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華北地區(qū)

北京世園會安置房中深層地?zé)釤岜霉┡?xiàng)目

、項(xiàng)目基本情況

項(xiàng)目名稱:北京世園會安置房(博園雅居)中深層地?zé)?/a>熱泵供暖項(xiàng)目

項(xiàng)目類型:可再生能源供暖制冷)項(xiàng)目

建設(shè)規(guī)模:28.1萬㎡

投資:4267萬元;

建成運(yùn)行時間:2017年建成

,已有6個供暖季

所在地能源供應(yīng)消納條件:中深層地?zé)?/a>、天然氣

群眾收入水平:2022年全年全區(qū)居民人均可支配收入41206元

;其中,城鎮(zhèn)居民人均可支配收入55451元

可再生能源資源條件:地?zé)峋?/a>深在1880-2463m之間

,單井最大出水量4800m3/d,地?zé)崴?/a>出水溫度58℃
地?zé)崴毓?/a>溫度25℃

項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感因素:可現(xiàn)實(shí)100%的回灌要求,對生態(tài)環(huán)境無任何負(fù)面影響

 

北京世園會安置房中深層地?zé)釤岜霉┡?xiàng)目-地大熱能 圖1  項(xiàng)目區(qū)塊總平面圖


技術(shù)路線及工藝流程

1. 負(fù)荷情況

負(fù)荷情況:設(shè)計(jì)供暖熱負(fù)荷10.13MW,折合單位㎡用熱負(fù)荷為36W/㎡

用能場景:居民冬季供熱

,末端系統(tǒng)為地板輔射供暖

用能需求:每年11月5日至次年3月25日

,全天24h供熱


2. 技術(shù)路線

技術(shù)思路:采用“地?zé)?熱泵+燃?xì)忮仩t調(diào)峰(備用)”的復(fù)合式供熱系統(tǒng)方案遵循技術(shù)安全可靠

投資運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)
。建設(shè)1個集中的中心熱泵機(jī)房系統(tǒng),地?zé)崴?/a>統(tǒng)一輸送到中心熱泵機(jī)房
,通過梯級利用熱泵方式
,逐級降低地?zé)?/a>水的溫度,換熱后地?zé)嵛菜?/a>通過回灌井回灌到同一熱儲層中。地?zé)?熱泵即可滿足供暖需求
,此外按照總熱負(fù)荷需求配置一套燃?xì)忮仩t系統(tǒng)
,作為本項(xiàng)目調(diào)峰(備用)熱源,提高系統(tǒng)的安全性

 

北京世園會安置房中深層地?zé)釤岜霉┡?xiàng)目-地大熱能

圖2  系統(tǒng)流程圖


技術(shù)特點(diǎn):本項(xiàng)目采用地?zé)?/a>水以灌定采的利用原則

,設(shè)置5眼地?zé)峋?/a>,2抽3灌
。根據(jù)2018年3月27日至2018年3月30日進(jìn)行的抽灌試驗(yàn)
,兩口抽水井最大出水量合計(jì)400m3/h,三口回灌井最大回灌量合計(jì)399 m3/h
。當(dāng)前實(shí)際使用的最大出水量325 m3/h,可實(shí)現(xiàn)地?zé)崴?/a>100%回灌利用


通過板式換熱器及高效熱泵機(jī)組,實(shí)現(xiàn)地?zé)崴?/a>梯級利用

;配置調(diào)峰(備用)熱源
,實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ),同時提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性
;搭建智慧能源管控平臺
,實(shí)現(xiàn)全過程數(shù)字化管理(包括地?zé)?/a>水水量、溫度
、壓力
;一次管網(wǎng)供回水溫度、壓力
;室內(nèi)溫度
、室外環(huán)境溫度等),通過監(jiān)測數(shù)據(jù)
,指導(dǎo)現(xiàn)場人員實(shí)時調(diào)整運(yùn)行策略


技術(shù)適應(yīng)性:

國外利用現(xiàn)狀。國際地?zé)?/a>應(yīng)用規(guī)模大

,應(yīng)用程度高的國家有美國
冰島、意大利
新西蘭
。其中尤以冰島地?zé)崂?/a>比例最高,15世紀(jì)開始
冰島人就懂得利用地?zé)豳Y源為生產(chǎn)生活服務(wù)
。進(jìn)入20世紀(jì)以來,開始大規(guī)模地利用地?zé)豳Y源供熱發(fā)電
。目前
,全冰島87%的家庭實(shí)現(xiàn)了地?zé)峁┡?/a>,首都雷克雅未克市被譽(yù)為“無煙城”。地?zé)嵩诜▏抢^水力
生物質(zhì)能
城市固體垃圾之后的第四位可再生能源,占總能源的比例為0.44%
,居世界第10位
,目前地?zé)崮?/a>已用于20萬個住宅供暖及熱水供應(yīng)。尤其是法國巴黎熱儲層北京的相似
,具有很好的參考意義


國內(nèi)利用現(xiàn)狀。近40年來我國在北京

天津
河北西安
、大慶、華北油田等地區(qū)
,開展了不同規(guī)模
、不同用途的地?zé)釕?yīng)用實(shí)踐,用于城市供暖
、發(fā)展溫泉洗浴
溫泉賓館等特色休閑產(chǎn)業(yè)、以及溫室大棚種植特色養(yǎng)殖
,同樣取得了較好的效果和較多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
。目前,北京地區(qū)已鉆地?zé)峋?/a>400多個
,實(shí)現(xiàn)
供暖面積超1000萬㎡
,其中:2003年,全國最大地?zé)峁┡?/a>項(xiàng)目-北苑家園項(xiàng)目投入使用
,該項(xiàng)目鉆鑿3眼3600m深的地?zé)峋?/a>
,采用
地?zé)?熱泵的地?zé)崴?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/梯級利用.html" >梯級利用技術(shù)為40.6萬㎡的建筑提供冬季供暖,已成功運(yùn)行12年
,運(yùn)行效果良好


2005年,延慶監(jiān)獄地?zé)?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/供暖項(xiàng)目.html" >供暖項(xiàng)目整體完工

,項(xiàng)目鉆2眼2000m左右的地?zé)峋?div id="d48novz" class="flower left">
,利用地?zé)崴M(jìn)行供暖及洗浴,已成功運(yùn)行10多年
,效果良好


2008年,延慶三里河燃煤鍋爐改造項(xiàng)目采用進(jìn)行供暖,鉆鑿2眼地?zé)峋?div id="4qifd00" class="flower right">

,滿足17.1萬㎡建筑供暖需求
,已成功運(yùn)行7年,效果良好


2012年

,格蘭山水二期項(xiàng)目,設(shè)計(jì)采用5眼地?zé)峋疄?0萬㎡的建筑提供供暖
,目前已有約28萬㎡的建筑已投入使用4年
,運(yùn)行效果良好。


綜上所述

地?zé)峁┡?/a>在國外
、國內(nèi)以及北京和延慶等均有成功應(yīng)用,是一項(xiàng)非常成熟的
地?zé)崂?/a>技術(shù)


3. 系統(tǒng)配置

地?zé)峋芭涮坠こ蹋?眼地?zé)峋?個地?zé)峋摇?套地?zé)峋谘b置

;地?zé)峋c建筑物同壽命。

中心熱泵機(jī)房:包含熱泵機(jī)組

燃?xì)忮仩t
、循環(huán)水泵、板式換熱器等設(shè)備及管線閥門
、配電控制系統(tǒng)等的采購安裝

地?zé)崴斔凸芫W(wǎng):5眼地?zé)峋街行臒岜脵C(jī)房的地?zé)崴斔凸芫W(wǎng)約2.5km(管線的地面距離)。

一次供熱輸送管網(wǎng):中心熱泵機(jī)房到各建筑地塊的一次供熱輸水管網(wǎng)約3.0km(管線的地面距離)

 

北京世園會安置房中深層地?zé)釤岜霉┡?xiàng)目-地大熱能 

4. 運(yùn)行情況

能源消耗種類和數(shù)量:本項(xiàng)目能源消耗主要為電力及自來水

20222023年供暖運(yùn)行消耗總電量996370kWh,總自來水量2835t(電費(fèi)按照大工業(yè)電價標(biāo)準(zhǔn)結(jié)算
,水費(fèi)按照一般工商業(yè)水費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)算)

運(yùn)行時間:每年11月5日至次年3月25日。

綜合能耗:2022-2023年供暖面積264500 ㎡

,總供熱量19526770kWh
,折合供熱能耗73.8kWh/㎡。熱泵機(jī)組單臺制熱量3062kW
,單臺制熱功率596kW
熱泵機(jī)組能效5.14。

當(dāng)前系統(tǒng)地?zé)崴患墦Q熱可滿足大部分熱負(fù)荷需求(約78%)

,極端天氣條件時開啟高效熱泵機(jī)組
20222023供暖季綜合能效為19.6(總供熱/總電量)。


、經(jīng)營模式

投資方式:本項(xiàng)目采用BOO能源投資方式

價格政策:參照北京市(延慶區(qū))供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(30元/㎡/供暖季

收費(fèi)模式:按供暖建筑面積收取。

交易模式:供暖前一次性繳納

經(jīng)營方式:由能源公司負(fù)責(zé)投資建設(shè)運(yùn)營熱源系統(tǒng)

,負(fù)責(zé)冬季供暖的運(yùn)行和維修維護(hù),為居民供熱
,每年向居民收取冬季供暖使用費(fèi)


四、效益分析

1. 經(jīng)濟(jì)效益

2022-2023冬季供暖綜合成本折合11.55元/㎡(包含電費(fèi)

、水費(fèi)
水資源稅、人工及維護(hù)成本等)
,項(xiàng)目靜態(tài)收益率8.2%
,12.1年收回成本。較傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t供暖
,直接能源運(yùn)行費(fèi)用可實(shí)現(xiàn)大幅度減低
,每年可節(jié)省約489萬元。


2. 環(huán)保效益

地?zé)?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/熱泵供暖.html" >熱泵供暖社會效益顯著

。根據(jù)2022-2023實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)測算
,和采用燃?xì)忮仩t供暖相比,一個供暖季可減排二氧化碳(CO2)6993t
、碳?xì)浠衔铮–nHm)1.27t
、氮氧化物(NOx)10.25t
,二氧化硫(SO2)56.6t
,粉塵28.3t。環(huán)保效益顯著


3. 社會效益

本項(xiàng)目的建設(shè)不僅能夠有效節(jié)約能源

,改善環(huán)境質(zhì)量,美化城市面貌
,而且符合建設(shè)延慶生態(tài)縣的文明稱號
。本項(xiàng)目屬于節(jié)能環(huán)保工程,項(xiàng)目旨在引領(lǐng)區(qū)
、縣節(jié)能減排
,符合市政府及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,符合社會進(jìn)步發(fā)展趨勢


、突出亮點(diǎn)

1. 技術(shù)路線、系統(tǒng)集成

、管理水平

以灌定采

,采灌均衡
、水熱均衡、取熱不耗水
、水質(zhì)不污染
、地?zé)崴?00%回灌;項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)地?zé)崴?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/梯級利用.html" >梯級利用
,滿足了小區(qū)冬季供暖
,結(jié)合高效熱泵回收地?zé)嵛菜?/a>熱能;降低了地?zé)崴毓?/a>溫度
;燃?xì)忮仩t作為調(diào)峰(備用)熱源
多能互補(bǔ),提高系統(tǒng)安全保障性
;搭建智慧能源管控平臺
,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理全過程。


2. 建設(shè)模式

、利用方式
開發(fā)效果

本項(xiàng)目采用BOO能源投資模式建設(shè)地?zé)?熱泵+燃?xì)忮仩t調(diào)峰(備用)的復(fù)合式供熱系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了北京世園會安置房(博園雅居)28.1萬㎡冬季供熱

,2017年投入運(yùn)行
,目前已完整運(yùn)行6個供暖季,居民用戶滿意度高


3. 經(jīng)濟(jì)效益

、環(huán)境效益、社會效益

“雙碳”戰(zhàn)略是解決我國資源環(huán)境約束突出問題

、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)
、高質(zhì)量發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署。目前我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型
,即通過建設(shè)互補(bǔ)高效的能源生態(tài)網(wǎng)
,打造雙碳經(jīng)濟(jì)新的增長。而地?zé)崮?/a>就是這種具備極大開發(fā)潛力的綜合性清潔能源
。因此合理利用能源
節(jié)約能源顯得尤為重要。


延慶區(qū)依托“世園會和2022冬奧會”兩大引擎確定建設(shè)國際一流的生態(tài)文明示范區(qū)

,大力發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)
,推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo),其中
防治大氣污染
,讓區(qū)域空氣更加清潔是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的重要組成部分。本項(xiàng)目利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)
,項(xiàng)目運(yùn)行無任何污染
,無燃燒
、無排煙,不產(chǎn)生廢渣
、廢水
、廢氣和煙塵,不會產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)
,換熱介質(zhì)依靠管道循環(huán)泵封閉流動
,不與地下水混合接觸。因此
,本系統(tǒng)不需要抽取和回灌地下水
,對地下水資源沒有任何影響,也不會對周圍土壤環(huán)境造成任何影響
。對環(huán)境非常友好
,是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品,并具有可持續(xù)發(fā)展


因此

,“地?zé)崮?熱泵”供暖系統(tǒng)對環(huán)境是非常友好的,是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品
,是改善城市空氣質(zhì)量的有效措施
,是實(shí)現(xiàn)生態(tài)規(guī)劃建設(shè)的有力保障,是推動“世園會冬季奧運(yùn)會“成功舉辦的強(qiáng)勁助力
。綜合效益明顯


六、問題和建議

為了加快開發(fā)利用地?zé)崮?/a>這一清潔能源

中國對這一產(chǎn)業(yè)給予了大力支持
。國家發(fā)展和改革委員會等8個部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見》,提出到2025年
地?zé)崮芄┡?/a>和制冷面積要比2020年增加50%
,到2035年
地?zé)崮芄┡?/a>和制冷面積及地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)容量力爭比2025年翻一番

要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),須破解中深層地?zé)崮?/a>發(fā)展的瓶頸

,當(dāng)前還存在以下問題及建議:

1. 采礦權(quán)辦理周期較長

。在地?zé)峋?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/采礦權(quán).html" >采礦權(quán)辦理過程中,往往審批時間在一年以上
,加上地?zé)峋?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/施工.html" >施工工期較長
,因此很難保證建設(shè)項(xiàng)目在投入使用時能取得合法手續(xù),在一定程度上阻礙了中深層地?zé)崮?/a>的推廣
,望簡化或縮短
采礦權(quán)的辦理時間

2. 礦產(chǎn)資源出讓費(fèi)和水資源使用稅成本較高

。在國家大力發(fā)展新能源,努力現(xiàn)實(shí)雙碳目標(biāo)的大背景下
,中深層地?zé)崮?/a>在使用過程中僅取熱不取水
,屬于完完全全的可再生能源;然而在辦理采礦權(quán)時需要繳納礦產(chǎn)資源出讓費(fèi)
,使用過程中還需繳納水資源使用稅
,這無疑增加了前期投入和后期使用成本,一定程度上阻礙了中深層地?zé)崮?/a>的發(fā)展
,望能降低
礦產(chǎn)資源出讓費(fèi)和減免水資源使用稅

3. 中深層地?zé)?/a>能在使用時取水量偏保守。國內(nèi)很多地區(qū)對中深層地?zé)?/a>能使用時的單井取水量都有嚴(yán)格控制

,表面上看這是對地?zé)豳Y源的保護(hù)
,但實(shí)則影響了中深層地?zé)崮艿拈_發(fā)價值;在國外
,比如與我國地?zé)豳Y源較為相似的法國
,均采用大降深的抽水理念,這種方式既增加了取水量也有助于地?zé)崴幕毓?div id="m50uktp" class="box-center"> 。因此希望支?a href="http://m.xianzinvrenfang.com/t/中深層.html" >中深層地?zé)崮?/a>新技術(shù)的應(yīng)用
,鼓勵創(chuàng)新,積極推動中深層地?zé)崮?/a>的發(fā)展