地質(zhì)學(xué)家李四光曾提出：

“地球是一個(gè)龐大的熱庫，

有源源不絕的熱流。

打開地下熱庫的大門，

不只是為我國開辟新路，

對(duì)世界也是開辟新路，

從而對(duì)人類做出較大貢獻(xiàn)。”

如今，中煤地質(zhì)總局水文局

已經(jīng)手握打開地下熱庫之門的金鑰匙，

那就是“取熱不取水”開發(fā)技術(shù)。

在9月15日至17日舉行的

2023年世界地?zé)岽髸?huì)上，

作為為數(shù)不多的系統(tǒng)集成展商，

水文局展示的“取熱不取水”等行業(yè)尖端技術(shù)頻獲點(diǎn)贊，

吸引了國內(nèi)外與會(huì)人員的廣泛關(guān)注。

水文局“取熱不取水”到底有多厲害？

今天就帶你認(rèn)識(shí)一下它。

什么是地?zé)崮埽?/strong>

所謂地?zé)崮埽?/p>

是指存在于地球內(nèi)部巖土體、流體和巖漿體中，

可為人類開發(fā)利用的熱能，

是一種可再生清潔能源。

全球地?zé)豳Y源總量約相當(dāng)于全球資源總消耗量的45萬倍，利用潛力巨大。

地?zé)岬刭|(zhì)概念模型

在我國，

地?zé)崮芸删偷亻_發(fā)供北方地區(qū)清潔取暖；

在一些地?zé)豳Y源豐富區(qū)域，

地?zé)崴梢灾?dāng)?shù)匕l(fā)展溫泉康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)；

在具備高溫地?zé)崮苜Y源的地區(qū)，

地?zé)崮芸勺鳛榘l(fā)電電源，

與其他能源“合作互助”，

保障用電穩(wěn)定。

什么是中深層“取熱不取水”？

根據(jù)地?zé)崽荻龋?/p>

每向下100米，

溫度便升高3℃，

這意味著在地下2000—3000米的地方，

就有70℃以上的溫度，

可謂地下天然的“鍋爐房”。

水文局擁有叢式井、羽狀多分支井、U型井、

L型井、八字井等鉆探技術(shù)，

能夠通過先進(jìn)鉆探工藝增大地?zé)峋c巖層的接觸面積，

獲得更多的地?zé)崮堋?/p>

但中深層水熱型地?zé)岽嬖阢@孔水量不足、

干孔、砂巖回灌困難、

區(qū)域水位下降套管腐蝕等問題。

對(duì)此，水文局轉(zhuǎn)變思路，

改進(jìn)中深層地?zé)岵蔁峒夹g(shù)，

研發(fā)出“取熱不取水”技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)采用閉式成井工藝，

不與地下水發(fā)生任何水力聯(lián)系，

通過外在的載體和技術(shù)手段獲得地下熱能，

可最大程度保護(hù)地下水資源，

為地?zé)豳Y源可持續(xù)發(fā)展探索出新方向。

中深層地?zé)帷叭岵蝗∷奔夹g(shù)，

通過鉆機(jī)向地下2000—3000米深處的熱儲(chǔ)層施工鉆孔

在鉆孔中安裝密閉的井下?lián)Q熱器

通過換熱器傳導(dǎo)

將地下熱能不斷開采出來

并通過專用換熱設(shè)備向地面建筑物供熱。

水文局在河北工程大學(xué)建設(shè)的“U型井”，

是我國第一眼大口徑長距離換熱U型對(duì)接井，

引領(lǐng)了我國北方地區(qū)地?zé)峁┡绞降淖兏铩?/p>

供暖初期和后期的中溫天氣

采用中深層地?zé)崮芄┡?/p>

供暖中期的寒冷低溫天氣

采用中深層地?zé)崮?燃?xì)庋a(bǔ)充。

據(jù)測算，

應(yīng)用該技術(shù)為100萬平方米面積供暖，

每年可節(jié)約標(biāo)煤1.6萬噸，

減排二氧化碳4.3萬噸、二氧化硫102噸、

氮氧化物490噸、煙塵45噸，

與植樹造林100公頃相當(dāng)。

地?zé)峋褂脡勖L，運(yùn)行成本低，

可減少因擾動(dòng)地下水導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，

無需抽水和回灌，

更加高效，

社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

什么是中深層“取熱不耗水”？

針對(duì)中深層高溫含水層，

采用中深層“取熱不耗水”技術(shù)，

可實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源可持續(xù)開發(fā)利用。

該技術(shù)采用定向鉆井，

將地下高溫地?zé)崴∩蟻砗?/p>

通過換熱設(shè)備交換傳導(dǎo)提取熱能，

換熱后的尾水回灌地下，

在地表小范圍區(qū)域?qū)崿F(xiàn)地下合理井距的采灌均衡，

更好發(fā)揮地?zé)峋G色能源優(yōu)勢。

水文局實(shí)施的雄安新區(qū)中深層地?zé)犴?xiàng)目，

取得巖溶熱儲(chǔ)采灌均衡“取熱不耗水”技術(shù)成果。

通過定向鉆探技術(shù)形成“八字形”井，

可以防止熱突破，

便于地面井間管理。

什么是“地?zé)?多能互補(bǔ)”？

“地?zé)?多能互補(bǔ)”，

是水文局未來發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新方向，

根據(jù)地方能源整體規(guī)劃，

建設(shè)多種能源有機(jī)整合、

集成互補(bǔ)的綜合能源體系。

在河北工程大學(xué)地?zé)?多能互補(bǔ)項(xiàng)目中，

水文局建立了3個(gè)能源站、4個(gè)熱水系統(tǒng)，

根據(jù)能源規(guī)劃和地質(zhì)條件確定5種能源方式：

淺層地?zé)崮?、中深層地?zé)崮堋⑷細(xì)?、生活污水和太陽能?/p>

打造了全國綠色無煙校區(qū)，

成為全國“地?zé)幔嗄芑パa(bǔ)”典型示范項(xiàng)目。