中深层地岩热供暖技术科普简介

中深层地岩热供暖技术利用地层中普遍存在的地温梯度，通过钻机向地下深度2000-3000米、温度70-90℃的中高温岩土层钻孔，孔径200㎜，在钻孔中安装一种密闭的金属换热器，利用换热器将地下深处的热能导出，再通过地上专用主机系统向建筑物持续稳定供暖，与冷却水塔等冷源端结合后，还可实现夏季空调制冷。

中深层地岩热供暖技术“井下封闭换热，取热不取水，对自然环境无干扰”，该技术不受场地、气候条件制约，不占用土地，系统自动运行、可无人值守，安全可靠、运行成本低廉、操作简便，无废气、废液、废渣排放，是一种具备良好发展潜力的绿色低碳能源。与几种主要的可再生能源相比，中深层地岩热既不存在太阳能、风能等容易受天气变化影响，不稳定、不连续需要增加储能、调峰等环节，又能克服浅层土壤源热泵热总量小、热补偿不易平衡，长期使用易出现“热衰减”，造成效率下降、后期运行费用逐渐增加的问题，还可以彻底避免水热型技术取用地下水、100%同层回灌困难、地下水资源受到严格保护的问题。

采用中深层地岩热供暖技术，一次性初始投资略高，但后期运行成本较低，全系统每平米供热面积投资约230-260元左右。根据甘肃省实践经验，全采暖季运行费用最低每月0.9元/㎡，最高2.3元/㎡（电价按0.5元/kwh计算）。

以10万㎡建筑计算，若采用中深层地岩热供热系统，按现行取暖费标准，每年相比集中供热可节约费用约150万元以上，且建筑规模与供热能力匹配程度越高、智能控制技术越适用，建筑本体节能效果越好，单位面积初始投资费用就越低。

以推广使用中深层地岩热供暖面积1000万平方米为例，与燃煤锅炉相比，每年可替代标煤16万吨，减少CO₂排放约40万吨，减排率达84%以上。如和低能耗建筑技术、净零能耗建筑技术、建筑节能技术相结合可大大提高绿色建筑技术的发展水平。

2020年12月，“中深层地岩换热清洁供暖技术”入选了国家发改委、科技部、工业和信息化部、自然资源部联合印发的《绿色技术推广目录（2020年）》。2021年1月，《国家能源局关于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》（国能发新能〔2021〕3号文），2021年9月，国家能源局《关于促进地热能开发利用的若干意见》，明确提出根据实际情况选择“密封式、井下换热”技术，最大程度减少对地下土壤、岩层和水体的干扰。

近年来，中深层地岩热供暖技术在陕西、河南、河北、山东、内蒙、北京等地得到了快速发展，已投入使用的建筑面积超过2000万㎡，最具代表性的是陕西西咸新区中国西部科技创新港项目，该项目供暖面积159万㎡，总热负荷75.69MW，共6座分布式能源站、91口地热井。2015年11月，在原中国工程院副院长徐德龙院士的带领指导下，位于兰州市西郊的甘肃省第一口中深层地岩热供暖井（井深2500m）投入使用。截止目前，在甘肃兰州、定西、天水等地已建成27口中深层地岩热供暖井，总供暖（热水）/制冷面积35万㎡，均取得良好供暖效果。

甘肃科技集团建材院正在建设的天水市职教园区供暖/制冷项目，总供暖/制冷面积60万㎡，共设置3座分布式能源站、32口地热井（井深2200m）。2021年6月初，河北雄安新区管委会专程到陕西西咸新区、甘肃科技集团建材院进行了实地调研，对该技术研发及推广使用给予了高度评价。

甘肃科技集团建材院经过近十年的技术研发与创新，已申请29项中深层地热技术相关专利（已获得授权13项,申请国际发明专利2项），并于2018年编制完成了甘肃省中深层地岩热供暖技术规范 《中深层地岩热供热系统工程技术规范》（DB62/T 3144-2018）。通过试点项目建设、运行，积累了建设经验，培养了人才队伍，已具备了在我省规模化推广应用的技术基础。

甘肃省幅员辽阔，地跨北山、祁连山、西秦岭3条造山带和安西—敦煌盆地、河西走廊盆地群、陇中盆地群（祁连东段）和陇东盆地,新构造运动塑造的盆山构造格局，蕴藏着丰富的中低温地热资源。

根据我国大地热流分布图，西起青海、东至山东的“西北—华北地热带”覆盖了甘肃省中、东部地区，大地热流值约为50~90Mw/㎡，高于全国平均值，属于地热资源较好区域，说明该区域深部地热资源蕴藏量较为丰富，具备开发利用的潜力。