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寒冬臘月,到天津市河東區華馨公寓小區,隨便走入一戶人家,每家室內都是暖融融的。小區地熱站站長告訴記者,他們所管轄的小區早在2000年前已經全部實現地熱供暖,供暖面積達到20萬平方米。這只是天津市地熱供暖的一個縮影,目前在天津像這樣的供暖小區已經有140個。
天津市地熱規模化開發利用始於20世紀70年代以後,經過30多年的發展,形成了以地熱采暖為主體,集工農業生產、溫泉理療、旅游度假、生活洗浴、飲用礦泉水生產等多領域利用的格局。
綜合利用提效益
目前全市納入地熱資源管理的開采井有264眼,年開采量為2600萬立方米。地熱給天津帶來了巨大的經濟效益和環境效益。
——全市地熱供暖面積達到1200萬平方米,佔全市集中供暖總面積的10%,佔全國地熱供暖總面積的50%,成為我國利用地熱供暖規模最大的城市。
——目前可供9.5萬戶居民生活熱水,大大提高了百姓生活質量。在工廠、院校、醫院等企事業單位,每年1000多萬人次能享受到舒適的溫泉洗浴。
——18個單位利用地熱資源建成了溫泉康樂項目,全市建成溫泉游泳池面積達2萬平方米。
——地熱已成為農業種植、養殖方面的重要資源。全市利用地熱養殖、種植面積達20萬平方米。
此外,地熱資源給天津帶來的環境效益也是巨大的。全市現有140個地熱供熱站,相當於少建了140個煙囪,相當於替代原煤33.6萬噸,減少排放煤塵2688噸、二氧化硫5712噸、氮氧化物2016噸,減少一氧化碳排放17.14萬立方米。
先進技術用資源
地熱井若想只利用熱能而不消耗水,使地熱資源可再生,必須采用回灌技術。面對這一世界性難題,1996年天津在全國率先開展了回灌技術研究,並在基岩熱儲層中取得成功。之後管理部門堅持基岩地熱供暖項目實行一采一灌審批制度,依據當地實際,建立了三種不同模式的回灌示范工程,使基岩采灌系統回灌率保持在80%以上。目前全市已批准建立回灌地熱站60個,這一技術得到了亞洲地熱會議國內外專家的廣泛認可。
此外,地熱梯級利用技術也值得一提。地熱梯級利用技術就是利用地板采暖、熱泵等相關技術,多級次地從地熱水中提取熱能,使熱能得到充分利用,降低地熱尾水溫度,提高資源利用率。這種技術使地熱利用率由傳統利用方式的45%提高到85%,基本做到了榨乾吃盡。目前,該技術已在天津市地熱采暖項目中廣為推廣。
當其他地方還在為淺層地熱回灌率不高而苦惱時,旨在為天津濱海新區地熱資源可持續開發利用提供支橕的濱海新區深層地熱水開發及回灌示范工程項目,已經啟動。
濱海新區地熱資源相對豐富,但傳統的地熱水開采主要集中在深層。因地質構造原因,其回灌難度大,難以實現地熱資源可持續開發利用。為此,濱海新區地熱試驗研究中心聯合科研機構於去年正式申報濱海新區深層奧陶系地熱水開發及回灌示范工程項目,並得到批准。
根據計劃,項目實施部門將首次在濱海新區開鑿奧陶系熱儲層地熱井,通過實鑽資料,查明奧陶系地下地質構造、地熱資源儲量、開發潛力和開發價值,並探索建立綜合熱儲模型,最終研究確定奧陶系地熱水綜合利用和回灌工藝。
該工程計劃投資2400萬元,將於2010年底完成。項目將開鑿一對開采深度為4200米的地熱井,探明該地熱儲層地熱資源形成及分布特征,查明其資源儲量、開發潛力及經濟價值,並建成地熱開發與回灌的示范工程。
針對難度更大的孔隙型地熱回灌的問題,去年天津市國土房管局專門組織召開專家論證會,對以往的工作方式進行評價,改進地熱回灌井施工工藝,並選定在天津市華泰現代農業園開鑿一眼地熱回灌井,與現有的采灌對井組成一采兩灌模式,開展了新一輪孔隙型地熱回灌試驗,孔隙型地熱回灌的瓶頸有望在今年突破。
動態監管助開發
地熱與其他資源一樣,儲量是有限的,必須科學開采。
地熱井智能網絡化監測系統建設是天津市地熱管理的一個亮點。
過去若想了解地熱井開采情況,工作人員必須親臨現場,勞動強度大,效率低。2006年起,天津市國土房管局開始投入資金和技術力量,安裝設備,截至目前,已基本完成系統硬件安裝任務。如今管理人員只要打開電腦,每一眼地熱井的開采情況一目了然。
2009年,是天津市地熱網絡化系統全部安裝完成運行的第一年,管理部門在加強地熱井遠程監測管理的同時,不斷更新、完善地熱井智能網絡化系統軟硬件性能。針對以往暴露的問題,將原來兩家單位管理的無線通信中轉服務器工作整合到一起,統一由市局地熱處負責,從而保證網絡化監測系統的穩定運行。
在實際操作中,他們大膽創新,為網絡化監測系統增加上位機、下位機遠程通信功能,不僅加強了上位機對下位機的管理控制,同時實現上位機對下位機的遠程故障監測和維修,減少了維修人員到現場維修的次數,節省了維修成本,提高了網絡化系統的自動化水平。
天津地熱利用和管理的經驗引起業內和國土資源部的高度重視,去年的全國淺層地熱能資源調查評價工作研討會上,國土資源部將天津作為淺層地熱能開發利用試點地區,並向全國推廣天津做法。為此,天津市有計劃、有步驟地推進淺層地熱能利用項目的建設和應用,凡具備地埋管地源熱泵技術區域的建築物,原則上都采用地埋管地源熱泵技術規劃建設,選擇10處不同換熱類型、不同利用方式和規模的淺層地熱能資源開發利用典型項目進行示范工程建設。同時建立全市淺層地熱能資源開發利用動態監測網,逐步將天津建設為全國淺層地熱能資源開發利用示范城。
為進一步規范天津地熱開采,新的天津市地熱資源規劃(2006年至2010年)已經出臺,規劃期內地熱資源綜合利用率將達到50%以上,形成繁榮、統一、開放、競爭、有序的地熱市場。
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