地热能供暖及发电技术入选国家重点推广技术目录
2025-02-13 11:10:21
地热能资讯
2月12日，生态环境部办公厅、工业和信息化部办公厅、住房城乡建设部办公厅、交通运输部办公厅、农业农村部办公厅联合印发《国家重点推广的低碳技术目录（第五批）》（以下简称《目录》），包括能源绿色低碳转型类、重点领域降碳类、储碳固碳类、数智赋能类、非二氧化碳减排类等5大重点方向共103项低碳技术，其中包括基于超长重力热管的变革性地热开采及高效利用技术、中深层无干扰地热能供暖技术、高效热泵空调系统关键技术等。《目录》介绍了各项技术名称、适用范围、主要技术参数、综合效益，以及典型案例应用等情况。（资料下载详见文末）
该技术在地热井内安装全封闭的管体，通过管内工质的沸腾-凝结实现地热能由地下（沸腾吸热）到地面（凝结释热）的长距离传输。重力热管靠近地下一端为蒸发段，靠近地面一端为冷凝段。在蒸发段受热时，液体状的工质吸收热量气化成蒸汽，蒸汽流向地面端、在冷凝器内由于受到冷却使蒸汽释放汽化潜热凝结成液体，液体在重力的作用下，回流到蒸发端并再次气化，以此循环提取利用地热能。
超长重力热管长度为4000米以上，该技术适用于开发不同深度、不同类型的地热能资源。其中，河北雄安超长重力热管示范工程应用了该技术，本项目单口取热井，短期采热量超过3MW，长时采热量约为1MW，蒸汽直驱发电装机13kW。相较于燃煤供暖方式，该项目产生的年碳减排量1087tCO2。
该技术应用中深层地岩热同轴套管换热器设计、中深层地岩2500m深热换热孔施工技术和中深层地岩热供热系统智能控制技术，向地下2000m深处岩土层钻孔，孔径约200mm，在钻孔中安装密闭的金属换热器，将软化水作为循环工质注入换热器，通过热传导及热对流方式将岩土层中的热能导出，通过地面专用机组系统向用户供热。
中深层无干扰地热能供暖技术适用于建筑地暖，也可为工业生产及加工、农业设施提供中低温热源。通渭县姜家滩小学采用中深层无干扰地热能供暖，该项目总供热面积14697m2，热负荷840.19kW，供热建筑包括小学综合楼、教学楼、食堂、厕所、大门、教研楼，以及附属幼儿园综合楼、活动楼。兰州中川机场三期扩建供油工程项目机坪航站区工程——第二航空加油站中深层地岩热供热系统，该项目总用地面积27000m2，约40.5亩，总供暖面积5465m2。
该技术提出两相流体相分离技术，在热泵空调低温制热时，通过两相流体相分离技术，蒸发后的气相直接分离回到压缩机吸气，液相继续在后半程换热器中蒸发，实现制冷剂高效低阻换热，提升低温制热量；优化流路设计，实现室外换热器兼顾高效蒸发和高效冷凝，同时提升制冷制热能效比。在热泵空调制热时，通过两相流体相分离技术，实现制冷剂高效低阻换热，提升制热量及性能系数；制冷时，随着制冷剂流动方向流路数逐渐减少，实现最佳过冷度，提升制冷量及能效比。
该技术构建独特的扩压增流可换向风机及末端系统，实现双向可变送风，上部气流和下部气流可同时送风或者单一送风，能够在不同的热环境下，输出对应的气流组织形式，实现更好的送风效果。连续供热高效热气除霜技术基于热气直通除霜循环技术，通过相电流在线检测识别制冷剂状态实现高除霜热量控制，通过热气分流均衡调控方法提高换热器除霜效率，实现结霜工况下空气源热泵保持高效舒适供热。
该技术将新能源直流直发与变频空调直流直用相结合，减少光伏、储能输出电到驱动空调运行之间的多次转换，减少能量损失，效率提升 8%，采用最优化的关键设备选型、系统配置和运行控制方案，有序控制系统内部的能量流动，使其实现多种模式运行及实时切断，实现光储空调对光伏电高比例消纳、高效利用和空调系统可靠运行；直流母线电压调整、闪变、跌落，特别是光伏间歇波动和电网侧瞬时扰动叠加冲击下，避免空调永磁电机高速下失步失稳，保证离心式、螺杆式、涡旋式、转子式等压缩机在复杂气动工况下稳定运行，实现节能减排。
该技术以磁悬浮压缩技术和直接蒸发制冷技术相结合的一体化空调机组，集成直流变频技术、自清洁过滤技术、可变风道的蒸发旁通技术等多种节能方式，实现制冷剂与新风直接换热。目前这项技术已应用于轨道交通场景，未来可推广至工业厂房、数据中心、交通枢纽等高大空间使用场景。典型项目包括北京市轨道交通19号线一期工程磁悬浮式净化空调项目，地铁牡丹园站空调系统制冷面积约10000m2，与同等规模地铁站空调系统相比，该项目实际产生年节电量25万kWh，年碳减排量145tCO2。
该技术包含互联网+能源管控平台和AI 数据采集与节能控制器（AIoT 模块），通过部署安装该系统于煤改清洁能源农户家中，实现中计量每户供暖用电量数据采集，并根据天气与温度等计量信息进行智能节能分析，以及远程自动控制、实时匹配、预警报警，完成能源计量的可视化、透明化、系统化管理。该技术已成功应用于北京市大兴区煤改清洁能源 AI人工智能节能降碳系统，用于调控56315户煤改电用户的空气源热泵运行。相较于未使用智能节能控制系统的项目，该项目可实现年碳减排量5.46万tCO2。
责任编辑： 李颖
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