山西雙良能源島調(diào)控指揮中心,。宋雪巖攝
“我家是去年搬過來的,，小區(qū)供熱效果挺好，室內(nèi)溫度大多在25℃,，最冷的時候也有22℃,?！闭f起剛剛結(jié)束的采暖季，家住山西綜改示范區(qū)港麗城的楊艷表示非常滿意,。港麗城小區(qū)采用的熱源是來自地下2公里的地熱能,。
聚焦“雙碳”目標，推動山西由傳統(tǒng)能源大省向新型綜合能源大省轉(zhuǎn)型,，是全方位推動高質(zhì)量發(fā)展的重大要求,。在山西綜改示范區(qū)科技創(chuàng)新城核心區(qū)域，坐落著一座綠色低碳高效的能源島,，它由山西雙良再生能源產(chǎn)業(yè)集團有限公司自主設計建造,，其在清潔能源領域立體取能、綜合利用、多能互補的突出優(yōu)勢,，不僅確立了地熱能開發(fā)應用的“雙良模式”,，為山西能源革命走出一條新路徑，更以打造綠色供熱樣板,，為供熱行業(yè)的技術創(chuàng)新帶來重要啟益,。
只取熱不取水，100%回灌,，地熱能開發(fā)利用形成完整產(chǎn)業(yè)鏈
在山西綜改示范區(qū)科技創(chuàng)新城1號能源島,，兩口以對井形式呈現(xiàn)、被透明玻璃全封閉的地熱井吸引了記者的注意,。山西雙良文宣部經(jīng)理吳瑜介紹,，這是能源島用于獲取深層地熱能的采灌綜合井，一口為取水井,，一口為回灌井,。
在地球內(nèi)部，每向下100米,，溫度上升3℃,。取熱管從地下2200米深處抽取75℃的地熱井水，通過換熱機組將小區(qū)管網(wǎng)水加熱至60℃送至用戶家中,，地熱水冷卻后再回灌到地下,。“從取水到回灌,，地熱水系統(tǒng)采用閉式循環(huán),，只取熱不取水，100%回灌,，整個過程零污染,、零排放、零損失,，實現(xiàn)了地熱資源開發(fā)與保護并重,。”吳瑜告訴記者,，這樣的采灌綜合井在1號能源島共有10口,，包括5口取水井和5口回灌井，共同承擔供應能源島70%熱源的重任,。
山西雙良2009年開始開發(fā)地熱能技術和供熱項目,，目前已經(jīng)掌握了5種先進的地熱能開發(fā)利用技術，走在了這一領域的科技最前沿,。這5種技術為：淺層水源取熱技術,、淺層土壤源取熱技術,、中深層地熱水閉式循環(huán)取熱技術、中深層地巖熱循環(huán)取熱技術和中深層重力熱管相變?nèi)峒夹g,，不同區(qū)域可以根據(jù)不同資源稟賦,，如有水無水、淺層中深層等,，因地制宜進行地熱能的開發(fā)應用。
其中,，山西雙良與中科院聯(lián)合研發(fā)的中深層重力熱管相變?nèi)峒夹g被譽為是當前國內(nèi)地熱能利用方面最先進的技術,。其最大優(yōu)勢是不受地域限制，不需要地熱水,，只要地熱井達到一定深度,，便可通過特制設備提取地熱能，即將巖層中的熱量轉(zhuǎn)換成蒸汽,，蒸汽上升至地面換熱裝置進行轉(zhuǎn)換利用,。整個取熱過程管內(nèi)介質(zhì)不與地下水或巖層接觸，最大程度避免了對地下水資源和環(huán)境造成損害,，有效解決了部分地區(qū)地熱水難以回灌和地熱能取熱效率低的技術瓶頸,。
目前，山西雙良在地熱能開發(fā)應用方面已經(jīng)形成了集地熱能勘探,、設計,、鉆井、應用,、運營等為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈,，具備了規(guī)模化開發(fā)應用的能力,。2021年,，山西雙良受山西省能源局委托牽頭編制了《淺層地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》和《中深層地熱供熱工程技術規(guī)范》，成為山西省首套地熱標準,。兩項標準已由山西省市場監(jiān)督管理局于2021年12月發(fā)布通告,，并于2022年3月28日正式實施。
13種新能源技術高效匹配,，多能補充,，能源島環(huán)保又經(jīng)濟
在能源島主建筑屋頂上安裝有一排排像鏡面一樣反光的太陽能光熱裝置，它們?nèi)缤蛉湛粯佑栟D(zhuǎn)動,。這種太陽能光熱裝置具備追光系統(tǒng),，能夠根據(jù)光熱轉(zhuǎn)動自己的方向，通過反射鏡將太陽光反射到上方的集熱槽,，用導熱液加熱管內(nèi)的流體,，為建筑物供熱或供蒸汽,。
“我們的理念是立體取能、多能互補,、綠色供熱,。”山西綜改示范區(qū)供熱有限公司總經(jīng)理李文介紹道,，能源島位于“西溫莊地熱田”,，以中深層地熱能為主，太陽能,、風能,、空氣能為輔，應用了中深層水熱,、超常重力熱管,、太陽能光伏、光熱等13種新能源技術,?！澳憧梢钥吹剑茉磵u周圍路燈采用的是風光互補模式發(fā)電照明,，屋頂有光伏發(fā)電,、光熱集熱系統(tǒng)，墻體布置有光伏發(fā)電板,，可以說,，整個能源島都是采用綠色能源供給?！?/p>
科創(chuàng)城1號綠色能源島建成于2019年,，所應用的13種新能源技術可以根據(jù)氣候變化進行各種能源的優(yōu)化組合、高效匹配,，達到經(jīng)濟,、環(huán)保、安全運行的目標,。能源島主要為科創(chuàng)城核心區(qū)提供采暖熱源,、冷源及生活熱水，供熱面積106萬平方米,，制冷面積106萬平方米,，是目前國內(nèi)技術領先、面積最大,、效率最優(yōu)的聯(lián)合能源供熱示范項目,。
“目前，在山西綜改示范區(qū),，像這樣的能源島已經(jīng)建成7座,，實現(xiàn)地熱能供熱面積約700萬平方米,。”李文表示,，未來按照規(guī)劃,，山西綜改示范區(qū)還將建200個能源島，實現(xiàn)清潔供熱全覆蓋,。
山西雙良自成立以來,，一直致力于新能源和可再生能源的研發(fā)應用，為城市提供清潔供熱服務,，目前已在太原,、朔州、大同,、呂梁、絳縣和曲沃等6個市縣以及山西綜改示范區(qū)實施清潔供熱項目,，獲取特許經(jīng)營面積約3.5億平方米,。
通過自主研發(fā)和聯(lián)合開發(fā)，山西雙良共掌握了23種新能源技術,，獲取專利238項,，特別是在熱電聯(lián)產(chǎn)余熱回收、工業(yè)余熱回收,、地熱能開發(fā)應用方面走在了行業(yè)前列,，先后建成了朔州市熱電聯(lián)產(chǎn)余熱回收集中供熱項目、太原一電廠冷凝熱回收集中供熱項目,、山西綜改示范區(qū)地熱+聯(lián)合能源供熱項目等10多個清潔能源供熱項目,，環(huán)保效益顯著，每年可節(jié)約標煤700萬噸,，減少二氧化碳排放1848萬噸,，減少二氧化硫排放12.6萬噸，相當于植樹造林5.06萬公頃,。
數(shù)字賦能綠色能源,，5G大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)精準調(diào)控、無人值守
步入數(shù)字化時代,，智慧供熱已是發(fā)展的必然,。多能源互聯(lián)、多熱源互交,、多管網(wǎng)互通的能源島,，正在用數(shù)字賦能綠色能源。
進入能源島調(diào)控指揮中心,，一面巨大的電子顯示屏映入眼簾,，這是山西雙良自主研發(fā),、擁有自主知識產(chǎn)權的智慧供熱5G大數(shù)據(jù)平臺。在這塊數(shù)字屏幕上,，記者同時看到了朔州站,、太原市供熱公司、中石化合資公司及能源島各個換熱站等的實時監(jiān)控畫面,?！拔覀兺ㄟ^在各個換熱站安裝360度高清無死角球鏡，實現(xiàn)了所有管轄生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)無人值守功能,。同時,，通過在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的基礎上引入動態(tài)捕捉、熱力異常告警,、110聯(lián)網(wǎng)報警等新技術,，進一步提升了供熱安全保障機制?！鄙轿骶C改示范區(qū)供熱有限公司總調(diào)度長高鵬一邊切換監(jiān)控畫面,，一邊介紹道。
不僅如此,，5G大數(shù)據(jù)平臺還建立了熱源和熱網(wǎng)運行情況,、換熱站工況地圖、各能源用能和節(jié)能減排等大數(shù)據(jù)倉,，可即時生成各類熱網(wǎng)生產(chǎn)運行報表,，對熱源、換熱站,、機組進行運行分析,。同時，5G大數(shù)據(jù)平臺通過5G,、北斗定位,、互聯(lián)網(wǎng)等技術搭建了管網(wǎng)巡檢系統(tǒng)，可協(xié)助巡檢人員細化分解巡檢任務,，實現(xiàn)巡檢區(qū)域無交叉,。如遇緊急情況，巡檢人員可通過手持終端設備,，將巡檢現(xiàn)場的照片,、影像資料回傳，為搶險指揮提供第一手的資料和判斷依據(jù),。
如何精準應對用戶需求?高鵬在平臺上調(diào)出了熱源熱網(wǎng),、收費投訴等一系列數(shù)據(jù)，展示了平臺如何根據(jù)用戶需求實時調(diào)整用戶家里的溫度：“以前都是人工值守,、人工控溫,，無法進行精細化作業(yè),，難免出現(xiàn)溫度不達標或是資源浪費等問題。現(xiàn)在有了智控裝備,、智控系統(tǒng),，我們可以通過調(diào)整閥門的開啟、水泵的頻率以實現(xiàn)管道壓力及站內(nèi)熱量的控制,，達到精準調(diào)控的目的,。”目前,，中心肩負著保障6省12市所有供熱公司安全,、平穩(wěn)、經(jīng)濟,、智慧供熱的重任,。
“省委、省政府大力發(fā)展新能源和可再生能源,，特別是在地熱能的開發(fā)利用方面,，為企業(yè)提供了全方位的政策保障?！睂τ谖磥恚轿麟p良總裁李寶山充滿信心,，“我們將繼續(xù)加大清潔能源技術的研發(fā)力度,，尤其是在地熱能取熱技術方面，繼續(xù)跟中科院等國內(nèi)一流科研院所合作,，探索更多且更適合山西的地熱能取熱技術,，為我省實現(xiàn)‘雙碳’目標貢獻一份力量?！?/p>
本報記者丁園 實習生宋雪巖
責任編輯： 吉政
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