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专访上海地矿黄坚:聚焦地热六大核心技术

   2023-10-18 地热加戴海雷3970
核心提示:“来我们展台参观交流的很多嘉宾表示,没有想到上海在浅层地热能技术研究和应用方面做得这么深,这么专业。”上海市地矿工程勘察(集团)有限公司副总经理黄坚带领地热研究团队参加了前不久召开的2023年世界地热大会,她在现场向记者表示。近年来,上海市地矿工程勘察(集团)有限公司(以下简称“上海市地矿集团”)植根上海持续深耕地热产业,在勘察测试、方案设计、项目施工、验收评估

“来我们展台参观交流的很多嘉宾表示,没有想到上海在浅层地热能技术研究和应用方面做得这么深,这么专业。”上海市地矿工程勘察(集团)有限公司副总经理黄坚带领地热研究团队参加了前不久召开的2023年世界地热大会,她在现场向记者表示。

近年来,上海市地矿工程勘察(集团)有限公司(以下简称“上海市地矿集团”)植根上海持续深耕地热产业,在勘察测试、方案设计、项目施工、验收评估等领域着力打造了一批示范引领标杆项目,并搭建了地热能资源开发利用信息平台,赋能地热产业高质量发展。本次展览会上海市地矿集团站在世界地热大会的舞台上,把近年来在地热能开发利用领域取得的创新成果、特色技术、管理理念、市场服务、开放平台等作了集中展示。


图为上海市地矿工程勘察(集团)有限公司副总经理黄坚在展会现场

“这次参展遇见老朋友、认识新朋友,把我们的技术、理念跟大家做了交流分享。”谈及参展感受,黄坚兴奋地对记者说道。她表示,这次参展最大的收获是跟世界进行了对话,把上海浅层地热能工作成果介绍给世界地热界,“这几天有很多国外的嘉宾包括瑞士、德国、日本等外宾跟我们做了深入的交流。在宣传方面,我觉得我们第一次从幕后走到了前台,收获很大,这是一次非常难得的机会。”

创新特色技术彰显硬核实力

黄坚向记者介绍,上海浅层地热能工程技术研究中心以上海市地矿集团为依托,聚焦资源、能源、环境问题,对标国际浅层地热能先进技术,以浅层地热能资源精细调查评价、浅层地热能应用项目全生命周期高效利用、浅层地热能应用项目监测与检测、浅层地热能融合多资源协同开发、浅层地热能开发地质环境影响防治和保护为重点研究方向。此次展览会上海市地矿集团主要展示了地热能领域6项自主研发的特色技术:

一是地下含水层跨季节储能技术。含水层储热是一种利用地下含水层作为介质将热能存储于地下含水层中的储能系统,它通过地下水井从含水层中抽取和灌入地下水实现热能储存和开采利用。20世纪60年代,上海开展了“冬灌夏用”和“夏灌冬用”的地下含水层储热技术研究与应用,而这一技术理念最早便是由上海地矿的前身地质部水文地质工程地质第二大队提出,是业内最早从事工程地质及水文地质勘察与研究的单位之一,目前该项技术已成为行业最热门的技术之一。

第二是能源地下结构技术。能源桩作为目前能源地下结构的主要应用技术,将桩体作为地下换热器与桩身周围恒温的岩土体进行热交换,不仅可以很好地解决占地面积过大及初期投入较高的问题,同时利用混凝土良好的导热性能及更大的换热面积,可以提高地源热泵系统的换热性能,以达到为上部建筑物制冷及供暖的目的。


图为上海地矿集团展会现场

第三是系统设计优化与冷热平衡调控技术。通过对地埋管换热区进行热平衡预测与分析,以调整系统运行策略,进而实现系统长期高效稳定运行,有效缓解埋管区热堆积问题,指导系统设计及运行管理,具有经济性、灵活性和可靠性等优势。

四是地埋管支路换热能力检验技术。首次形成浅层地热能地下换热器施工质量验收方法及标准,创新提出利用热承载试验检验地埋管换热器支路换热能力,解决了地下换热器成品隐蔽验收难题,为提高地埋管地源热泵系统行业施工质量提供有效手段。

五是系统多要素动态监测技术。通过动态监测地温、水位、水质、系统供回水温度、流量等数据,分析区域地温场分布、地质环境变化以及系统运行状态,为系统运行效果评估、运行策略调整,运行效率优化提供技术支撑,实现浅层地热能高效利用。该技术已应用于25个区域地温监测站点和19个地热能应用工程,监测数据同步上传至上海市地热能资源开发利用信息平台。

六是岩土体原位分层导热系数测试技术。该技术结合上海地区地下岩土体的分层特征、岩土热物性参数和综合导热系数,利用权重系数法建立岩土体分层导热系数计算模型,实现在仅进行钻探、原始地温测试和热响应测试的情况下,获得精准的岩土体分层导热系数。目前,该技术已获计算机软件著作权。

大数据赋能地热精细化管理

记者在展览现场看到,上海市地矿集团展示的地热能资源开发利用信息平台,吸引了众多专业观众的驻足体验。参观观众通过屏幕简单操作,便可浏览到上海市地热资源开发利用情况,查看地热应用项目实时运行的关键数据指标,包括地下水动态、地温、地面沉降等监测情况。这是近年来上海市地矿集团在加快推进地热能开发利用项目信息化管理工作方面取得的成效,目前已得到了多个省市学习借鉴应用。

在黄坚看来,地热产业高质量发展需要通过数据来支撑。“我们较早地建立了地热能开发利用信息服务平台,我们的地热监测数据与用户共享,在项目运行过程中,如果数据显示系统异常,我们会及时跟进沟通,提出解决方案。”

黄坚介绍,目前上海市正在探索地下水源热泵的应用。上海市地矿集团通过多年来地下水源热泵应用项目的监测数据和分析研究,为后期的探索性应用提供了基础支撑。监测数据表明:在同层100%回灌的前提条件下,采用地下水源热泵不会引发水质发生变化,不会引发地面沉降。她认为,“在遵照因地制宜、科学发展的原则下,地下水源热泵仍然有很大的开发应用前景。”


图为上海地矿地热研究团队在展会现场合影

通过多年实践经验,上海市地矿集团根据鼓励引导+约束机制、科学规划+合理应用“2个”原则,依托技术支撑一套准则、动态监测一张网络、信息公示一个平台“3大”引擎,提出调查评价、空间管控、规划引导、科学利用、监测监管和信用约束“6项”制度,多措并举为地热高质量发展贡献企业自身力量。

上海市地矿集团精细化的地热管理经验有力支撑了今年年初上海市发布实施的《上海市促进地热能开发利用的实施意见》,确定了“十四五”发展目标、明确了重点任务,并首次提出建立项目备案登记制度和关键材料备案登记管理。黄坚介绍,《实施意见》提到了地热重点应用区域,包括五个新城、临港新片区、长三角生态绿色一体化示范区、崇明世界级生态岛等,“这些地区在实施意见当中明确提出来,要建设浅层地热能建筑高质量发展示范区”。

2023年是长三角一体化发展上升为国家战略5周年。上海市地矿集团结合长三角区域地热资源情况,已向相关部门提出编制地热能开发利用专项规划。黄坚表示,“在满足地质条件和管控要求的前提下,结合国土空间规划和重大工程的布局,明确目标、任务和实施路径。”

黄坚认为,“双碳”目标和可再生能源建筑一体化应用政策条件,为地热行业带来新的契机,已成为行业普遍共识。面对新的发展机遇,她认为地热领域从业人员要坚持更高标准、更高要求,把地热开发利用过程中的每一个环节做好,才能够打造出“样板工程”和“精品项目”,地热才能真正赋能“双碳”目标的实现。

责编:kevin

 
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