地热能

雄县:地热代煤催生“无烟城”

时间:2017-03-01 14:02:07  作者:  来源:  查看:
内容摘要: 冀中平原、白洋淀旁,有一座不用煤来取暖的小城——雄县。将大地深处蕴藏的热能置换到供暖系统之中,这座小城19平方公里的建成区内,供暖已经基本实现了二氧化碳...

冀中平原、白洋淀旁,有一座不用煤来取暖的小城——雄县。

将大地深处蕴藏的热能置换到供暖系统之中,这座小城19平方公里的建成区内,供暖已经基本实现了二氧化碳、二氧化硫、粉尘“零排放”。

地热代煤催生“无烟城”的探索吸引了高层的关注。国土部、住建部、国家能源局等部委纷纷派人前来考察。国家能源局还在这里召开现场会,总结出了地热供暖的“雄县模式”向全国推广。

记者日前走进这座小城,一探这里利用地热资源替代燃煤解决城市供暖的经验和做法。

地热供暖,8年替代标准煤近百万吨

雄县县城是座小城,建成区19平方公里,城镇居民不到10万。

小城近来却备受关注。2月9日,国家发改委副主任、国家能源局局长努尔·白克力也前来调研。

小城引人关注的是,在其19平方公里的建成区内,供暖基本实现了二氧化碳、二氧化硫、粉尘“零排放”,每年可替代标煤12万吨。

换句话讲,这里已然是座“无烟城”。

而在过去,雄县同中国北方大部分城市一样,冬季需燃煤取暖。每到供暖季,环境污染十分严重,供暖年排放二氧化碳22.5万吨,二氧化硫0.57万吨,粉尘1.41万吨。

如今,这里依靠地热实现了供暖全覆盖。

能取得这样的成就,背后是让雄县人为之自豪的地热资源。

国土部矿产资源储量评审中心认定,雄县61%的面积之下埋藏着地热资源,地热水储量达821亿立方米,牛驼镇地热田有一半分布在雄县。不仅如此,雄县的地热还具备出水温度高、埋藏浅的突出特点。

但雄县能打造成“无烟城”,依靠的绝不仅仅是地热资源。

当近来各路媒体聚焦雄县地热供暖时,当地居民早已不再把它当成新闻了,因为他们使用地热供暖已经多年。

雄县探索利用地热替代燃煤解决城市供暖迈出的最重要一步,是在2009年。这一年,中石化绿源地热能开发公司在雄县设立了河北绿源公司,这使得雄县地热开发从1.0时代迈进了2.0时代。

2009年当年,雄县县城就有3个小区实现了地热集中供暖。此后,当地地热集中供暖面积以每年几十万平方米的速度增长。而今,绿源公司在雄县的供暖能力已达477万平方米。为此,绿源公司先后投入4亿元资金,收购了18眼地热井,新打了50眼井,建设了36座换热站。

2014年,国家能源局在雄县召开全国地热能开发利用现场会。时任国家能源局局长吴新雄表示:“‘雄县模式’技术上成熟、经济上可行,可推广、可复制。”“雄县模式”就此叫响。

在绿源公司负责人看来,“雄县模式”的成功得益于“四个统一”:统一政策,由政府统一制定地热勘探、开发、运行维护、暖费收取等方面的优惠政策;统一管理,成立地热管理办公室,对地热能的综合利用进行统一管理;统一规划,编制的地热发展专项规划,纳入城市建设和经济发展总体规划之中;统一开发,由一家公司进行整体开发。

雄县还被国家能源局确定为新城镇、新能源、新生活行动首个试点县。绿源公司技术总监孙彩霞介绍,从2009年开始,雄县的地热供暖已经运行了8个采暖季,累计替代标煤近百万吨。

取热不取水,变直采直排为可持续开发

之所以引进大型央企,是因为雄县意识到地热资源利用需要走可持续发展之路。

前些年,雄县遭遇了地热水资源下降的难题。

“最早的地热供暖,就是打眼井把地热水抽上来,让它流进暖气管道,用完后直接排掉。”居住在雄县世纪城小区的一位居民回忆,那时候,为了容纳供暖用完的地热水,小区内专门挖了一个大坑,一到冬季,别处寒风凛冽,这里却云蒸雾绕,热气腾腾。

这位居民说:“当时觉得是个景观,现在想想可真是浪费啊!”

记者采访了解到,早期地热开发多采用直采直排的方式,开发无序,直接影响地热资源的可持续利用。而华北整个地下水大漏斗的加速形成,也在影响当地地热开采。

该县县委宣传部副部长王金锁曾在县职教中心任教,2000年左右,该校为开展农学棚室实验打了一眼地热井。当时地热水井口自喷能喷到一两米高,但几年之后,自喷现象已经不复存在。相反,地下地热水水位不断下降。

“而我们采用的新技术,最大特点就是取热不取水,将地热水回灌,保证了可持续开发。”孙彩霞留学冰岛期间,主修地热能源利用工程专业。她介绍,冰岛地热资源开发利用已有上百年历史,在技术上、理念上有很多先进的地方,公司与冰岛方面的合作,实现了强强联合。

孙彩霞告诉记者,所谓回灌,实际上是一种采灌平衡技术,也即每打一眼井开采地热水,就另打一眼井,将热能置换后的地热水回灌到地下,并且两眼井的井底要保证处于同一地层,以保障回灌水对地热水补充的有效性。她说,根据现实情况,也可以变上述的“一采一灌”为“三采两灌”。

绿源公司进驻雄县之后,首先开展的工作,就是整合城区原有的地热井,先后整合了18眼,并按照“间接换热、采灌结合”的模式进行技术改造,彻底改变了原有落后的“直采直排”破坏性开发。

而今,绿源公司在雄县的68眼井中,有24眼属于回灌井。过去7年多,回灌量累计达1850万立方米,使水位快速下降的问题得到了有效遏制:初期,当地地热水水位每年以七八米的速度下降,近两年下降速度已经降低到每年两三米。

走进绿源公司位于鑫城小区的换热站,公司生产运营部经理王洪亮指着两台体积仅有洗衣机大小的设备介绍,这就是新技术的核心——板式换热器,抽取的地热水流经这两台设备时,热能被通过另一条管道系统进入换热器的供暖用水带走,两股水流并不交融,前者顺管道回灌地下,后者则在系统内循环使用,温暖千家万户。

类似这样的技术进步,绿源公司还开创了多项,如热储评价、定向钻井、间接换热、有效集输、梯级利用、动态监测、高效运营等。孙彩霞说,正是依靠这些先进技术,大大提高了热利用效率,降低了运营成本,同时也实现了地热能源的可持续开发。

绿源公司在雄县取得了成功。而“雄县模式”也借助绿源公司的推动,在省内被大面积复制,绿源公司先后在河北开发了地热供暖1600万平方米,雄县之外,该公司开发的地热项目分布在容城、辛集、东光、霸州等15个县市。

散煤治理,地热供暖开启乡村试点

距离雄县县城30多分钟车程的北沙乡沙辛庄村,也在这个取暖季享受上了“市民待遇”。

2016年12月10日开始,这个拥有451户村民的村庄首次用上了集中供暖,热源就来自地热。

记者随机走进几户村民家中,都感觉温暖如春。不仅主人身着较为单薄的衣服,屋里种养的花卉也生长茂盛。

“城里人能用地热供暖,我们能不能也试试?”雄县北半部被划入了禁煤区,2016年该县确定北沙乡整乡禁煤。看到周边的村纷纷改电改气,沙辛庄村党支部书记马武山向乡里提出了自己的想法。

之所以提出这样的设想,马武山认为本村具备便利条件——村北开发住宅小区时,开发商打了两眼地热井,为热源建设提供了基础;住宅楼内的地热供暖,为更多村民使用地热供暖提供了近在眼前的示范效应。

马武山的想法得到了县里的支持。在城市地热供暖方面取得显著成效的绿源公司,随之担起了完成这一探索的重担。

今年春节前几天,沙辛庄村除了村庄外围的几户,全村95%以上的村民都用上了地热集中供暖。

“最大的困难,在于村民们居住分散,管道铺设投资大,小街巷施工难度大。”绿源公司生产运营部项目经理刘瑞军介绍。

老父亲头天从医院回家,第二天家里就用上了地热供暖,家里温度足有20摄氏度,这让村民董凤娟直呼“温暖”。而在此之前,家里取暖使用一台小型取暖炉,温度只有12摄氏度左右。

家里不仅温暖了,董凤娟还彻底告别了兼职“锅炉工”的生活——每天都要从院外往回推一车煤,每天都要掏一次炉灰。她不得不套上套袖、戴上口罩、穿上大褂,俨然一个真的“锅炉工”。

当村民普遍为地热集中供暖竖起大拇指时,绿源公司副总经理杨炳良却皱起了眉头:沙辛庄村因为是租用的地热井,成本较低,但如果向更多的村庄推广,动辄上千万元的开发建设费用,让公司倍感压力。

而在距离沙辛庄村不远的雄县创新农业科技示范园区内,河北祥农公司却做出了进一步的探索。

该公司对开采出来的地热能源采取了梯级利用的方式:地热水出井温度为85摄氏度,通过第一次热交换用于周边小区供暖,“取热不取水”,供暖面积达2万平方米。

第一次热交换后的地热水进行第二次热交换,交换水用于热带鱼养殖,地热水则通过回灌井全部回灌。

从热带鱼繁育池流出的交换水,用于生物肥生产和地热温室甘薯育秧。交换水从育秧室流出,自然降温至20摄氏度以下,用于泥鳅、鲤鱼、鲫鱼等普通鱼类的养殖和露天莲藕种植。

该公司总经理李玮介绍,地热能源开发的成本在供暖这个环节就能够分担了,其后的利用,为公司创造了很大的效益,仅热带鱼养殖一项,年产值就达10亿元。



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