《地热利用为清洁取暖注入新动能》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-09-06
  • 目前,北方地区进入供暖筹备期,又一年的采暖季向我们走来。“通过两个采暖季的实践,清洁取暖取得显著成效,大气污染物排放持续下降,空气质量达标天数逐年增长,为打赢蓝天保卫战作出应有贡献。下一步,各地还要坚持宜电则电、宜气则气、宜热则热的原则,因地制宜、合理选择路线,重点把居民的清洁取暖需求放在首位,大力推进清洁取暖政策出台。”8月27日,国家能源局相关负责人在陕西西安举办的“2019国际清洁取暖峰会”致辞中指出。

    会上,专家学者介绍了清洁取暖的一些成果,其中,陕西西安西咸区地热能取暖成为清洁取暖创新模式的样板。参会专家表示,中深层地热能无干扰清洁供热技术天然规避了抽水型地热能所面临的回灌技术难题。与传统供热相比,供热过程没有氮氧化物和二氧化碳排放,对节能减排、治污减霾具有重要意义,环保价值十分明显。西咸新区应用推广中深层地热能无干扰清洁供热技术,解决了城市区域清洁供暖的难题,搭建了以地下深层、浅层地热能为主导,以太阳能、风能为补充,多能互补、集成优化的绿色能源互联网体系。

    因地制宜 加强多种地热取暖技术利用

    生态环境部大气环境管理司副司长吴险峰表示:“截至2018年底,京津冀及周边地区完成散煤治理1000万户,其中煤改气580万户左右、煤改电360万户、集中供热地热能替代60万户左右。近千万户实践表明,通过天然气、电、沼气、地热等方式替代散煤,是解决北方地区大型污染行之有效的手段,也是发达国家通行的做法。”

    因地制宜发展清洁供暖。近年来地热采暖已经成为清洁采暖重要选项。此次大会上专家也献言献策。

    “如何安全高效地开发利用地热资源,科学与技术是重要的手段和基础。根据地方调研部门调查结果,关中盆地的水热资源相当于陕西全省一次能源的近2000倍。除了水热资源以外,还有一种干热岩地热资源,干热岩的深井换热技术采用铜组套管,以内管抽水、外管回水的‘取热不取水’的方式开发地热。但目前面临一些瓶颈,采热效率低。我们也开展了一些模拟计算,包括对井间距、流量、井的布置方式等的影响都进行了模拟。”深圳大学特聘教授、西安交通大学讲座教授黄少鹏表示。

    西安交通大学教授王沣浩表示,地热能资源属于清洁取暖的资源,如果把热泵技术和地热能利用结合起来,对传统低品位的地热可以发挥出更大优势。对低品位的地热利用,目前有两种方式,一种是浅层地埋管式换热器,一种是中深层地热能利用技术。

    我国地源热泵在上世纪90年代中后期逐渐有一些示范工程,到2015年左右达到发展高峰,取得了显著的节能示范效果。

    目前,在地源热泵技术方面,我国的工程规模、应用示范面积、热泵设备制造厂商、技术水平等都达到世界领先水平。

    但由于我国管群数量庞大,导致出现了冷堆积和热堆积现象,场地中间管群换热能力大打折扣,很多工程成为失效工程。住建部曾对全国地源热泵应用示范工程进行调研,结果显示,约三分之一可以达到原来设计目标。

    无干扰地热供热技术最早在2012年已应用于示范项目,实现了长期稳定可靠运营。同时,整个系统可以保证和建筑寿命同周期。针对中深层无干扰技术标准制定,预计今年陕西省地方标准年底出台,全国行业标准目前正在紧锣密鼓的制定当中。

    西安西咸区 打造清洁地热取暖样板

    此次大会上,西咸新区党工委副书记、管委会主任康军表示,西咸新区是我国首个以创新城市发展方式为主题的国家级新区,在国内率先大面积推广城市供热新模式,建成供热面积600余万平方米,每个采暖季可替代标准煤9.6万吨,减少二氧化碳排放25.8万吨,为破解北方城市清洁供热难题提供了西咸样板。

    陕西西咸新区沣西新城能源发展有限公司总经理刘洪涛表示:“2013年,我们决定引进‘中深层地热能无干扰清洁供热技术’,通过地下密闭的换热器把热量从地下导出来,只利用地下热量,所以对地下水或者地质环境不会产生扰动。我们设立的分布式地热供热系统,每一个换热井可以满足1.5万平方米建筑物的冬季采暖需求。如果不考虑输配系统能耗,近期通过改进工艺,1度电可以从地下交换出7度电所对应的热量。”

    今年底,沣西新城用中深层地热能供热面积可达500万平方米,预计2020年可再生能源覆盖供热面积达1000万平方米。每100万平方米可以减少二氧化碳排放4.3万吨,减少二氧化硫排放136吨。

    此外,据刘洪涛介绍,该公司探索了综合能源供应模式,建设了西咸区内首座综合能源供应站。在绿化带建设地下综合能源站,地面建筑作为参观走廊,综合利用太阳能光伏、中深层地热能等,同时结合大数据和云计算产业基础,搭建一个智慧能源的综合管控平台,打造智能的系统,为周边69万平方米商业写字楼、办公酒店,综合提供供冷供热和生活热水。

    2018年,该公司获批国家能源局第三批综合增量试点示范,计划在16平方千米范围内自主建设110千伏变电站,以及110千伏以下电压等级的配网和系统,希望把更多可再生能源,包括来自甘肃、青海的电量通过配售电交易纳入这张网,通过这张网把太阳能、风能、深层地热能等有效结合在一起,使我们能够用更多可再生能源向用户提供更多可靠、满意的综合能源服务。

    未来,西咸新区将以国家第三批增量配电业务改革试点为契机,实现能源供给侧和需求侧的互联和物联,打造面向未来的绿色智慧城市。

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  • 《新基建将为能源数字经济发展注入强劲动能》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-08-07
    • 新型基础设施能够助推能源数字经济发展,是探索能源数据要素市场化配置、建立能源数字经济衡量的有效方式。建议加速构建并持续迭代新型基础设施在能源数字经济的应用场景。   新冠肺炎疫情暴发后,党中央多次强调加快新型基础设施建设的重大现实意义。4月20日,国家发改委进一步明确了新型基础设施范围。新型基础设施作为推动数字化转型、智能升级、融合创新的重要手段,将为推进能源数字经济发展带来新动能。   新型基础设施   与能源数字经济关系紧密   新型基础设施不是专指某项技术,而是一个系统的技术生态。此次国家发改委提出的新型基础设施概念明确了信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三个方面的主要内容,也进一步体现了中央对发展数字经济的长远考虑,为涉及新型基础设施的各行各业提供了统筹规划、加强协作的有利条件。新型基础设施的发展,需要涉及基础创新、技术创新、体制创新、应用创新等方面的融合贯通,最终形成你中有我、互相支撑的发展生态,市场各类主体都有参与感和积极性,才能形成良性发展的建设合力。   新型基础设施是能够充分调动市场供需两端积极性的可持续发展模式。新型基础设施建设通过利用先进数字技术和合理商业模式,满足并创造广大用户的生产生活需求,这一方面是企业加速数字化转型、提升竞争力的必然选择,另一方面也是满足人民对美好生活向往的关键路径。新型基础设施发展的关键在于激发市场需求,并在有序的市场竞争环境中,满足多元主体的价值追求。同时加强支撑科学研究、技术开发、产品研发的具有公益性质的基础设施建设,破除科技创新、产业发展中的机制障碍,为数字经济发展提供创新的“活水之源”, 形成可持续的发展模式。   能源领域新型基础设施建设   存“五大关键问题”   一是新型基础设施建设能否充分调动全社会创新活力。能源系统作为国民经济发展的根基和动力,长期以来有着专业性强、壁垒高的特点,也因此在数字经济大力发展的今天,存在着转型进度缓慢、创新活力不足等问题。新型基础设施能否成为能源系统创新发展的突破口,关键看能否激发能源领域人才和团队的创新活力,能否高效解决能源系统发展的实际问题,能否发挥能源转型在社会生产生活发展中的保障、支撑甚至引领作用。充分利用能源系统的网络特性,广泛链接用户和能源系统的上下游主体,将创新意识贯穿生产消费全链条,激发用户主动参与需求创造工作,进而带动其他相关产业进一步优化升级。   二是新型基础设施建设能否推动能源系统资源与社会资源协同。资源共享复用已经成为当前经济发展的主要形态,社会对能源系统的资源开放呼声也越来越高。新型基础设施建设能否成为推动资源开放共享的重要突破,关键在于能否推动能源系统高质量的数字化转型,是否能够有效发挥市场在资源配置中的作用,是否能够实现数据、知识等生产要素高效流动。能源系统通过加强能源基础设施和新型基础设施的融合协作,创新合作模式,提供网络化、一体化的公共服务。   三是新型基础设施建设能否助力现代能源体系建设。当前清洁能源发展、分布式能源接入、用户侧资源有效互动的需求正在进一步刺激传统能源系统进行功能完善和角色转型。新型基础设施促进清洁低碳、安全高效能源体系建设,关键在于是否能够进一步优化能源的生产消费关系,提高系统运行效率;是否能够充分利用社会中的柔性资源,实现与大能源系统的灵活互动;是否能够建立合理的市场机制,创造有利于清洁能源发展的科学有序的市场环境。新型基础设施对现代能源体系建设是技术赋能,更是思维赋能,是优化能源系统转型路径的加速器和方向标。   四是新型基础设施建设是否能够带动能源产业在更大的视野下寻求更广泛的合作。能源产业环节多、链条长,新型基础设施建设在基础材料、基础工艺、基础技术上,增加基础软件的关键内容,实现能源产业基础能力高级化,将进一步推动产业链现代化发展。新型基础设施建设推动能源产业以国际化视野参与全球竞争,关键在于是否能够用先进科学技术和组织方式来改造传统的产业链,是否能够实现产业链的高端链接能力、自主可控能力,是否能够以较强的产业发展韧性实现在全球市场的领先水平。能源产业发展要和国家能源安全战略紧密结合,同时也要探索参与全球能源治理的有效形式。   五是新型基础设施建设是否能够促进能源均等化发展。能源始终发挥着民生保障的“公共设施”责任,承担着实现能源均等化服务、让人民共享发展成果的重要使命。新型基础设施建设发挥普惠性价值,关键在于是否能够结合地区实际需求制定因地制宜发展规划,是否能够解决当地居民的生产生活实际问题,是否能够形成联通共建的有效形式。需要发挥新型基础设施乘数效应,有效改善由于地域、经济水平、人口密度等因素导致的服务成本高、服务保障不充分等问题,打通能源民生服务“最后一公里”,让处于不同发展水平的地区和人民能够共享数字经济发展的红利。   新型基础设施建设   助推能源数字经济   首先,新型基础设施建设是推动完善要素市场,探索能源数据要素市场化配置的有效方式。结合近日出台的《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》,数据作为重要的基础要素,将进一步实现开放共享,发挥数据资产价值。以能源数字经济市场运行视角,构建能源数据资产运作模式,将数据价值的发挥,从企业内部,向社会各行业相结合转变。一是明确能源数据要素市场建设的关键环节,对市场主体的类型、关联关系、合作形态进行研究,建立能源市场中数据要素的作用发挥的有效模式。二是从能源的商品属性和能源企业公共事业属性出发,建立能源数据要素市场的运行规则、数据资产的定价方式,明确不同场景下、不同区域能源数据市场的交易形式。三是发挥先进技术在生产关系重塑和体制机制方面的突破作用,进一步建立数据确权、隐私保护、系统信息安全防护等方面的有效模式。   其次,新型基础设施建设是建立能源数字经济衡量的有效方法。新型基础设施建设将对传统的生产关系产生较大影响,数字产业化和产业数字化进程加速,同时数据价值发挥的方式也将愈加多元。基于能源数字经济系统性、整体性的认识方法,以提高全要素生产率为目标,把握新的能源安全发展形势下,能源形态、用能主体、市场模式所发生的变化,构建能源数字经济的评估体系。同时考虑新型基础设施对优化产业关系、加速企业数字化转型进程、重构能源经济商业模式的影响,动态评估能源数字经济的发展成效。   因此,建议加速构建并持续迭代新型基础设施在能源数字经济的应用场景。工业互联网、物联网、5G等新型基础设施,将对传统能源工业体系的生产模式和服务边界产生颠覆。但是目前来看新一代信息技术在能源系统的应用,仍离不开传统的工业生产思维,场景应用的经济价值、社会价值仍不明确。需要深度挖掘产业链发展、民生服务、社会协同等方面的典型应用。一是把握能源系统在推进社会治理中的薄弱点和着力点,结合新型基础设施建设优势和特点,以大数据应用、5G通信网络设计等为切入点,发挥能源网络在促进社会治理智能化、精细化、协同化方面的作用。二是以能源互联网生态构建为基础,形成能源企业和外部企业之间多样化的合作模式。探索以混合所有制形式推动能源数字经济在商业模式、经济评估、市场推广、产品设计等方面加速补短板。三是评估场景的应用成效和市场反馈,及时进行调整,在迭代更新中更加深入地把握用户需求,持续优化发展环境。