地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源。开发利用地热能对于调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义。

陕西地热资源优势明显。咸阳水温、水质、水量等资源条件得天独厚,是全国首座“中国地热城”,被国家发展改革委确定为“国家地热资源综合开发利用示范区”。

11月21日,记者走进我国首个“热电氦”联产先导性试验项目、陕西首个地热发电实验项目——中石化新星绿源陕西公司“热电氦”联产先导性试验项目现场,探访咸阳如何专业化开发、规模化利用地热能。

在咸阳宝石佳苑小区,项目的一口深达3000米的地热井正源源不断地输送着热水。这些热水经过热交换系统后,可为17万平方米的区域清洁供暖。

记者走进小区居民刘女士家中看到,温度计显示25摄氏度。“我们小区一直用地热供暖,冬季供暖温度比较合适,也比较稳定。”刘女士说。

据了解,咸阳市地热资源开发利用工作长期走在全国前列,专业化开发、规模化利用地热能起步较早,地热梯级综合开发利用、砂岩回灌和水溶性氦气提纯实验研究等处于全国领先水平。

数据显示,截至目前,咸阳地热供暖面积超2050万平方米,占全市供暖总面积的32%以上。

在项目控制中心,数字化大屏上实时显示着井口温度、回灌压力、累计发电量等数据。

“地热能具有稳定可靠、清洁低碳、可再生等特点。我们做这个项目的主要目的是为关中盆地地热能高质量规模化开发奠定基础。前期,我们主要利用地热能进行供暖和温泉疗养等用途的开发。”中石化新星绿源陕西公司副总经理张献喻说,“近几年,我们着力补齐地热能产业链短板,推动地热能高品质开发利用,做强核心技术,攻克了砂岩热储全回灌、氦气提取和地热能发电技术。”

项目的核心是“一物多用”:地热水抽上来后先进行低负荷发电,同时提取水溶性氦气,发电后的热水再用于供暖。

“用地热能供暖不必担心‘气荒’,热交换过程中无废气排放和废渣残留,绿色环保。”张献喻说,据测算,每平方米地热能供暖一个采暖季能节约标准煤约27公斤,减排二氧化碳约70公斤,相当于植树4棵。

“项目采用ORC(有机朗肯循环)发电技术,具有运行寿命长、热源温度要求低、容量范围广等特点。”张献喻说,项目于去年实现并网发电,在实施过程中有超8项技术创新,可将低品位热能转化为电能。

氦气提取是该项目的又一成果。氦气是重要战略资源,被称为“黄金气体”,广泛应用于航空航天、医疗、工业等领域。“项目地热井的氦气含量较高,超过了2.6%。”张献喻说,在氦气的提取上,项目通过膜分离和变压吸附耦合工艺,可获得纯度超99.999%的氦气。

“总体来说,氦气提取、地热能发电与地热能供暖互为补充,‘三位一体’。多项技术集成让项目实现了供暖、发电、战略资源提取的多重效益,对于延伸地热能产业链、优化能源结构具有积极意义。”张献喻说,目前,项目的供暖面积超17万平方米,预计年发电量约70万千瓦时,年可提取氦气1300立方米。

近年来,咸阳市立足地热资源,遵循资源保护与开发并重理念,推动科技创新和技术革新,持续深化地热资源管理制度改革,引导社会资金和矿山企业参与地热资源勘查开发利用,推动重点工程项目落实。

从技术参数看,咸阳地热井深度从1600米到4080米不等,成井温度跨度从60摄氏度到128摄氏度,可根据需求进行开发使用。梯级开发的模式让咸阳地热能的应用场景不断拓展,除了温泉洗浴、集中供暖,应用场景还延伸到休闲养生旅游、农业种植养殖、工业干燥试验及氦气提取等领域。

“今年,咸阳市委、市政府提出主城区地热能替代燃气供暖500万平方米的目标,大力推进地热资源开发,服务城市供暖需求。地热能在经济发展和环保要求的新常态下保持了良好的发展态势。”咸阳市地热资源开发中心相关负责人说,目前,咸阳已初步形成以市区为核心,武功、兴平、泾阳、三原为东西两翼的发展格局。

地下的热能持续涌动,地上的温暖不断传递……咸阳的实践证明,地热能作为清洁低碳的可再生能源,能为居民带来稳定的供暖,更能为城市发展注入新动能。

未来,随着技术的不断创新和应用场景的持续拓展,咸阳这座“中国地热城”必将让更多“地下热”变身“民生热”“发展热”。(记者:琚鹏飞 张乐佳)