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全国首个“近零碳排放区”示范工程中的地热能开发利用
来源:地大热能 2021-01-12

2021年1月11日,中华人民共和国自然资源部主管的《中国自然资源报》头版头条刊登了题为《为城市副中心注入绿色动能——聚焦全国首个“近零碳排放区”示范工程中的地热能开发利用》的报道,引发业界极大关注。业内人士认为,“首个”的意义非同寻常!

全文报道了北京城市副中心大力开发利用地热“两能”(浅层地热能、深层地热能)应用,文章指出地热“两能”的应用对北京城市副中心率先创建全国“近零碳排放区”示范工程有直接关系。北京城市副中心项目以地源热泵为主,博采众长,多种能源优势互补、节能高效、安全稳定,为城市能源就地化供应提供了有益借鉴。

2021年1月11日出版的《中国自然资源报》,该报头版头条报道北京城市副中心地热能开发应用

在北京城市副中心行政办公区,没有锅炉房和烟囱,没有中央空调巨大的室外机,能量都在地下悄然运转。44公里长的管线,河道、绿地下1.1万多组换热孔与管线汇集交错,两座巨型区域能源站,这些共同组成了贯穿办公区建筑群近240万平方米的“绿色空调”,实现了办公区使用可再生能源比重达40%的目标。

2016年4月,北京市政府同意北京市地质矿产勘查开发院(原北京市地勘局)提出的在城市副中心行政办公区采用地热“两能”率先创建“近零碳排放区”示范工程。在各委办局的大力支持下,该局确立了以一流的绿色标准,建设一流的示范工程,促进地热“两能”资源永续利用的目标;制定了多源耦合、技术复合(地源热泵技术、蓄能技术、调峰技术、变频技术)、地下地上联动、核心设备定制等融为一体,建设“智能热、冷供应系统”的技术路线。

北京城市副中心地热“两能”项目于2018年11月北京市级机关正式东迁前正式投用。至今,已为150万平方米的建筑供暖、制冷和提供生活热水。多项数据表明,副中心绿色运行效益明显,已成为城市能源就地化供应的典范。

单批次规模世界最大

6平方公里内的行政办公区总建筑面积约380万平方米,都应用了以浅层地热能为主、深层地热能为辅、其他清洁能源为补充的能源供给方案,构建“1个智慧管理平台+6座区域能源站”的能源供应保障体系,地热“两能”占设计热负荷的60%,实际能源贡献率接近系统的90%。地下管廊能源舱中布设的400~1000毫米管线总长达44公里。

“软、硬件”世界一流

地热“两能”的开发利用和规划建设涉及地质、暖通、设备、安装、市政等多学科的交叉匹配,是一项极具挑战性、高难度的系统性工作。例如,抗浮设计和施工,仅抗拔桩就有800多根。能源站中建有3万立方米的蓄能水池,容量相当于16个标准游泳池。站内安装的核心设备都是量身定制,单台10兆瓦的热泵机组共有5台套,在此类项目单体能源站中规模最大。

运维模式世界首创

建立了地上、地下立体监测、联调的智慧控制系统,地下监测系统通过各种先进监测技术和方法监管着地下热源的“峰谷变化”,即地温场的动态变化情况,能源管控平台根据地上、地下的大量云数据分析,自动调节系统运行,达到最高效节能的目标。智慧能源管控平台+地热“两能”承载力监控平台=能源系统“最强大脑”,保障了一流的自动化控制。

综合效益世界领先

绿色理念在经济、环境效益上得到充分体现。1号、2号能源站建成后预计每年可为副中心节约2.2万吨标准煤,减少二氧化碳排放4.8万吨。据项目工程师介绍,一棵生长40年的大树平均每年可吸收450千克二氧化碳,副中心采用地热“两能”相当于多种植了10万棵树,可有效改善空气质量。

目前已初步探明,北京深层地热能在平原区深度3500米以内,井出水温度大于50℃区域的面积约2760平方公里,形成10个相对独立又有一定关联的地热田,储存的地热水量为180亿立方米,可为约3亿平方米建筑供暖。北京浅层地热能仅平原区资源量可为约7.21亿平方米建筑供暖。截至2018年底,全市共竣工地热及热泵项目超过1300个,总应用面积约5554万平方米。

北京城市副中心对节能环保理念的倡导与传播,对低碳经济发展模式的实践有划时代意义。创建“近零碳排放区”示范工程,是推动首都生态文明建设,实现经济发展质量效益明显提升的有益尝试,是推动副中心高质量发展,打造国际一流和谐宜居之都示范区的具体举措。

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