地熱能供暖及發電技術入選國家重點推廣技術目錄
2025-02-13 11:10:21
地熱能資訊
2月12日，生態環境部辦公廳、工業和信息化部辦公廳、住房城鄉建設部辦公廳、交通運輸部辦公廳、農業農村部辦公廳聯合印發《國家重點推廣的低碳技術目錄（第五批）》（以下簡稱《目錄》），包括能源綠色低碳轉型類、重點領域降碳類、儲碳固碳類、數智賦能類、非二氧化碳減排類等5大重點方向共103項低碳技術，其中包括基于超長重力熱管的變革性地熱開采及高效利用技術、中深層無干擾地熱能供暖技術、高效熱泵空調系統關鍵技術等。《目錄》介紹了各項技術名稱、適用范圍、主要技術參數、綜合效益，以及典型案例應用等情況。（資料下載詳見文末）
該技術在地熱井內安裝全封閉的管體，通過管內工質的沸騰-凝結實現地熱能由地下（沸騰吸熱）到地面（凝結釋熱）的長距離傳輸。重力熱管靠近地下一端為蒸發段，靠近地面一端為冷凝段。在蒸發段受熱時，液體狀的工質吸收熱量氣化成蒸汽，蒸汽流向地面端、在冷凝器內由于受到冷卻使蒸汽釋放汽化潛熱凝結成液體，液體在重力的作用下，回流到蒸發端并再次氣化，以此循環提取利用地熱能。
超長重力熱管長度為4000米以上，該技術適用于開發不同深度、不同類型的地熱能資源。其中，河北雄安超長重力熱管示范工程應用了該技術，本項目單口取熱井，短期采熱量超過3MW，長時采熱量約為1MW，蒸汽直驅發電裝機13kW。相較于燃煤供暖方式，該項目產生的年碳減排量1087tCO2。
該技術應用中深層地巖熱同軸套管換熱器設計、中深層地巖2500m深熱換熱孔施工技術和中深層地巖熱供熱系統智能控制技術，向地下2000m深處巖土層鉆孔，孔徑約200mm，在鉆孔中安裝密閉的金屬換熱器，將軟化水作為循環工質注入換熱器，通過熱傳導及熱對流方式將巖土層中的熱能導出，通過地面專用機組系統向用戶供熱。
中深層無干擾地熱能供暖技術適用于建筑地暖，也可為工業生產及加工、農業設施提供中低溫熱源。通渭縣姜家灘小學采用中深層無干擾地熱能供暖，該項目總供熱面積14697m2，熱負荷840.19kW，供熱建筑包括小學綜合樓、教學樓、食堂、廁所、大門、教研樓，以及附屬幼兒園綜合樓、活動樓。蘭州中川機場三期擴建供油工程項目機坪航站區工程——第二航空加油站中深層地巖熱供熱系統，該項目總用地面積27000m2，約40.5畝，總供暖面積5465m2。
該技術提出兩相流體相分離技術，在熱泵空調低溫制熱時，通過兩相流體相分離技術，蒸發后的氣相直接分離回到壓縮機吸氣，液相繼續在后半程換熱器中蒸發，實現制冷劑高效低阻換熱，提升低溫制熱量；優化流路設計，實現室外換熱器兼顧高效蒸發和高效冷凝，同時提升制冷制熱能效比。在熱泵空調制熱時，通過兩相流體相分離技術，實現制冷劑高效低阻換熱，提升制熱量及性能系數；制冷時，隨著制冷劑流動方向流路數逐漸減少，實現最佳過冷度，提升制冷量及能效比。
該技術構建獨特的擴壓增流可換向風機及末端系統，實現雙向可變送風，上部氣流和下部氣流可同時送風或者單一送風，能夠在不同的熱環境下，輸出對應的氣流組織形式，實現更好的送風效果。連續供熱高效熱氣除霜技術基于熱氣直通除霜循環技術，通過相電流在線檢測識別制冷劑狀態實現高除霜熱量控制，通過熱氣分流均衡調控方法提高換熱器除霜效率，實現結霜工況下空氣源熱泵保持高效舒適供熱。
該技術將新能源直流直發與變頻空調直流直用相結合，減少光伏、儲能輸出電到驅動空調運行之間的多次轉換，減少能量損失，效率提升 8%，采用最優化的關鍵設備選型、系統配置和運行控制方案，有序控制系統內部的能量流動，使其實現多種模式運行及實時切斷，實現光儲空調對光伏電高比例消納、高效利用和空調系統可靠運行；直流母線電壓調整、閃變、跌落，特別是光伏間歇波動和電網側瞬時擾動疊加沖擊下，避免空調永磁電機高速下失步失穩，保證離心式、螺桿式、渦旋式、轉子式等壓縮機在復雜氣動工況下穩定運行，實現節能減排。
該技術以磁懸浮壓縮技術和直接蒸發制冷技術相結合的一體化空調機組，集成直流變頻技術、自清潔過濾技術、可變風道的蒸發旁通技術等多種節能方式，實現制冷劑與新風直接換熱。目前這項技術已應用于軌道交通場景，未來可推廣至工業廠房、數據中心、交通樞紐等高大空間使用場景。典型項目包括北京市軌道交通19號線一期工程磁懸浮式凈化空調項目，地鐵牡丹園站空調系統制冷面積約10000m2，與同等規模地鐵站空調系統相比，該項目實際產生年節電量25萬kWh，年碳減排量145tCO2。
該技術包含互聯網+能源管控平臺和AI 數據采集與節能控制器（AIoT 模塊），通過部署安裝該系統于煤改清潔能源農戶家中，實現中計量每戶供暖用電量數據采集，并根據天氣與溫度等計量信息進行智能節能分析，以及遠程自動控制、實時匹配、預警報警，完成能源計量的可視化、透明化、系統化管理。該技術已成功應用于北京市大興區煤改清潔能源 AI人工智能節能降碳系統，用于調控56315戶煤改電用戶的空氣源熱泵運行。相較于未使用智能節能控制系統的項目，該項目可實現年碳減排量5.46萬tCO2。
責任編輯： 李穎
標簽：地熱能供暖,國家重點推廣技術目錄
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