积极发展地热产业 有效推动建筑领域节能降碳

   2025-08-13 2740
核心提示:中国技术监督情报协会地热产业工作委员会地热青年专家风采系列报道刘雅彬,内蒙古第二水文地质工程地质勘查有限责任公司水文公司技术负责,主要从事水文、工程、环境、地质工作。2024年4月,入选第一批中国技术监督情报协会地热产业工作委员会地热青年专家。2012年6月至今先后主持完成13项水资源论证方面的报告。
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刘雅彬,内蒙古第二水文地质工程地质勘查有限责任公司水文公司技术负责,主要从事水文、工程、环境、地质工作。2024年4月,入选第一批中国技术监督情报协会地热产业工作委员会地热青年专家。2012年6月至今先后主持完成13项水资源论证方面的报告。


在业余时间,本人参加了内蒙古地质环境及国土空间生态修复学会,兼职绿色矿山评估专家;参加了中关村绿色矿山产业联盟,兼职绿色矿山团体标准跟踪专家;兼职鄂尔多斯市、东胜区、杭锦旗、达旗水利局水资源论证评审专家;兼职内蒙古自治区交易中心、内蒙古自治区政府采购中心评标专家;兼职内蒙古自治区地质调查研究院矿产资源储量评审专家。


本人的论文新时代地勘单位改革发展思考“借用律师事务所模式的地勘单位改革”荣获2021年优秀学术论文三等奖,被刊登在《西南地质经济》杂志上;2023年2月本人独自编写出版了专著《水文地质勘察技术及应用研究》,该专著主要论述了水文地质勘察方面的相关课题、技术方法和手段等。本人还荣获公司先进(生产)工作者荣誉称号;2023年3月,本人被评为东胜区“最美巾帼奋斗者”;2024年3月,本人被评为鄂尔多斯市“最美巾帼奋斗者”。


积极发展地热产业 有效推动建筑领域节能降碳

1.我国地热能源及开发

根据《中国大陆地区大地热流数据汇编(第四版)》显示,我国大陆地区热流分布格局总体表现为:东高、中低,西南高、西北低。其中,藏南、滇西、川西以及东部高热流异常区,是我国地热资源勘探开发有利区。

截止到2021年底,我国地热供暖(制冷)面积达到13.3亿m2,其中水热型地热供暖面积5.3亿m2,浅层地热供暖(制冷)面积8亿m2;温泉年利用能力6665MW,地热农业年利用能力1108MW。地热发电实际运行的装机容量16MW。预计“十四五”期间平均每年新增1.12亿m2供暖制冷面积,2025~2030年期间每年平均新增1.57亿m2供暖制冷面积。

近年来,地热供暖(制冷)项目呈现规模化、大型化的特点。北京城市副中心以浅层地热能为主,将实现供暖制冷面积300万m2;重庆江北新区江水源热泵项目,规模达400万m2;武汉二七滨江商务区,江水源热泵项目供应面积220万m2;南京江北新区水空调项目,规模将达1600万m2。雄安新区起步区规划通过“地热+”的供能模式实现供暖制冷面积1亿m2。

2.地热能的技术特性及应用

相对于太阳能和风能的间歇性和波动性,地热能是稳定可靠的可再生能源,是赋存于地球内部岩土体、流体和岩浆中,能够为人类合理开发和利用的热能,其平均能源利用系数高达70%左右,明显高于太阳能、风能、潮汐、水电和生物质等可再生能源,更利于碳达峰、碳中和目标实现。

依据地热温度分级,高于200℃的地热可以用来发电和进行梯级综合利用。 100~200℃的地热可以采用双循环发电、吸收式制冷、直接供暖、工业干燥以及热加工等。50~100℃的地热则可直接供暖和供生活热水,进行工业干燥。20~50℃的地热主要用于供应生活热水,温泉洗浴、医疗康养,农业种植、水产养殖以及给建筑物供冷供热。

建筑供冷时,冷源多采用电制冷方式,利用浅层地热能的地源热泵系统供冷是重要的技术之一。

建筑供热时,维持室内舒适温度所需要的供热量和热水温度都不会太高,与利用浅层地热能的地源热泵系统、中深层地埋管换热系统或地热可供给的热水温度基本吻合。

地源热泵能够很好的满足建筑能源的需求和特性,既可供冷又可供热。各类热泵的全年一次能源利用率高达1.21~1.45,而锅炉仅为0.7~0.9。

地源热泵的特性能将自然能源提升后满足建筑物的供热需求。自然能源是可以再生和变废为宝的无尽宝藏,因此我们说以热泵为代表的可再生能源利用是由建筑能源的特性所内含和规定了的。

地源热泵:1、能回收和利用低位热能,充分利用自然能源,减少化石能源使用,保护环境。2、能提高一次能源利用率。3、电力价格相对稳定,经济性好,利于碳减排。

锅炉燃烧时炉膛温度高达1000℃以上,供暖时温度仅需75/50℃或更低(低㶲能),高能低用,尾气余热无谓排放,极为浪费,利用方式极不合理。

由燃烧直接提供采暖所需的低温热量,即使在不损失热量的条件下,室内所得到的热量最多为燃烧发热值的100%,这也应该认为是一种巨大浪费。因为在这种情况下,贮藏在燃烧中的化学能所具有的做功能并未加以利用而被贬值了。

冰岛是世界上最洁净的首都:使用地热能替代了污染型的化石燃料。

雄县模式:90%以上建筑面积采用中深层水热型地热能集中供暖,建成全国首个“无烟城”。

燃煤锅炉执行《锅炉大气污染排放标准》(GB13271-2014),二氧化硫、氮氧化物和粉尘排放标准分别为400mg/m3、400mg/m3、80mg/m3。

燃煤电厂锅炉执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),二氧化硫、氮氧化物和粉尘排放标准分别为100mg/m3、100mg/m3、30mg/m3。

供暖锅炉二氧化硫、氮氧化物和粉尘分别是电厂锅炉的4倍、4倍和2.5倍。据测算,1吨散煤直燃的污染物排放量是1吨工业燃煤经集中减排后污染物排放量的十几倍。

太阳能发电、风电等替代的是燃煤电厂排放的污染物;而地热能供热替代的是与广大民众息息相关的建筑供热锅炉的燃煤和取暖直燃的散煤。因此,推广地热能对于大气污染治理、建筑安全健康的意义将更加突出。

3.促进地热产业高质量发展

地热能是一种储量丰富、分布较广、稳定可靠的可再生能源。大力开发利用地热能,对深入贯彻习近平生态文明思想,落实碳达峰、碳中和目标具有重要意义。

随着我国社会经济的快速发展,人民群众对美好生活的向往日益提高,旺盛的供冷供热市场需求和人与自然和谐共生的要求对地热产业发展提出了更高的要求。既是地热产业高质量发展的必由之路,又是地热行业践行国家战略的历史担当。

气候议题本质上是一场全球能源革命,这场革命涉及两个核心议题:一是传统化石能源何时淘汰,二是如何争夺新能源经济下的领先地位。新能源经济应运而生, 清洁能源技术正成为投资的一个重要新兴领域,也是一个国际合作与竞争日趋活跃的舞台。

地热能是稳定可靠的可再生能源,并且与建筑能源需求(供冷供热)具有天然的契合性,如何通过政策支持和技术创新快速降低地热能开发和利用成本,扩大使用规模和应用场景,既是全球地热能行业必须正视和倾力研究的关键问题,也是助力地热能在全球新能源低碳经济战略格局重塑中如何抢占一席之地的生死博弈。

实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。

地热能技术自身具备的特性对于促进能源革命、减少温室气体排放、改善生态环境具有重要的现实意义和深远的历史意义。推动地热能的开发利用将大大助力尽早实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标,是未来能源转型的新方向和必然选择。

来源:《中国地热》杂志/地热加

 
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