产业报告2019丨技术篇：六、中深层地热能供热技术

第三篇 技术篇

六、中深层地热能供热技术

地热是一种可再生能源，前提是“取热不取水”、地热尾水100%回灌。中深层地热资源一般是指4000m以浅、温度大于25℃的热水和蒸汽；可通过不同方式用于供暖、旅游疗养、种植养殖、发电和工业利用等方面。通过更深的地热热源，可以提取约60~80℃左右的高温水用于供热，也可通过封闭埋管采集深层地热，经热泵提升后用于供热。

根据“梯级利用，品位对口”原则，实现地热发电、建筑高效供热制冷、工农业生产和温泉沐浴的梯级利用，可大幅度提高地热能的转化与利用（如图3-21所示）。

图3-21 地热能的梯级利用思路

勘探是地热能利用的前提。探明地热资源潜力，才能为地热开发提供资源基础，保证项目合理布局，实现综合高效开发。但是，传统勘探技术在地热能的开发利用方面仍存在一些问题：一是钻井投资占项目建设总投资的40%~50%，成井工艺直接影响单井产能和地热利用；二是地下水环境问题。普遍存在开发利用水平低、资源浪费严重，地热井超采、只采不灌造成地热水位下降，以及直接排放造成环境污染等问题。如河北省在1258眼在用地热井中，1093眼没有取水许可证，953眼没有采矿许可证；1141眼地热井未实施回灌，尾水直排量超过5000万吨/年。

近年来，从西北地区开始、北方多地发展起来的新方式，通过封闭埋管采集深层地热的热泵供热系统（如图3-22所示），不会造成污染或其它环境问题。

图3-22 封闭埋管采集中深层地热的热泵系统

该供热系统地面供回水温约20~30℃/10~20℃，整个采暖季系统COP约为5（考虑热源和用户输配电耗），单井流量25~35t/h，功率250~350kW，投资150万元~250万元（井及套管，地质条件不同钻井成本不同）。地热依靠地下深处传热恢复，不可供冷，热性能几乎不受地域限制，通过封闭式换热器提取地热，对地下水资源无影响，地埋管纵深长，取热孔径小，对地下土壤岩石破坏小，可应用范围广。采用中深层地热源热泵系统，夏季无需向土壤补热；如果地埋管间距在20米以上，经过一个供暖季的取热，地下土壤平均温降小于2K，供暖季结束后三到四个月即可恢复。