中深層無干擾地熱供熱技術——地熱能供暖可以這么簡單

  位于陜西西咸新區同文路與同德路交叉口的同德佳苑是一個新建住宅小區，小區環境優美，板樓、高層錯落有致。記者在小區一戶居民家中看到溫度計指向24攝氏度，而當時室外氣溫已至零下。與任何一個北方居民住宅一樣，屋內的溫暖如春和室外的嚴寒形成鮮明對比，但不同的是，這個小區的供暖來自一種新型的清潔供暖方式——中深層無干擾地熱供熱技術。

  中深層無干擾地熱供熱技術俗稱“干熱巖供暖”。近日，記者在陜西省采訪時了解到，陜西西咸新區和西安市的部分地區已開始推廣干熱巖供暖。干熱巖屬于地熱供暖，但它不抽取地下熱水，也不使用地下水，清潔環保、穩定可靠，在經濟和環保方面優勢明顯。

  干熱巖引領西咸供暖

  2018年11月1日，陜西西咸新區開發建設管理委員會在其官網上發布了關于印發 《西咸新區鐵腕治霾打贏藍天保衛戰三年行動實施方案（2018~2020年）（修訂版）》的通知。《方案》要求，加快調整能源結構，構建清潔高效能源體系，“干熱巖”“中深層無干擾地熱供暖技術”被明確寫入。

  西咸新區是中國第7個國家級新區，位于陜西西安市和咸陽市建成區之間，也是經國務院批準設立的首個以創新城市發展方式為主題的國家級新區。《方案》在“深入推進散煤治理”部分中提出，整村推進農村居民、農業生產、商業活動燃煤（薪）的清潔能源替代，采取以電代煤、以氣代煤，以及干熱巖、地熱能和太陽能等清潔能源替代。在“大力發展清潔供熱”部分中提出，新區新增供暖全部使用天然氣、電、可再生能源供暖（包括地熱、太陽能、工業余熱等），優先采用中深層無干擾地熱供暖技術。

  國網陜西省電力公司營銷部巨健告訴記者，“中深層無干擾地熱供暖技術”就是干熱巖供暖的技術名稱，是指通過鉆機向地下2000米至4000米深度高溫巖層鉆孔，通過相關設備將地下深層熱能導出，并通過專用設備系統向地面供熱的新技術。其優點包括：安全可靠，突破用地制約，無廢氣、廢液、廢渣等污染物排放。

  早在2014年7月，西安市發展改革委就召開了一次關于干熱巖的專家論證會，與會代表一致認為，西安處于關中豐富的地熱資源區域，干熱巖清潔供熱技術改變了以往地源熱泵抽取地熱水的弊端，解決了地熱水無法回灌和二次污染問題，不僅可緩解采暖季能源供給的緊張局面，而且對治污減霾具有積極意義，值得推廣應用。

  2015年，同德佳苑新區率先成為西咸新區干熱巖清潔供熱實驗區域，并創新實現了全國首個中深層地熱能無干擾清潔供熱PPP項目，其供熱面積5.6萬平方米。目前，小區已有1040戶居民都享受到了干熱巖所帶來的溫暖。隨著試點成功，干熱巖供暖模式逐漸成為西咸新區破解城市清潔供熱難題、促進大西安綠色發展的切口。

  按照《方案》，西咸新區2018年推廣中深層無干擾地熱供暖技術項目44個，涉及面積656萬平方米；到2020年，力爭新區中深層無干擾地熱供熱面積累計達到1000萬平方米以上，在西北地區形成一批可復制可推廣的“西咸經驗”。

  目前西安市加上西咸新區是陜西省主要的干熱巖供暖項目區域。統計數據顯示，西安市和西咸新區已建成干熱巖供暖項目25個，供暖面積約400萬平方米，在西咸新區政府的大力倡導下，西咸新區項目進展迅速，另有正在建設項目約500萬平方米。

  清潔便捷易推廣

  在深達幾千米的地球內部鉆井取熱，項目實施起來是否非常困難呢？記者調查中發現，干熱巖供暖項目建設并沒有想象的困難。

  在一份《西安地區干熱巖供暖技術》項目名單中，記者看到，已建成投運的干熱巖供暖項目有普通住宅，也有省委大院、灃西新城第一小學、消防特勤站這樣的特殊用戶，供暖面積從8000平方米到65萬平方米不等。其中，已建成最大的項目為紫禁長安項目，最早建成的項目是2013年投運的。

  “一個項目的建設周期通常只有3個月，非常易于推廣。對于只需要解決供暖的用戶，根據項目的大小及負荷，在項目用地紅線內安裝若干地下換熱器和干熱巖換熱機組，通常一個10萬平方米的住宅小區，只需要安裝4~6個直徑200毫米、深2000~3000米的地下換熱器，干熱巖的設備安放的機房約150平方米，即可滿足采暖供熱。”地熱專家告訴記者。

  在目前已建成的最大的干熱巖供暖小區——紫禁長安小區，記者向物業管理人員了解到，小區總戶數近2000戶，總供熱面積30.6萬平方米。干熱巖供暖設備2016年11月份建成投入使用，投入費用200元/平方米，使用了兩個供暖期設備整體使用情況挺好，設備用電量330萬千瓦時左右，總體費用190萬元，較市政集中供暖標準5.8元/月·平方米，費用降低了一半。

  “這個小區規劃之初開發商通過與干熱巖廠家對接，決定采用干熱巖供暖技術，也是西安市最早使用此技術的小區，當時周邊其他小區大多采用熱力公司燃煤集中供暖。”專家告訴記者。

  記者看到，紫禁長安小區分為東區和西區，各有一個機房，面積均在100平方米左右。楊浩介紹說，對于建筑面積1萬至10萬平方米單個干熱巖供暖項目，通常的做法是在項目用地紅線內安裝地下“干熱巖”換熱器，在項目地下室設備間安裝換熱機組，通過“干熱巖”供暖系統的工作將地熱輸送到用戶。而像紫禁長安小區這類建筑面積在10萬至幾十萬平方米、幾百萬平方米的項目，通常按15萬~20萬平方米面積或負荷，分成幾個獨立系統，幾個獨立系統由用戶總的自控中心來控制管理運行。

  除了機房，紫禁長安小區干熱巖供暖系統還有20多個打入地下2500米的中深換熱孔。“這些換熱孔是用石油鉆機打的，在鉆孔中安裝一種密閉的耐腐蝕、耐高溫、耐高壓金屬換熱器，通過熱泵機組將地下熱能導出。最后，通過機房的專用設備向地面建筑物供熱。每個換熱孔的直徑只有200毫米，可以打在路邊、綠化帶的任何位置，對建筑地基無任何影響，地下無運動部件。換熱孔地面蓋上井蓋，不占地、不影響美觀。”楊浩說。

  此外，干熱巖系統不需要龐大的地下集中輸送管網，不用專門建造大的中心熱冷工廠。可根據區域的發展情況、使用需求，就近安裝干熱巖供熱系統，營造健康的生活的環境。“地下2000多米的地方是恒溫區域，許多省份都具有這種資源，所以干熱源供熱技術在其他省區也具有良好的推廣潛力。”巨健說。

  電力提供能源支撐

  巨健告訴記者，雖然干熱巖是一種節能的采暖方式，但是電力是其必不可少的能源支撐，所有項目總用電量加起來也相當可觀。據陜西電力統計，已建成的全省已運行的25個項目，每年用電量約達到5700萬千瓦時。按照理論測算，1平方米干熱巖供暖年用電量22.7千瓦時，已建成和在建的合計約900萬平方米項目全部建成后，用電量可達2億千瓦時。

  因為干熱巖供暖離不開電，陜西電力非常重視這種清潔供暖的電力接入工作，針對該項目用電需求提前開通電能替代項目報裝“綠色通道”，為其配備專職客戶經理，及時解決了該項目的電力供應問題。“我們按照國家電網公司要求的新模式服務客戶，干熱巖供暖項目建機組的時候基建用電報裝接電非常快捷。