参观鲜县地热研究基地: 地热开发利用的“新思路”从这里开始

？地热利用水平又提高了

沧州县东北部的梅庄洼农场，京津冀地热资源梯级综合开发利用（西安县）科研基地位于农场主干道旁，不显着.

不久前，该基地召开了分阶段的科研成果发布会和学术研讨会，宣布京津冀地热资源梯级综合开发利用模型初步形成.

在这个看似简单的基地中隐藏着什么秘密？

图为北京，天津，河北地热资源（西安县）综合开发利用的科研基地地热井

“神秘之处在于地下2,000米至4,000米. ”河北煤田地质局水文地质队总工程师牛晓军脚，指着一口用水泥建造的深井，并告诉记者，这是一口深达4000米的地热井，有两座地热勘探与生产联合井. 深度分别为2000米和2500米. 通过这三口井，科研基地为地热资源的利用开辟了一个全新的“空间”.

为了积极推动全省乃至京津冀地区的能源消费结构调整，促进地热资源的有效利用，建立可复制和推广的新模式. 2017年，省煤田地质局和自然资源部中国地质调查局在水利局地热勘查的基础上，与浙江鲁特能源技术一起，为综合性科研基地西安县共同建设了京津冀地热资源开发利用.

牛小军介绍说，该基地的技术成果主要体现在两个方面. 其中之一是在3790米处发现了一个新的中温储层“壮组之上”. 地热科学勘探孔的底部温度接近110℃. 孔口温度为103.5°C，这是目前华北平原通过此类蓄热装置检测到的最高温度.

另一项成就是，科研基地综合利用“庄庄组以外”和“雾迷山组”的地下储热水，实现了280千瓦地热发电一期的两阶段综合利用. 30,000平方米的建筑供暖形成了北京，天津和河北深部高效利用碳酸盐岩储热的新模式. 二级地热能综合利用率达到75.8％，达到国际先进水平.

“简单来说，我们利用新发现的地热资源，率先在京津冀地区实现地热发电，并进一步探索了多级利用. ”牛小军说.

这里有地热发电吗？

记者看到，与普通发电厂不同的是，除了隐藏在地下的三口井和通过密集的管网连接的几套集装箱式设备外，似乎没有任何设备可用于发电.

牛小军说，地热发电是一种以地下热水和蒸汽为动力的发电技术. 实际上，这是一个将地下热能转换为机械能，然后将机械能转换为电能的能量转换过程.

“地热水出来后，进入了我们组装的有机朗肯循环（ORC）发电机组，入口温度为95°C，出口温度为72°C. ”牛晓军说，目前该基地的地热发电是为科研基地本身提供的. 使用.

但是这种自行使用的地热发电机组对整个京津冀地区都具有特殊意义.

“目前，河北省的能源消费结构不合理. 省能源局的数据显示，2017年煤炭消费占全省能源消费结构的83.71％，而全国平均水平为60.4％. 能源结构调整势在必行. ”省煤田地质局副局长张贵双说，地热能是一种清洁，高效，可循环利用的能源. 河北省地热资源丰富，储量居世界前列. 具有资源丰富，分布广泛，易于开发的特点，大力开发利用地热能对河北省能源结构的调整具有重要的现实意义.

中国工程院院士吴强认为，目前京津冀地区乃至全国的地热资源开发利用相对简单，主要用于供热，洗浴等. . 综合利用或级联利用较低，尚未形成区域特色产业. 特别是在地热发电领域，没有，可持续的地热发电项目.

该基地的科研成果，利用ORC发电技术，平均发电效率高达10％，在资源和环境条件相同的情况下实现了较高的地热发电效率.

据估算，该科研基地的地热发电项目每年运行8000小时，年均发电256万度，可替代1024吨标准煤，减少二氧化碳排放2443吨.

“尽管目前科研基地的发电规模还不大，但示范的意义却非常重要. ”科研基地的成就将为京津冀地区，尤其是雄安新区乃至全国的低温地热新技术和新应用提供可再生，可扩展的发电. ”中国地质调查局水环境研究所，科研基地首席科学家，副总工程师.

？最终目标是“吃干榨网”

11月7日，立东市受到冷空气的影响，整个华北地区的温度急剧下降.

但是，梅庄洼农场的资深工人王显生并不担心今年冬天取暖. 由于科研基地建成后的地热水已完成发电，因此仍可以在70°C左右的温度下进入农场的供热管道，为700多名员工提供30,000平方米的起居室和办公室.

图为梅庄洼农场地热供热管道

这是地热水的二次利用.

王现生曾经关注泵房的水温数据. 去年，地热供暖温度为62℃，回水温度高达55℃.

“您不能在房子里增加太多的散热器，否则它将非常热. ”王先生说，冬天烧了40多年的炉子现在可以用作城市取暖器. “关键仍然是地热，有一点污染. 不. ”

7公里外的咸县，大部分市区供热区都由地热供热.

“咸县地热田是华北地区最优质的地热田之一，而低温地热田在全县范围内分布不同. ”王桂玲为记者做了简单的科普研究，西安县地处地质，在沧县地台拱带上，地热水埋深适中，温度高，水量大，容易充电. 这为咸县提早利用地热资源创造了条件.

西安县委副书记王占鹏介绍，西安县最早在1999年将地热用于县供热. 十多年来，该县不断研究和引进新技术和新工艺，扩大了县域供热面积. 地热加热.

到2017年底，该区市区的供热面积为352万平方米，占该区集中供热面积的99.2％，节约了3.5万吨煤炭，节约了8.4万吨二氧化碳，并且296吨烟灰.

距县城70公里的雄县，也探索了用地热取暖替代煤炭的方法.

据了解，雄县地热资源丰富. 该县约有60％的地区蕴藏着地热资源，地热水储量为821亿立方米，地热最低出水温度为摄氏55度，可替代66.3亿吨标准煤.

如今，雄县建成区已取消了燃煤锅炉，以实现集中式地热采暖，并积极推动地热采暖以取代农村散装煤采暖. 每年可替代12万吨标准煤. 该县基本上实现了二氧化碳，二氧化硫和粉尘的零排放.

近年来，在大力推广清洁供热，实施“电代替煤”，“天然气代替煤”等新的供热方式的背景下，利用地热供热已成为许多地热资源的新选择. 丰富的地区.

记者了解到，河北省明确表示，今年将在石家庄，保定，沧州，衡水，邢台，邯郸，定州，辛集等六个地区和城市开展. 不超过2,000名地源热泵供暖飞行员，积累了在农村地区推广地源热泵和地热供暖的经验. 同时，选择条件较好的中心村和特色镇，并根据当地情况建设“地热村”和“零碳镇”示范项目.

从利用率来看，目前河北省的地热资源主要用于三个领域: 供热，疗养浴和农业种植.

以西安县为例，在开发利用比重中，供暖占97.2％，洗浴占1.5％，种植业占0.17％.

此外，少量的地热能被用于工业生产.

例如，在燕京啤酒，在啤酒生产的烹饪，糖化，发酵和糊化过程中，使用了大量的地热能，每年可节省8000吨标准煤. 舒美牙刷每年生产2.5亿支各种类型的牙刷. 该公司充分利用地热能来塑造牙刷形状，从而节省了大量替代能源.

但是献县地热发电项目，省煤田地质局地质科学技术处处长李学文认为，利用地热资源进行温泉洗浴和取暖还没有充分利用地热能的综合效益.

“从地上抽出宝贵的地热水后，只需使用一次并补充水，这是一个巨大的浪费. ”李学文说.

探索地热资源的梯级利用的目的是探索如何科学地将一次提取的地热水用于多层次利用，“吃干榨干”其中的能量，然后再将其补充到环境并规范化为地下.

地热不能被级联使用的原因有很多. 例如，地热田自身条件不具备，综合应用的技术水平不够，早期开发资金投入不足，模型还不够成熟.

然而，科研基地已将地热的级联利用模式变为现实: 利用先进的ORC发电技术，地热水首先用于地热发电；然后，发电的尾水进入加热管道进行加热. 最终，经过处理后，被食用和挤出的低温尾水被科学和环境地补充到地面. 这就形成了一种“一次性取水，多用”的地热水梯级利用新模型，最大限度地利用了地热资源.

据报道，科研基地的地热能综合利用率达到75.8％. 财务分析表明，静态投资回收期为7. 75年，内部年收益率为12.16％，高于行业平均水平，具有良好的经济效益.

将来，科研基地还可以开发特殊的农业应用，以实现地热发电，供热以及农业种植和育种的三次利用.

梅庄娃的科研基地规划用地面积为22万平方米，其中20万平方米用于一般农田. 今后将建设地热生态农业园区，用于地热发电和地热发电的面积为20,000平方米. 加热测试站等

“目前，北京，天津，河北及周边地区是全国空气污染最严重的地区. ”吴强认为，西安县科研基地的梯级综合利用新模式将为北京，天津，河北乃至全国的地热资源提供开发利用. 提供一个可供参考和复制的新模型，对于优化京津冀地区乃至全国的能源结构，改善大气环境，发展循环经济具有重要的示范意义.

王桂玲说，科研基地使用的技术先进，运行效果好，具有良好的示范效果和推广前景.

？科学充电是保护的关键

地热利用前景广阔，但地热井补给失败是当前地热利用过程中亟待解决的现实问题.

牛小军说献县地热发电项目，深层地热能资源经常被深埋，地下热水供应缓慢，补给量低. 如果长时间不进行补给开采，地下水位将继续下降，这不仅会造成地热能的浪费，还会导致地热资源的枯竭.

“综合利用梯级地热资源的关键是科学地补充充分利用的地热水. ”牛小军说.

但是，为什么补充地热水如此困难？

根据行业专家的说法，首先，由于各个地区对地热资源的勘探和评价准确度较低，部分地区对资源承载力认识不清，开发，利用和开发规划不足. 对地热资源的保护导致过度开采. 有许多采矿或无序使用的情况.

第二，补给井的成本目前非常高. 根据地质条件，钻探井的成本在每米1500至2,000元之间. 而且，现阶段岩溶-裂缝储热技术还比较成熟，孔隙型储热技术还需要进一步完善.

牛小军说，在鲜县科研基地探索的梯级综合利用模型中，一组地热井应包括1: 1或1: 2补给井，对补给的地热尾水进行无污染处理.

在西安县，地方政府以科学规划为前提，探索实施灌溉与灌溉相结合以及利用废弃水源来培养人们的储蓄意识，并走出了低谷. 碳循环经济在地热资源的勘探，开发，利用和保护方面. 发展路径已形成具有先贤特色的地热经济发展模式.

王占鹏说，咸县自2012年以来一直在进行补给井试验. 目前，该县所有地热井均已补给，尽管如此，补给量仍不到100％，并且仍将会损失少量的尾水.

为彻底解决这一问题，咸县和省煤炭地质局水文队正在积极研究新的利用和补给方法，以确保100％补给并确保地热资源的科学和可持续利用.

张桂双说，《河北省地热能“十三五”开发利用计划》具有全省地热能开发利用的基本原则，即坚持管理促发展，同时重视发展与保护. 未来地热资源的梯级利用模式，不仅将大大提高地热资源的综合利用率，而且将按照“收获与灌溉平衡”的原则，实现资源开发与环境保护的双赢. “取暖不用水”.

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