干熱巖供熱技術的探討

于群

（陜西四季春清潔熱源股份有限公司 西安 710061）

【摘要】干熱巖作為一種可再生的新型能源，具有熱能大、分布廣、開發利用對環境影響小，不受季節等自然條件的影響等優勢。而干熱巖用于供熱在我國還基本屬于空白。因此對干熱巖供熱技術開展研究有著非常現實的意義。在簡述干熱巖供熱技術原理及特點的基礎上分析了干熱巖供熱技術開發利用的社會效益。

【關鍵詞】干熱巖供熱；節能環保；社會效益

The discussion of hot dry rock heating technology

YU Qun

（Shaan xi Sijichun Clean Enerhy Co.，Ltd.）

Abstract： Hot dry rock as a new type of renewable energy， has the high heat， wide distribution， development and utilization of the environmental impact is small， the season and is not affected by the influence of natural conditions such as advantage. And hot dry rock used for heating also is basically blank in our country. So for hot dry rock heating technology research has very realistic significance. In the hot dry rock heating technology were briefly discussed on the basis of the principle and characteristics of the hot dry rock is analyzed and the key technologies of the development and utilization of heating technology.

Key words： Hot dry rock heating； Energy conservation and environmental protection； Social benefits

0引言

干熱巖（HDR），也稱增強型地熱系統（EGS），埋深數千米，內部不存在流體或僅有少量流體的地下高溫巖體。干熱巖的溫度一般在70度到200度之間，干熱巖中的溫度一般以水為媒介將干熱巖中的高溫提取上來，用于采暖供熱。

目前，由于打井抽取熱水、燃煤鍋爐、燃氣鍋爐等傳統供暖方式存在污染環境、浪費資源等弊端。2013年1月，國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部就聯合發布《關于促進地熱能開發利用的指導意見》明確提出地熱能“十二五”發展目標：到2015年，全國地熱供暖面積達到5億平方米，地熱發電裝機容量達到100兆瓦，地熱能年利用量達到2000萬噸標準煤。到2020年，地熱能開發利用量達到5000萬噸標準煤。國家發展改革委副主任、國家能源局局長吳新雄在2014年2月召開的全國地熱能開發利用現場會上，強調積極推廣地熱能開發利用，鼓勵推廣利用熱泵系統，提高熱泵系統在城市供暖和制冷中的普及率，加快推進深層地熱能開發利用，建立健全地熱能開發利用產業體系，為地熱能開發利用提供強有力的產業支撐。從而用清潔生產技術的基本形式來實現循環經濟的健康發展。

1 干熱巖供熱技術的原理

干熱巖供熱技術是指通過鉆機向地下一定深度干熱巖層鉆孔，在鉆孔中安裝一種密閉的金屬換熱器，在內充滿換熱介質，通過換熱器傳導將地下深度的熱能導出，并通過專用設備系統向地面建筑物供熱的技術。 如圖1.

2 干熱巖供熱性能分析

某項目為一住宅樓，建筑面積25000m2，運行一個采暖季。

3 干熱巖供熱經濟效益

（1）計算條件：

1） 運行天數：冬天120天。

2） 供暖時間為24小時。

3） 白天和夜晚的平均電價為0.52元/kw.h（陜西居民用電）。

4） 系統運行耗電量：冬季，1142KW。

5） 負荷運行天數根據《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005計算。

負荷100%：運行天數×2.3% 負荷50%：運行天數×46.1%

負荷75%：運行天數×41.5% 負荷25%：運行天數×10.1%

由此表可知： 一個采暖季節里總運行費用為約101萬元，每平米費用為7.8元，每月每平米費用為1.96元。

目前西安市住宅小區集中供暖收費為每月每平米5.8元。

4干熱巖供熱環境效益

如果進行規模化推廣，在一個采暖季（4個月），以100萬平方米建筑為例，與燃煤鍋爐相比，采用干熱巖供熱技術可替代燃煤1.6萬噸，減少CO2排放量約4.3萬噸，減少SO2排放量約136噸。

5干熱巖供熱技術優勢

干熱巖的熱能賦存于各種變質巖、花崗巖、花崗閃長巖等，干熱巖上一般覆蓋有沉積巖或土等隔熱層，干熱巖主要被用來提取內部的熱量。

干熱巖存在于地殼淺層的某些構造區，是一種清潔的新能源。全球干熱巖蘊藏的熱能十分豐富，比蒸汽型、熱水型和地壓型地熱資源大得多，比煤炭、石油、天然氣的熱能總和還要大。因此，干熱巖用于供熱技術具有以下幾方面的優勢。

（1）能源效率高

干熱巖供熱是利用地下2000米到3000米的巖石的熱量，故不同于傳統的煤炭及天然氣采暖而需通過二次換熱，轉化為熱能量，也不同于土壤源熱泵淺層取熱，系統能源效率提高15%以上，大幅度降低了煤炭、天然氣及電能消耗量。

（2）環境保護

如今，一到冬季采暖季，霧霾已然成為同晴天、雨雪等的常態天氣，不僅影響交通安全更嚴重威脅到人們的身體健康。而干熱巖供熱技術采暖，沒有廢氣（CO2、SOx、NOx等）排放，也沒有其它流體或固體廢棄物。干熱巖供熱技術可以維持對環境最低水平的影響。由于使用干熱巖供熱技術而摒棄了傳統燃煤及燃氣的供暖方式，故有效促進環境改善，從源頭上解決了霧霾成因之一的粉塵污染，具有極大的社會環境效益。

（3）安全

干熱巖供熱技術的開發是安全的，沒有爆炸危險，更不會引起災難性事故或傷害性污染。干熱巖供熱技術室外干熱巖換熱井通常在項目用地紅線內安裝若干地下換熱器和干熱巖機組，不會對建筑本身及地基造成任何影響。

（4）良好的經濟性

向地下中、深層取熱，增加單孔取熱量，擴大供熱面積，可減少鉆井數，降低開發成本。目前按照一個取熱2000米深井可解決1—1.3萬平方米建筑的供熱計算，其運行成本低于燃煤集中供熱的50%，同時地面供暖設備占用空間小，運行靈活，控制簡單，維護費用低，使用壽命長。使用干熱巖技術供熱使整個系統能源效率提高，能源供應成本下降，在不斷增長的能源價格體系下更具有良好的經濟效益。

6結語

目前，我國正處于高速發展的時期，工業科技的崛起勢必導致能源危機和環境污染，鑒于此我國政府在改善能源結構，提高環境質量方面給予高度重視，而干熱巖這種清潔無害的新型供熱技術無疑是新能源領域的一面綠色旗幟。未來，在政府的極力推廣下，我國北方地區的霧霾天氣將得到更大、更快得改善。

參考文獻

【1】《實用供熱空調設計手冊》第二版

【2】《通風與空調工程施工及驗收規范》GB50243-2002

【3】《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005

【4】《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019-2003

【5】《全國民用建筑工程技術措施/暖通，動力》2009版