国家能源局入编案例：陕西省咸阳市书香河畔地热供暖项目

能源局入编案例

陕西省咸阳市书香河畔地热供暖项目

要用于冬季供暖，区域地热供暖规模约 1000 万㎡，为国家地热资源综合开发利用示范区，被国土资源部、中国矿业联合会命名为第一个“中国地热城”。长期以来地热尾水科学回灌是困扰行业发展的主要问题，这个问题的解决需要企业同时具有较强的社会责任感、技术研发能力、资金保障能力来实现。中石化绿源公司通过长期的技术积累，引领了该区地热资源由快速开发向科学开发与高质量开发的转变，书香河畔地热供暖项目历时十年是这种转变的典型代表之一，具有较强的示范意义。

一、项目基本情况

1.基本情况

陕西省咸阳市书香河畔小区位于咸阳市秦都区实验小学西南侧，紧邻渭河，与咸阳市人民政府直线距离3.0km。小区总规划建筑面积40万㎡，小区供暖项目由中石化绿源地热能（陕西）开发有限公司建设和运营。供热工程分三期建设，目前建成两期工程，为小区23.54万㎡住宅供暖，一期工程于2013年建成，供暖面积13.37万㎡，二期工程于2023年建成，供暖面积10.17万㎡。项目共建设地热生产井2口（书香河畔1井、书香河畔2井）、回灌井2口（书香河畔2-1井、书香河畔2-2井）、换热站2座，回灌站1座。

2.地热资源

地理上，项目所在地咸阳市地处陕西省关中平原中部，东南临省会西安市，西与宝鸡市、东北与渭南市、铜川市交界，西北与甘肃省接壤，地处暖温带，属大陆性季风气候，四季冷热干湿分明。咸阳市城区集中供热为每年冬季11月中旬至次年3月中旬，以市政集中供热为主，中深层水热型地热供暖面积占比约30%，少数部分采用水源热泵、地源热泵或空气源热泵等。目前咸阳市政供热已全面投用燃气锅炉，同步停运燃煤锅炉，由于气源不足、成本过高，燃气供热能力有所不足。

地质构造上，咸阳市地处关中渭河盆地北部，属于华北地台鄂尔多斯盆地南缘及渭河盆地北缘，跨陕甘宁盆地分区、陕甘宁盆缘分区及汾、渭盆地分区三个Ⅱ级构造单元，盆地中部新生界沉积地层最厚可达7000m以上。平面上地热资源主要分布在西安凹陷、北部断阶和三原断阶带内，面积约3000km2，纵向上，热储呈层状，自上而下依次为第四系三门组、第三系张家坡组、蓝田—灞河组、高陵群的砂岩层，远景储量相当于标准煤约50亿t，为大型中低温沉积盆地型地热田。沿市区中部有一条接近东西向展布的深大断裂－渭河北岸断裂通过，区内地热资源埋藏浅、储量大、水温高，尤其是沿渭河北岸断裂带，地热富集赋存条件优越。项目所在地区一般2000～3000m深地热井水量大于90m3/h，温度在65～95℃之间。

二、技术路线及工艺流程

1.负荷情况一期住宅供暖面积13.37万㎡，设计热负荷5160kW。项目二期工程住宅供暖面积10.17万㎡，设计热负荷4850kW。项目一、二期均为高层住宅，供暖分高、低区，供暖末端为地辐射盘管。

2.技术路线项目采用中深层地热能为基础热源，辅以水源热泵进行地热能梯级利用，做到“间接换热、梯级利用、采灌均衡”的取热不耗水地热能利用系统（图1）。

图1项目供暖工艺流程图

项目一期采用书香河畔1井地热水作为供暖热源。地热水通过板式换热器间接换热提取地热水热量供给供暖用户，供暖循环水回水温度45℃/35℃，换热后的地热尾水输送至二期工程梯级利用。

项目二期采用书香河畔2井地热水间接换热，辅以水源热泵梯级利用。梯级利用后的地热尾水经回灌站处理后回灌至书香河畔2-1井、书香河畔2-2井。

3.系统配置

本项目建设两座换热站，一座回灌站，一期换热站主要有2台板式换热器、5台循环泵、4台补水泵和一套补水系统；二期换热站水源热泵两台、板式换热器2台、循环泵8台，补水设施一套；回灌系统建设粗、高效过滤器一套，尾水循环泵2台、回灌加压泵2台。具体规格数量见下表：

每座换热站设置PLC自控系统1套，采集热源侧及用户侧供回水压力、温度、流量，地热井温、压、流、液位等参数。

4.运行情况

本项目供暖期为买年11月15至次年3月15日，共计4个月，24h不间断供热。

本项目配置1深1浅两口生产井，并配置对应层段回灌井2口。截止目前为止，主要开启书香河畔深井为两座换热站提供供暖热源，由于书香河畔二期入住率较低，热泵并未启动，故书香河畔两座换热站均采用地热能通过板换间接换热方式供热，两座换热站利用后的滴低温地热水输送至回灌站处理回灌，综合能耗约0.2GJ/㎡，一次动力消耗量约1.9kWh/㎡。

三、经营模式

项目采用BOO的经营方式，企业采取“自主投资、自主运营、自负盈亏”的方式，为该小区提供地热供暖服务。

项目建设范围不仅包括终端供热站的建设，还包括热源系统、输配系统建设，与燃气取暖和电取暖相比，不受气源影响、不会造成电网改造等额外投资。企业投资地热能取暖项目，通过收取基础设施配套费，用于集中供热投资的部分补偿，再通过收取暖费逐年收回投资，维持供暖运行和获取利润。在这种经营方式下，企业更加看重长期可持续发展带来的经济效益，对工程质量和供暖服务尤为重视，居民长期供暖效果有保障。但在项目建设初期，地热企业承担的资金压力较大，限制了快速发展。由于居民享受与其他取暖方式相同的价格，不增加缴费负担的同时，享受了空气质量的改善，对地热供暖的接受程度很高。

四、效益分析

项目总投资2840万元，目前年度收入暖费277.6万元，年营业成本212.5万元，其中动力成本200.4万元，税金12.1万元，营业利润65.1万元。采用中深层水热型地热供暖，虽然先期投资较大，但其运行成本远低于天然气供暖方式。

项目采用分布式供热方式，清洁环保，一定程度上缓解了市政集中供热供气紧张局面，降低了化石能源消耗。建设完成后相比于燃煤集中供热项目，每个供暖季可节省标准煤1585t，减排二氧化碳3888t，减排二氧化硫54.2t。

五、突出亮点

书香河畔供暖项目采用中深层水热型地热能，目前单井间接换热供热能力就能够超过15万㎡，项目运行系统综合能效可达30。间接换热后的低温地热水再通过热泵梯级利用，进一步提高地热能利用率，利用后的地热尾水通过回灌设备处理后回灌至同层位的地热回灌井内。项目“取热不耗水”，保证了地热资源的可持续开发，属于高效热能利用方式，经济效率及节能效益显著。2019年被陕西省住建厅评为中深层地热能建筑供热试点示范项目。

六、问题和建议

1.地热尾水回灌是保护地下水资源，保护生态环境，保证地热资源可持续开发的前提。但是地热尾水回灌需要较大的投资，孔隙型砂岩热储回灌技术难度大，需要企业同时具有较强的社会责任感、技术研发能力和资金保障能力做保障。因此，在地热开发管理方面，要制定环保准入门槛，对开发企业严格筛选，对尾水回灌严格监管，推动地热资源的科学开发与高质量开发。

2.由于地热的清洁属性和供暖的民生属性，中深层地热供热属于微利行业，现阶段对于地热完全回灌项目，建议减免地热资源税，保障行业良好发展环境。