在我國,采暖、空調(diào)、通風等能耗占建筑總能耗的2/3以上,傳統(tǒng)習慣上有長達4~5個月之久供暖期的北方地區(qū),其住宅能耗對PM2.5的貢獻可達到1/5。地熱能是一種可再生的清潔能源,儲量大、分布廣,具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等特點,與風能、太陽能等相比,不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾,尤其在建筑住宅的清潔取暖利用中是一種現(xiàn)實并具有競爭力的新能源。其中,中深層水熱型地熱和淺層地熱能(簡稱“地熱兩能”)是典型高效的可再生能源。本文主要介紹津冀地區(qū)地熱兩能在建筑清潔取暖中的開發(fā)利用概況。
天津市地熱兩能開發(fā)利用
天津市地下蘊藏有豐富的水熱型地熱資源,這在全國乃至世界大城市中都是少見的,也是大自然賜予津門人民的寶貴財富。截至2018年底,天津全市共有地熱井721眼,其中包括開采井486眼,回灌井235眼,主要分布在人口集中的中心城區(qū)、濱海新區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū)和武清區(qū)。地熱資源年度開采總量達5076.92萬立方米,同比年增加98萬立方米;回灌總量為2881.05萬立方米,同比年增加278.97萬立方米;資源凈消耗量為2195.87萬立方米,同比年減少180.97萬立方米;整體回灌率約為57%,同比年增加4.49%。
天津市水熱型地熱資源開發(fā)利用的特點是:(1)立體化開發(fā)。從上到下垂向分布的6個熱儲層縱向疊加開采,形成立體化開發(fā)格局;(2)重視資源保護。所有熱儲均開鑿有回灌井,消耗性開采逐年減少,新開發(fā)項目均建有回灌井,回灌量總體呈逐年遞增的趨勢;(3)利用方式多樣。涉及建筑供暖、生活用水和農(nóng)工業(yè)利用及溫泉理療等特殊用途。
除水熱型地熱資源外,天津市淺層地溫能也非常豐富。平原區(qū)第四系埋深大于200米,地層巖性以粉細砂、粘土為主,開發(fā)利用深度內(nèi)溫度在16℃~18℃之間,非常適合建設土壤源熱泵系統(tǒng)進行淺層地溫能開發(fā)利用。東北部的寶坻寧河和南部的靜海一帶深度在400米以淺的第Ⅱ~Ⅳ組含水層為地下水源熱泵適宜區(qū)。截至2018年底,天津市熱泵系統(tǒng)工程共329個,利用面積為1088.21萬平方米。其中:土壤源熱泵系統(tǒng)工程為254個,占總數(shù)量的77.20%,利用面積792.21萬平方米,占總利用面積的72.80%,主要分布在濱海新區(qū)、東麗區(qū)、中心城區(qū);地下水源熱泵系統(tǒng)工程為75個,占總數(shù)量的22.80%,利用面積296萬平方米,占總利用面積的27.20%,主要集中分布在中心城區(qū)。
雄安新區(qū)地熱能開發(fā)利用
地處京、津、冀腹地的雄安新區(qū),區(qū)位優(yōu)勢明顯,資源環(huán)境承載能力強。這片規(guī)劃范圍涉及河北省雄縣、容城、安新3縣及周邊部分地區(qū)的新區(qū),堪稱我國中東部水熱型地熱資源最豐富、開發(fā)利用條件最好的區(qū)域之一,具有埋藏淺、溫度高、水質好、易回灌等特點,具有較好的開發(fā)利用基礎。全區(qū)也是淺層地熱能適宜區(qū)和較適宜區(qū),自南西向北東,地下水源熱泵適宜性逐漸變好,雄安新區(qū)的核心區(qū)均為適宜區(qū)和較適宜區(qū);土壤源熱泵僅在北部部分區(qū)域出現(xiàn)較適宜區(qū),核心區(qū)大部分為適宜區(qū)。
雄安新區(qū)現(xiàn)有地熱井343眼,其中回灌井76眼。按所屬行政區(qū),雄縣207眼、容城縣68眼、安新縣68眼。目前全區(qū)水熱型地熱資源年開采量2840萬立方米,主要用于供暖和洗浴,供暖面積763萬平方米、洗浴24處。供暖地熱尾水回灌量2072萬立方米。
雄安新區(qū)淺層地熱能開發(fā)利用程度低,累計供暖制冷面積5.68萬平方米,主要為地下水源熱泵系統(tǒng),水源井深100~150米;土壤源熱泵系統(tǒng)埋管深度大部分是100米左右。
值得一提的是,從2009年開始,位于雄安新區(qū)核心區(qū)的雄縣大規(guī)模使用地熱能集中供暖,如今地熱能供暖已覆蓋縣城95%以上的建筑,堪稱一座“無煙城”。雄縣城區(qū)采用“一采一灌”或“三采二灌”模式基本實現(xiàn)了基巖熱儲100%回灌,創(chuàng)建了聞名全國的“雄縣模式”。
面對未來雄安新區(qū)建設發(fā)展及大氣污染防治、改善空氣質量、節(jié)能減排的迫切形勢,雄安新區(qū)對清潔能源需求巨大。預測到2022年,容東片區(qū)、啟動區(qū)和雄安站高鐵樞紐片區(qū)基本建成,建筑供熱制冷用能1266萬吉焦;到2035年,起步區(qū)、外圍5組團、特色小鎮(zhèn)和美麗鄉(xiāng)村基本建成,預測建筑供熱制冷用能6511萬吉焦。地熱作為本土綠色可再生能源,將是建設綠色智慧新城與打造優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的重要資源,也為地熱事業(yè)的發(fā)展提供了歷史性的重大機遇。
(作者:曾梅香,原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》,本文有刪減)
責任編輯: 李穎