在康博公館綜合能源站,工作人員巡檢地熱能熱泵機組。記者 石秀秀 攝
今年冬天,天衢新區永鋒·百合新城小區實現了集中供暖。“沒想到供暖效果這麼好,過冬不用擔心了。”11月20日,居民任剛家中暖意融融,溫度計顯示23℃。
百合新城小區居民享受到的這份溫暖,是來自地下1500米的地熱能。地熱能是一種儲量豐富、分佈廣泛、穩定可靠的可再生能源,對於服務綠色低碳高品質發展具有重要作用。我市地熱資源儲量豐富,開發利用規模更是位居全省首位。
成為供熱管網的有力補充
百合新城小區距離中心城區市政集中供暖主管道較遠,在短時期內難以接入。但隨著入住率上升,小區冬季供暖需求日益迫切。市政府和天衢新區管委會大力推動這一問題解決。今年7月,天衢新區熱力公司積極與該小區開發商、物業及居民協商溝通,決定啟動地熱能集中供暖項目。“項目由山東省地礦局水文二隊承建,採用‘一採一灌’地熱供暖模式,建設熱源站1座,提取地下1500米中深層熱能,出井水溫52℃。”項目現場工作人員楊劍介紹,今年供暖面積約3萬平方米,服務居民近300戶。
同樣享受到地熱能集中供暖的,還有平原縣桃園街道桃園社區的居民。桃園社區是回遷社區,前幾年,居民取暖面臨燒煤臟、燒氣貴等問題。2021年,桃園社區運用“政府+企業”的市場化運作模式,引入山東地礦舜景地熱開發有限公司,打造了地熱集中供暖項目。“以前擔心地熱能取暖溫度不高,聽鄰居説供熱效果很好,所以今年我也開通了。”桃園社區居民譚桂芝説。舜景地熱開發公司副總經理譚璐介紹,今年桃園社區供暖面積比去年增加了3萬餘平方米。
2017年,我市實施“城市逐步退出,農村發展壯大”的地熱資源供暖佈局,在全市選擇符合礦産資源規劃、社區規模較大、物業管理規範、入住率較高的農村社區,納入全市地熱清潔取暖示範項目創建工作,積極推廣地熱清潔能源集中供暖的新模式。目前,地熱能已經成為我市供熱管網的有力補充,尤其幫助農村社區實現多種清潔熱源互補。
採灌均衡實現可持續利用
我市地熱能開發利用起步于1996年,近30年間,經歷了從興起到關停再到鼓勵利用3個階段。
地熱資源雖然具有儲量豐富、安全清潔、可持續利用的優勢,但如果不加限制、過量開採,就會導致資源浪費,産生不良後果。“德州地熱開發到2013年達到高峰,當時全市有地熱開採井400多口,但多數未進行地熱尾水回灌。”市自然資源局礦産資源管理科科長張保國説,“地熱水礦化度較高,未經處理的地熱尾水直接排放,會對地方生態環境造成污染。”
為做好地熱資源開發管理,保證地熱資源的可持續利用,我市于2017年印發了《關於加強地熱尾水回灌工作的通知》和《關於德州市地熱尾水回灌工程建設驗收辦法》等規範性文件,並嚴格堅持地熱資源“以灌定採、採灌均衡”原則。2018年,組織編制了《德州市礦産資源總體規劃(2021-2025年)》,針對歷史遺留地熱井無序開採現狀,按照“關停一批、整合一批、規範一批”的原則,依法進行了清理整頓,進一步提高了地熱資源保護和開發利用監督管理水準,形成了技術創新、示範引領、以灌定採、高效利用的“德州模式”。
針對地熱尾水回灌難題,省地礦局第二水文隊結合我市砂岩熱儲地質特點,組織院士專家團隊進行攻關,研究突破了地熱井大口徑填礫技術,並投資600余萬元,在市區建設了集供暖、洗浴、換熱、梯級利用、回灌、熱泵技術于一體的全省首個“砂岩熱儲地熱回灌示範工程”。省地礦局第二水文隊高級工程師楊亞賓介紹:“通過‘以灌定採、取熱不取水’理念,採用一採一灌、換熱間供模式,在保證地熱尾水回灌入井的同時,實現用熱不耗水的高效可持續利用。”
目前,回灌工藝得到大幅改進。過濾器由單體反沖洗式改為多體並聯更換式,且過濾器級別根據熱儲岩心的孔隙特徵、喉道參數等進行了調整;為便於回灌操作,改進了回灌井口裝置,實現了回灌與回揚在井內共用一套管路,簡化了回灌設備,降低了生産成本。“我們做了多次生産性回灌試驗,利用追蹤試劑探查地熱尾水回灌情況。經過2016年至2023年供暖季探索實踐,實現了供暖尾水100%回灌。”水文二隊總工程師趙季初説。
打造“地熱+”多場景應用
走進康博公館小區綜合能源站,目之所及,氣象一新:一組組地熱能熱泵機組採用串聯組合方式,在供熱站點之間形成了有效互聯互補。“小區一期、二期西片區及沿街商業門市均採用地熱供暖,總供暖面積達到45萬平方米。”項目實施方康馨智慧能源(山東)有限公司總工程師李立華介紹,以康博公館小區沿街門市為例,採用地熱供暖比採用化石能源方式供暖每年可減少二氧化碳排放10825噸,能耗降低66%。
我市地熱資源總量約500億立方米,約佔全省的21.4%,地熱儲層主要為館陶組(佔90%),具有分佈範圍廣、儲量豐富、易於開採等特點,地熱井成井深度為1300米至1700米,地熱水出水溫度為52℃至70℃,回灌條件下全市年可採量約5億立方米。“目前,德州地熱能使用主要集中在供暖方面,面積達1300萬平方米,佔全省的38%,涉及150個社區,惠及群眾30余萬人。”張保國表示,如果用化石能源方式滿足這一面積供暖,每年需消耗標準煤28萬噸,也意味著採用地熱供暖後,每年可減少二氧化碳排放70萬噸。
發展地熱産業,是落實碳達峰、碳中和國家重大戰略部署的具體行動。自2021年以來,從中央到省先後出臺系列政策,明確要加快地熱能開發利用。
我市積極推進該項工作,成立由市委書記、市長任組長(雙組長)的試點工作領導小組,印發試點實施方案,將在全市實施地熱資源開發利用示範區建設工程、農村社區地熱供暖示範工程、地熱能綜合應用示範工程、綠色礦山創建工程、動態管理“數字賦能”工程和地熱資源勘查工程6個試點工程。
“我市將全力打造地熱資源在服務農業産業、取熱不取水供暖、淺層地溫能供暖(製冷)、空氣儲能等多種應用場景,全力以赴做好地熱資源開發利用示範項目等工作,助推我市地熱高品質發展。”市自然資源局黨組書記、局長楊洪利説。
□本報記者 石秀秀 本報通訊員 王龍春 張曉燕