用多种能源形式相结合的复合型能源,并通过多能源站互联的形式,极大地提高了系统的稳定性和可靠性。

入选《全国可再生能源供暖典型案例汇编》的还有南方夏热冬冷地区的“地热能+”项目。江苏省地质环境勘查院南通分院太阳能-地下水地源热泵耦合项目,采用“地源热泵+太阳能集热系统”联合供暖的方式,采用了新型热管式真空管太阳能集热器,在6层屋面共布置了60台集热器,采光面积达180平方米,根据两个冷暖季实际运行电费统计计算,本项目耦合运行节能率比单一能源系统节约26%,投资回收期约3.5年,经济效益明显。

李宁波指出,“浅层地热能+”模式的思路是“因地制宜,多能互补”。江苏省地质环境勘查院上述入选案例中也总结指出,浅层地热能资源丰富地区,地下水不丰富地区可用地埋管地源热泵与之耦合;太阳能不丰富地区,可用余热热源进行代替,与地源或者水源进行耦合。

李宁波总结,“浅层地热能+”的创新模式是“四个结合”:深浅结合、天地结合、调蓄结合、表里结合。

深浅结合,即浅层地热能(如地下水条件较好可尽量采用地下水地源热泵系统)与深层水热型、干热型地热资源结合。如北京市北苑家园供暖项目,利用地热水梯级利用,结合水源热泵系统,满足小区40.6万平方米建筑的供暖、制冷。

天地结合,即浅层地热能与太阳能、风能等绿电结合;调蓄结合,即采用多源复合系统方式,浅层地热能为主,深层地热能作为补充,其他能源(燃气、余热、废热)调峰来降低初投资;表里结合,即地热、浅层地热能与地表水、污水、冰源热泵结合。如南京、武汉、上海世博等地的应用。

汪集暘指出,需“天”(太阳能)“地”(地热能)合一,“动”(风能)“静”(地热能)结合,加速我国新能源和可再生能源发展。


来源:环球网

作者:

责任编辑:冯峥

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