中深层地热能无干扰清洁供热技术
admin
2022-09-18
中深层地热能无干扰清洁供热技术
技术编号
SXS-047
提供单位
陕西西咸新区沣西新城能源发展有限公司
技术大类
资源能源利用技术
联系人
刘腾
技术类型
能源利用技术
电话
18292075270
邮箱
1365691855@qq.com
适用范围
属热力生产和供应;适宜1.5万㎡以上建筑
推荐单位
西安市科技局
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技术简要说明中深层地热能无干扰清洁供热技术是通过钻机向地下2-3km深处钻孔,在钻孔中安装封闭的金属套管换热器,通过换热介质导出地下热能,并通过地面热泵机组、输配系统向地面建筑物供热的技术。在此技术基础上,可进一步发展应用以中深层地热能无干扰清洁供热为主的”多能互补,集成优化“综合能源供应模式,耦合光伏、天然气、电能等多类能源系统,满足建筑物冷、热、生活热水等多种需求。
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Technical Brief Description
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技术提供方陕西西咸新区沣西新城能源发展有限公司
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技术主要指标信息换热孔深度为2-3km;供热水温度为50℃左右。其他设备参数根据工程具体情况适配。
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商业应用情况采用中深层地热能无干扰供热技术进行建筑供热,典型项目有中国西部科技创新港科教板块综合能源供应项目,供热面积159万㎡;沣西新城总部经济园综合能源供应站项目,供热面积69万㎡;丰京苑住宅供热项目,供热面积28万㎡;沣润区域综合能源供应站项目,供热面积16.6万㎡。四个项目均位于陕西省西咸新区沣西新城。就陕西省西咸新区沣西新城推广应用的1200万㎡中深层地热能无干扰供热面积而言,相较传统燃煤、燃气供热,一个采暖季可代替标煤20.8万吨,减少二氧化碳排放量约55.9万吨,减少二氧化硫排放量约1768吨,减少氮氧排放物约3243.5吨,减少粉尘排放量约1995.5吨。节能减排效益显著。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资中深层地热能无干扰清洁供热系统建设主要包含换热孔、输热管网(换热孔至机房)和供热机房设备投资,其核心部分为换热孔施工,采用工艺为石油钻井工艺,以普通居民住宅建筑为例,每个换热孔的供热面积为1.5万平方米,按当前市场材料价格,一个换热孔投资约280万元,折合供热面积约187-190元/平方米;热泵机组投资约20-25元/平方米;管网及水泵等其他机房设备约20-25元/平方米;加上施工措施费、税费等其他费用,合计建设投资约240元/平方米。
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年运行维护费用中深层地热能无干扰供热系统利用地热能供暖,不消耗化石燃料。系统密闭运行,运行成本主要为电费和较低的人员管理、维保费。按照中深层地热能供热在陕西省可享受居民生活用电价格,即0.4983元/kW·h。以普通居民住宅建筑为例,热指标取35W/平方米,其系统耗电约3kW·h/平方米·月,折合1.5元/平方米·月;高智能化管控系统可实现无人值守,人员管理、维保费和少量水费约0.5元/平方米·月(水费主要为二次管网补水耗水费,受项目二次管网施工质量影响,略有差异;维保费主要为机房设备维护,地下换热孔免维护)。综合运行维护费用约为2元/平方米·月。
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投资回收期以西咸新区某住宅供热项目为例,每年供暖时间为11月15日至次年3月15日,供暖收费标准参照西安市住宅5.8元/平方米·月执行,单平方米月运营费用约2元/平方米。中深层地热能无干扰供热每平方米的运行经营收益为:收取供热费(23.2元)-运行成本(8元)=经营收益(15.2元)。按照供热单平方投资240元/平方米,除去城市基础设施配套费供热部分等费用后,静态回收期(包括建设期)约10年。
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附加效益采用之前的水热型地热能供热,在地热水约50℃的地区,每平方米供热面积需抽灌2立方米地热水。以地热供暖较为普遍的河北地区为例,水热型地热资源税(以水量计征)单价2元/立方米来算,每100万平方米供热面积就需缴税400万元,加上实际收费面积要小于供暖面积,企业的额外成本将超过500万元。而中深层地热能无干扰清洁供热技术“取热不取水”,无需缴纳地热资源税,可节约成本500万元。水热型地热能供暖的运行成本约为4.5元/平方米·月,相较于中深层地热能无干扰清洁供热2元/平方米·月的运行成本而言,每100万平方米供热面积可节约运行成本1000万元。
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综合效益中深层地热能无干扰清洁供热技术替代燃煤、燃气供热,实现二氧化碳“零排放”,无废气、废液、废渣,治污减霾成效显著。据测算,以2000万平方米建筑为例,一个采暖季(四个月)相比燃煤锅炉供热,可代替标准煤约32万吨,减少二氧化碳排放量约86万吨,减少二氧化硫排放量约2720吨,减少氮氧排放物约4990吨,减少粉尘排放量约3070吨。相当于一台300MW发电机组一年的煤炭消耗量。中深层地热能无干扰供热系统,只有热泵机组和循环水泵等设备消耗电能,每平米每月消耗约3度电,按2000万平方米计算,每个采暖季仅用2.4亿度电,即可实现比电热膜消耗20亿度电更好的供暖效果。
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障碍对技术转移影响等级从障碍对技术转移影响的等级进行排序,从高到低依次为融资困难、技术转移后的运营维护困难、当地技术人员培训困难。国内企业在国外融资困难;技术转移后由于当地产业体系不健全,运营维护需依靠国内资源;该技术在当地属于新技术,当地技术人员培训困难。
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提交日期2020/12/24
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技术成熟度目前中深层地热能无干扰供热技术在全国范围内已推广应用2000万平方米,主要集中在西北地区以及华中地区,供热效果稳定良好,治污减霾成效显著。该技术主要围绕钻井技术钻取换热孔,采用热泵机组输配系统向建筑物供热,目前钻井技术以及热泵机组输配系统已非常成熟,市场上相关专业化公司均可实施。在整个中深层地热能无干扰供热系统业务整合、集成应用和管理实施方面,市场上也有相关掌握技术核心、系统集成能力强、业务综合水平高的企业。 以中深层地热能无干扰供热为主,耦合天然气、电能等能源的综合供能模式也已落地开花。亮点项目有中国西部科技创新港科教板块综合能源供应工程等项目。中国西部科技创新港科教板块综合能源供应工程项目首次投运即受到央视1套的详细报道,为我国当前最大的无干扰地热能供热项目。
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技术适用性与使用条件中深层地热能无干扰清洁供热技术适用于建筑供热领域,其综合供能模式适用于有供热、供冷等多种用能需求的建筑或区域。中深层地热能储量丰富,分布广泛,适合于任何地区。且技术链条上下游的钻孔、热泵机组、系统集成等技术成熟,技术推广性强。中深层地热能无干扰换热孔单孔供热可供1.5万平方米,所以从技术经济性方面来讲,适用于1.5万平方米以上建筑。
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技术稳定性经组织5为院士、9位业内顶级专家组织召开中深层地热能无干扰供热技术专题论证会,与会专家一致认为该项目具有取热持续稳定,地温恢复快、环境影响低的特点,适宜作为清洁供热热源,可规模化推广应用,为新型城镇化发展提供经验参考。 沣西能源公司目前已推广中深层地热能无干扰清洁供热技术1300万平方米,供暖效果稳定良好,该技术是陕西省主要推广的清洁取暖技术。该技术在工程运行过程中换热孔取热持续稳定,热泵机组能始终运行在高效区间,整个系统能够高效稳定运行。中深层地热供热系统综合能效比约为5.04。中深层地热能无干扰供热系统面对极寒天气适应性强,能够根据外界环境变化及时调整供暖温度,保证供暖质量。
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技术安全性该技术开发利用清洁的中深层地热能供热,不受上游能源资源限制,主要采用热泵机组提取地下热量,取热不取水,把地热能开发利用对环境的影响降到了最低。井下套管换热器采用石油级J55特种钢管作为技术套管,耐高温,耐高压,抗腐蚀,且密闭运行,与建筑物寿命相当,无须更换。同时采用固井工艺封固水层,避免了地下水的污染。与该技术相关的技术装备成熟。该技术受到国内保利、电建等地产公司青睐。
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技术转移推广障碍融资困难,技术转移后的运营维护困难,当地技术人员培训困难
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知识产权转让该技术在中深层地热能无干扰换热孔施工工艺、供热系统安装工艺,高温热泵技术、机房智慧管控等方面具有国内自主知识产权,已取得相关专利、软件著作权。中深层地热能无干扰供热技术的关键技术装置核心知识产权为陕西西咸新区沣西新城能源发展有限公司所有,系自主研发。所有关键环节、工艺、设备均已实现国产化。愿与合作方一道推动该技术普及应用。