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雄安新区新型地热能高效采热试验取得成功

自雄安新区获批设立以来,自然资源部中国地质调查局坚定不移贯彻党中央决策部署,把服务京津冀协同发展战略和雄安新区建设作为重大政治任务,持续支撑新区地热能勘查开发工作。在前期查明雄安新区丰富地热资源的基础上,瞄准打造雄安新区地热开发利用样板目标,中国地质调查局积极探索超长重力热管等新型高效采热技术试验,近日获得成功,为进一步支撑雄安新区地热能高效开发利用打下坚实基础。

热管又称“热超导体”,是目前所知最有效的传热元件,可实现近零温差长距离热传输。在地热开发领域,重力热管开采浅层地热能用于道路融雪、农业大棚升温等方面已有成功案例,但受长度和直径比值过大等结构制约,在中深层地热利用方面进展缓慢。

为了破解这一技术难题,中国地质调查局水文地质环境地质研究所与中国科学院广州能源所合作,攻克超长重力热管采热循环过程中难以维持真空、汽液流动阻力过大等问题,创新研制了国内最长的4200m重力热管采热试验装置,首次创新采用氨介质进行循环采热,实现地热能由井底到地面的长距离输运。

与传统的中深层地热能开采技术相比,超长重力热管采热无需抽取地下热水,可实现地热能的“取热不取水”“无泵式”开采。与常用的深地埋管井下换热相比,采热效率提高3倍。在雄安新区开展了为期3个月的现场采热试验显示,单井短时采热功率可达1.3兆瓦,平均采热功率800千瓦,长期稳定运行可支撑供暖面积超2万平方米。

近年来,中国地质调查局对雄安新区地热资源进行了系统调查,基本查明了4000米以浅地热资源空间分布,成果表明雄安新区地热资源丰富,可支撑供暖面积超过1亿平方米。下一步将不断完善重力热管采热技术,进一步降低勘查开发成本,加速推进该项技术科学规范化应用,为雄安新区高标准建设高质量发展贡献力量。