正值“三九”寒天,,在我國北方地區(qū),熱烘烘的暖氣是廣大居民溫暖過冬的重要保障,。除了傳統(tǒng)的燃煤,、燃氣供暖,地熱供暖作為一種新興供暖方式逐漸走入大眾視野,。
不久前,,在供暖季啟動時,北京市首個中深層地熱供暖示范項目正式投運,。該項目建成后每年可以減少排放二氧化碳7650噸,,為下一步推廣中深層地熱供暖積累經驗。
雖然聽起來新鮮,,但地熱供暖實際上已經有較長的發(fā)展歷史,。因具有突出的環(huán)保優(yōu)勢,地熱供暖被稱為地下“綠色空調”,。近年來隨著開發(fā)建設規(guī)模不斷擴大,,“綠色空調”走進了越來越多的家庭。
那么,,地熱供暖的原理是什么,?它會給人們的冬日生活帶來哪些改變?帶著這些問題,,科技日報記者采訪了相關專家,。
地熱能是可被循環(huán)利用的清潔能源
地熱能是地球內部以熱的形式儲藏的能量,主要來源于地球的熔融巖漿和內部放射性物質衰變。因為地球內部一直在釋放熱量,,所以地熱能取之不盡用之不竭,,是可被循環(huán)利用的清潔能源,被列為五大非碳基能源之一,。
“地熱資源種類繁多,。”香港中文大學(深圳)城市地下空間及能源研究院,、地熱能科學技術(大理)研究院院長張大偉向科技日報記者介紹,,按照地質構造特征、熱流體傳輸方式等,,我國地熱資源大致可以分為淺層地熱資源,、水熱型地熱資源等。分布區(qū)域最淺的地熱資源僅位于地表下數(shù)米,,最深的則處在地下數(shù)千米。
在開發(fā)利用上,,對于淺層地熱資源,,通常以直接利用為主。例如,,地源熱泵,、地熱溫泉等都是直接利用地熱能的方式。
對于水熱型地熱資源,,核心利用方法是“取熱不耗水”,,即從開采井中將蘊含熱量的地熱水抽取出來,利用換熱器吸收水中的熱量,,隨后再將失去熱量的冷水通過回灌井重新注回取水層,。經過一段時間,地下熱源會將冷水重新加熱,,后續(xù)還可以再次利用,。在此過程中,地下熱源就像一臺鍋爐,。人們利用這臺鍋爐可實現(xiàn)地下水的循環(huán)加熱,。采用這種地熱資源開采方式,相關工作人員必須對抽取的地熱水進行100%回灌,,以實現(xiàn)“采灌平衡”,,保證地熱資源的可持續(xù)利用。
具體來說,,被抽取上來的地熱水經旋流除砂器除砂后被注入換熱器,,溫度可以達到68攝氏度。隨后,地熱水會將自身攜帶的熱量通過板式換熱器傳遞給供暖水,。加熱后的供暖水通過供暖管道被輸送至千家萬戶,。除此之外,換熱站工作人員還會根據(jù)往年的供熱經驗和室外溫度,,實時調節(jié)生產井取暖的流量,,借此調節(jié)供暖溫度。
在使用上與燃煤集中供暖沒有差別
對于我國多數(shù)北方居民,,地熱供暖還是新鮮事物,。不過,在河北雄安新區(qū),,地熱供暖早已是當?shù)夭豢苫蛉钡闹匾┡绞?。雄安新區(qū)位于我國三大地熱帶之一的華北地熱帶。該地區(qū)地熱資源豐富,,地熱供暖起步早,、發(fā)展迅速。在雄安新區(qū)的冬季,,看不到高聳的煙囪“吞云吐霧”,,地下源源不斷的熱量被送至千家萬戶。
2009年,,河北省雄縣與中國石油化工股份有限公司合作開發(fā)當?shù)氐責豳Y源,。到雄安新區(qū)設立前,雄縣縣內已擁有地熱井77口(包括回灌井29口),,換熱站35座,,城區(qū)95%以上的建筑實現(xiàn)地熱供暖,基本實現(xiàn)了城區(qū)地熱集中供暖全覆蓋,。雄安新區(qū)設立后,,作為雄安三縣之一的雄縣截至2023年底,建成以地熱能為主的清潔供暖換熱站超百座,,敷設供熱管網(wǎng)約550公里,,供暖面積超700萬平方米。
走進雄安新區(qū)某居民區(qū)崔女士家中,,室內20多攝氏度的溫度讓人感到舒適暖和,。崔女士告訴記者,她在2015年搬到該小區(qū)時,,開發(fā)商便已在房間內鋪好了地暖,。
在沒搬入此小區(qū)前,每到冬季取暖季,,崔女士需要在屋外儲備大量煤炭,。燃煤產生的煙塵污染讓她印象深刻。
“那時候,天空灰蒙蒙一片,,家里陽臺有時會落上一層灰,。”崔女士說,,相比燃煤取暖,,地熱供暖價格更低。此外,,在使用方式和體驗上,,地熱供暖與普通的燃煤集中供暖沒有差別,并不需要支付額外的維護費用,。她希望有一天在農村的親人也能告別燒天然氣,、燃煤等取暖方式,用上地熱供暖,。
在地熱資源同樣豐富的陜西省咸陽市,,地熱供暖方式已較為普遍。咸陽市地熱資源開發(fā)中心主任,、綜合管理科科長陳衛(wèi)衛(wèi)表示,,近年來地熱供暖比以往更受重視。地熱供暖的經濟性優(yōu)勢突出,,同時其低碳環(huán)保的屬性也符合供熱行業(yè)未來發(fā)展趨勢。