行业动态

　　今年以来，国家陆续推出碳达峰碳中和相关政策，从引导“双碳”落地，到国家明确发文遏制“两高”项目盲目发展，政策指导层面越来越清晰——“双碳”目标已成为长期国家战略，它不仅被定义为能源问题、环境问题，更是经济问题和长远发展问题。

　　习近平总书记在今年中央财经委员会第九次会议上强调，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。

　　■地热能的传统开采方式不胜其弊

　　早在1970年，地质学家李四光就提出：“地下是一个大热库，是人类开辟自然能源的一个新来源，就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样。”

　　地热能是地球上一个普遍存在且用之不竭的能源资源，从地表向下，深度每增加100米，温度平均升高约3℃。地球中深部的地热能作为可再生清洁能源，储量大、分布广，充分利用其供暖，可大规模减少燃煤使用量，有效改善城市大气质量，优化能源结构。目前，国际上已有一百多个国家在开发利用地热能，并以每年12%的速度递增。我国地下热水开采已有20年以上历史，广泛用于北方地区的洗浴与取暖，作为替代燃煤的清洁能源，深受老百姓欢迎。

　　但是传统的地热开采方式需要提取高温地下水，而地下水资源是有限的，导致目前很多较浅的地热取暖管道已经抽不出水，地热开采造成的水位下降情况日趋严重。北方整体水位下降将导致干旱少雨情况增多，并影响空气质量，间接成为雾霾帮凶；被排放的地下热水中含有多种有害元素，可能诱发水质、土壤环境污染；导致其他未知生态环境危害以及地面沉降等地质灾害。

　　■无干扰地热供热技术（干热岩）应运而生

　　为了解决这一问题，陕西四季春清洁热源股份有限公司总经理李建峰带领技术团队潜心研究中深层地热能开发利用。在长达十年以上持续实践的基础之上，借助清华大学、西安交通大学等学术科研机构的支持，于2013年突破各项难关，在“中深层地热能”利用领域成功研制出我国首例无干扰地热供热技术（干热岩），现已成功实现商业应用。

　　无干扰地热供热技术是一项利用中深层地热热源高效、绿色环保的原创性清洁供热技术。利用无污染的介质传递置换出地下热能，为建筑物提供节能环保、绿色低碳、安全可靠的热源，实现了只取热、不取水，使人们在享受温暖的同时，也能有效改善大气污染，保护地下水资源。此项技术是国内首创、国际领先的清洁环保地热能供暖技术，相比于常规热泵系统而言，具有热源侧出水温度高、取热量大、换热器对环境无影响、供暖系统换热器占地面积小、开采位置选择灵活、节能环保、运行费用低等优势，并可以保证系统长期高效运行，应用前景广泛，是实现高效清洁供暖、推动建筑节能的先进技术。

　　这一技术的成功研发标志着地热应用开启了新的一页。正如李四光曾经所说：“若是能只取热、不取水，那才算是迈进了地热能利用的大门。”

　　■无干扰地热供热技术（干热岩）的原理及应用

　　无干扰地热供热技术（干热岩）钻孔至地面2千米以下，通过特制的密闭金属换热器交换出地下热能，为地面建筑物提供绿色、清洁的热源。钻孔位置的选定比较灵活，一般不受场地条件制约，每个建筑物下都有地热能，开发具有普遍性。专用的吸热导热装置与新材料的结合提高了地下吸热导热效率，一个换热孔可以满足1.8-2万㎡建筑的供暖需求。地下换热器采用特种钢材制造，耐腐蚀、耐高温、耐高压，寿命与建筑寿命相当。同时因为该技术利用地下高温热源供热，地下无运动部件，系统稳定，对建筑地基无任何影响。

　　在采暖供热方面，一个10万㎡的小区通常只需要安装4-6个孔径200mm、深度2000m-3000m的地下换热器（换热器不会露出地表，对地面无影响），专用设备仅需要空间约150㎡；在热水供应方面，无干扰地热供热系统可以将地下热能用于加热自来水，一个2000m深度的换热器及设备每天可提供400吨温度45度的热水。

　　对于建筑面积1万㎡至10万㎡的单个项目，通常的做法是在项目用地红线内安装地下无干扰换热器，在项目地下室设备间安装换热机组，通过无干扰地热供热系统的工作将地热输送到用户。对于建筑面积在10万㎡至几十万、甚至是几百万㎡的项目，通常按面积或负荷分成几个独立系统。例如一个几百万㎡的项目，可以划分成几个独立系统，由用户总的自控中心来控制管理运行。

　　该技术已通过中国工程院、中国地质环境监测院、中国建筑科学研究院、清华大学、西安交通大学、西安建筑科技大学、上海市建筑科学研究院等各方论证和测评。现已广泛应用于陕西省委、西安海关、沣西能源供应站、西部创新港、高速紫禁长安等多个重点项目，在北京、上海、青岛、太原、金寨（安徽）、郑州等多个城市也均有建设，实施供热项目总面积达到1000万㎡以上，得到用户单位和各级政府的一致好评。

        ■助力生态文明，照耀“双碳”之路

　　促进地下水资源可持续利用。近年来，随着经济社会发展，我国地下水开发利用程度不断加大，开采速度超过了被补充的速度，导致部分地区地下水超采和污染问题突出，地面沉降、海水入侵、水体污染等问题频发，保护地下水资源迫在眉睫。

　　无干扰地热供热技术采用“只取热、不取水”的方式，将中深层地热能用于建筑供暖。系统与地下水隔离，仅通过换热器管壁与高温岩层换热，不抽取地下热水，也不使用地下水，可就地开发、就地利用，较好地保护了地下水资源。

　　节约土地资源，提高土地利用率。相较于传统的地热开采技术，无干扰地热供热技术向地下中、深层取热，孔径小(200mm)，深度在2000m以下，单孔取热量高，供热面积大，可减少钻孔数，且不需要庞大的地下集中输送管网，不用专门建造大型换热站，大大节约了土地资源。

　　节能环保，治污减霾成效显著。与集中供热不同，无干扰地热供热系统可根据区域的发展情况和使用需求化整为零，就地安装供热系统。

　　一个区域的若干个无干扰地热供热系统可以通过电脑远程控制，建立总控中心，实现统一运行管理。并且无干扰地热供热技术实现“0”排放（无废气、废液、废渣等），能量来自地热，很好地替代燃煤燃气集中供热系统，低能耗，环保运行，治污减霾成效显著。与燃煤锅炉相比，1000万㎡建筑在一个采暖季(4个月)采用无干扰地热供热技术可替代标煤19.2万吨，减少CO2排放量约51万吨，减少S02排放量约1630吨，减少氮氧排放物约1420吨，减少粉尘排放量约9600吨。

　　无干扰地热供热技术的应用使地热成为新的替代能源。它的推广应用在解决老百姓供热等民生问题的同时，有效减少了燃煤、燃气的消耗，减轻了对传统化石能源的依赖，对治污降霾，优化能源结构，促进生态文明均具有现实意义和深远影响。

　　在国家“十四五”规划和2035年远景目标形势下，推进清洁能源利用，打好清洁能源替代硬仗势在必行。只有不断进行能源科技革命，构建现代化绿色产业体系，形成绿色低碳循环发展模式，引领现代服务业绿色转型，才能如期实现碳达峰碳中和目标。