国家能源局入编案例：西吉县将台堡镇中心小学中深层地岩热系统供热项目

能源局入编

西吉县将台堡镇中心小学中深层地岩热系统供热项目

一、项目基本情况

项目名称：西吉县将台堡镇中心小学中深层地岩热系统供热项目

建设单位：固原市生态环境局西吉分局

建设规模：本项目供热对象为西吉县将台堡镇中心小学，总建筑面积13215㎡，包括学生宿舍4700㎡，教学及辅助用房7176㎡，学生食堂614㎡。项目设计供热负荷665kW，供暖末端为钢制/铸铁壁挂散热器，供暖期为每年10月15日至次年4月15日，共6个月。

项目建设一口中深层地岩热换热孔，孔深2500m；建设供热机房一座，机房面积84㎡，机房内主要设备包括中深层地岩热主机一台，用户侧循环泵两台，定压补水装置两套，软化水装置一套及相关配套电气、仪表、管道等附属设施设备；对供电系统进行扩容；更换学校供暖主管网等。

建设投资：项目建设总投资550万元。

运行时间：项目于2022年10月15日建成并投入运行。

所在地概况：西吉县2020年西吉县城乡居民人均可支配收入14755.6元，“十三五”年均增速10.4%。城镇居民人均可支配收入28975.00元，年均增长7.7%；农村居民人均可支配收入11791.5元，年均增长11.4%。农村居民人均生活消费支出从2015年5780.6元增加到2020年的9580.6元，年均增长10.6%。

从资源承载水平看，2021年宁夏全区原煤产量8632.9万t，而煤炭消费量为1.6亿t，煤炭缺口7000万t以上。从环境容量来看，2021年宁夏万元GDP能耗、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、二氧化硫、氮氧化物排放强度分别为全国平均水平的3.54倍、2.7倍、5.8倍、3.43倍和3.59倍。面对与日俱增资源和环境压力，要求宁夏必须着力优化能源结构，压减煤炭消费，发展清洁能源。加快地热能开发利用，可为宁夏调整能源结构、缓解能源供应压力、减轻大气污染和建设美丽新宁夏提供一条切实可行的新途径。

西吉县主要采用燃煤锅炉和小锅炉供暖。北方清洁取暖改造以来开始推广可再生能源取暖，可再生能源主要以生物质、空气源热泵为主。据相关报道西吉县每年产生废旧木材、农作物秸秆等约15万t，可加工生物质颗粒约10万t，能满足约2.5万农户推广生物质锅炉取暖的需求，占全县农村常住户的37%。该地区其他可再生能源还包括太阳能和地热能，但太阳能仅仅用于生活热水，占比很低，地热能的开发近乎空白。

二、技术路线及工艺流程

1．负荷情况

本项目所在地为严寒气候区，供暖季室外平均温度-13.1℃、供暖室外计算温度-13.2℃,供暖室外平均温度-1.9℃,室内设计温度均为18℃。

本项目供热对象为将台堡镇中心小学，总建筑面积13215㎡，其中学生宿舍4700㎡，教学及辅助用房7176㎡，学生食堂614㎡。供暖期为6个月（180天），依据建筑特点供暖系统每天24h运行。

项目设计热负荷为665kW，年供热量约为6497GJ。

2．技术路线

2.1技术思路

将台堡镇中心小学前身是将台堡镇第一小学，是一所具有90年历史的乡级中心小学，2013年迁至现校区，现占地面积66700㎡。学校原有供热系统采用燃煤锅炉，随着国家“碳达峰、碳中和”战略的深入实施，亟需采用清洁、低碳且稳定可靠的清洁供热技术，破解传统供暖方式受市政配套、资源和政策条件限制的难题。

项目选择供热热源的技术思路如下：

（1）利用清洁可再生能源。项目所在地是我国革命发源地也是红色旅游胜地，对生态环境要求较高，燃煤等方式已不能适应发展要求，因此必须采用清洁可再生能源作为供暖热源，符合国家双碳战略和生态环境保护的要求。

（2）提高供热管理水平。在安全可靠的基础上，采用清洁能源，减少对传统化石能源的消耗，选用国内先进技术和先进设备。

（3）提高自动控制水平，减轻劳动强度，降低运行成本，发挥项目经济效益和社会效益。

（4）集约利用土地资源。充分利用建筑本身和现有热力管道，尽可能节约投资。结合以上地域特点、供热要求、政策方向等综合因素，本项目选择以中深层地岩热作为供热热源。

2.2技术原理

中深层地岩热应用技术是通过在地下安装同轴套管换热器，从地下中深层岩土层取热，再由地面专用设备系统向建筑物或末端供热，解决人们对供热、热水、制冷及发电的能源需求。该技术“取热不取水”将低品位的中深层地岩热开发和利用转变为高品位并加以利用，避免了直接开采地下热水资源带来的一系列问题。目前中深层地热能开发供暖技术已成功在国内超过2亿m²的建筑中进行了推广使用，是典型的绿色低碳供暖技术。技术原理如下图所示。

图1中深层地岩热供热原理图

中深层地岩热技术最主要的特点是“井下换热、取热不取水”；“零污染、零碳排放”；对地下水、土壤等自然环境无干扰；不受地域条件限制；不会因为地下热水资源的枯竭而枯竭。单口换热井直径仅为200mm，井位可在建筑物周边灵活布置。该系统操作简便、安全可靠、无人值守，对自然环境无干扰，用户可自主调节、自主供热，运营成本低廉，全系统与建筑物同寿命，符合国家低碳发展和清洁供暖等相关政策的支持方向。主要技术特点如下：

（1）安全可靠

①地下换热器采用特种钢材制造，耐腐蚀、耐高温、耐高压，寿命与建筑寿命相当（不小于50年），主机系统寿命20年。

②孔径小（200mm），深度在2500m左右，对建筑地基无影响。

③全系统低温低压运行，无化学反应，系统稳定可靠、无安全隐患。

④系统换热管道丝扣连接，钻孔孔径比换热管径大6cm左右，且不完全垂直，在发生震动和地震时，有足够的变形空间，管道全长在2500m左右，本身的弹性安全变形完全不受震动和地震影响。

（2）自主供热，灵活建设，适用范围广

①系统供热不受气候环境、燃气热力等外购能源的限制，可完全实现自主化供热。系统自动化程度高，实现无人值守。

②就近取热，地下中深层岩土热能稳定，2000m深处地温普遍在60～70℃,通过供热机组可将供热温度稳定在50℃以上，适合大面积、分布式供热需求。

③钻孔位置可就近建筑物选定，比较灵活，一般不受场地条件制约。地热井不占用地面面积，供热机房占地面积较传统锅炉房小。

④可根据项目进度需要，分期、分布式建设，井位可在建筑物周边灵活布置，可实现社区、住宅小区乃至楼栋的分布式自主供热。

（3）运行经济

①无长距离输送动力能耗和沿程温降损失能耗。

②一个换热孔可提供600～700kW的负荷，可满足约1.5～2万㎡的居住建筑供热需求。

③环保节能，全系统能效比COP值可达到5.0以上，用电负荷小，运行成本低廉。

④系统主要设备与建筑同寿命，维护保养和设备更换费用低。

（4）节能环保

①无废气、废液、废渣排放，能量来自中深层地热，碳减排效果显著。

②系统与地下岩层物理隔离，只取热不取水，对地上地下水环境均无干扰。

2.3技术适应性

2.3.1地热资源具备开发利用条件

（1）宁夏地区中深层地热资源非常丰富。已探明的地热资源有银川平原地热田、卫宁平原以南牛首山—罗山冲断带地热田、双井—楼房沟断裂带地热田、庙山湖地热田；同时从远景来看卫宁北山地热区、罗山山间平原地热区、天环向斜地热区、六盘山地热区等也蕴藏着丰富的中低温地热资源。据自治区地质部门提供的资料，目前宁夏确定和推测的地热储区域共有7处。除银川平原地热田已经确定外，其余6处均分布在中卫—固原一带深大断裂附近。

宁夏地热异常区分布如图2所示。

图2宁夏回族自治区地热能分布图

西吉县位于六盘山东麓，处于六盘山地热区，西吉地处宁夏西南部地热田的核心地带；据中国大陆地区大地热流数据汇编（第二版）资料记载，西吉县热流值67mW/m²左右，地热深度在6000m范围内，由此可以确定本项目所在地区含有较为丰富的中深层地热资源，具备开发利用地热能的基础条件。

（2）宁夏地区中深层地热资源可用性条件好。1999年，在宁夏卫宁盆地第一口水热型地热井钻探成功，井深3100m，井口出水温度67.5℃,出水量1000m³/d，热水矿化度17g/L。近几年随着商业热水资源的开发，先后又成功完成了镇北堡天沐地热井和红柳湾山庄地热井、沙湖旅游区和大武口区中华奇石山文化旅游公园地热井、兴庆区掌镇檀溪谷地热井、沙温泉地热井和三沙源地热井等10余口。

（3）项目所在地具备开发利用地热资源条件。固原至西吉沿线地层由老而新为：

①白垩纪六盘山系，底部为砾岩，砾石为火成岩、变质岩及石灰岩；中部为紫红色砂岩及页岩；上部为青、灰、白、灰绿各色砂岩及页岩为主，中间夹有薄层石灰岩。

②第三纪固原系，分布于六盘山背斜体两翼，是一种砖红色胶结不很坚密的砂砾岩系。

③洪积期黄土，黄土为淡黄色粉砂状的风成壤土，不整合于老地层的侵蚀面上，无层理。

④近代冲积层，该层中有次生黄土及砂砾层，层次平整，未经变动。西吉县地处西吉盆地，早白垩世的西吉盆地沉积了厚度超过3000m的沉积岩层。地质条件具备中深层地岩热开发利用的条件。

2.3.2符合政策支持方向

（1）与《国家能源局关于因地制宜做好可再生能源供暖相关工作的通知》（国能发新能〔2021〕3号）的相符性

《国家能源局关于因地制宜做好可再生能源供暖相关工作的通知》（国能发新能〔2021〕3号）指出，按照以集中与分散相结合的方式推进中深层地热能供暖。在条件适宜的地区加大“井下换热”技术推广应用力度。

（2）与《关于农业农村减排固碳实施方案》（农科教发〔2022〕2号）的相符性《方案》提出，到2025年，农业农村减排固碳与粮食安全、乡村振兴、农业农村现代化统筹融合的格局基本形成，粮食和重要农产品供应保障更加有力，农业农村绿色低碳发展取得积极成效，农业生产结构和区域布局明显优化，种植业、养殖业单位农产品排放强度稳中有降，农田土壤固碳能力增强，农业农村生产生活用能效率提升。

因地制宜推广应用生物质能、太阳能、风能、地热能等绿色用能模式，增加农村地区清洁能源供应。推动农村取暖炊事、农业生产加工等用能侧可再生能源替代，强化能效提升。

（3）与《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》（国能发规划〔2021〕66号）的通知的相符性

2021年12月29日，国家能源局、农业农村部、国家乡村振兴局关于印发《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》（国能发规划〔2021〕66号）的通知，《通知》指出：将能源绿色低碳发展作为乡村振兴的重要基础和动力，统筹发展与安全，推动构建清洁低碳、多能融合的现代农村能源体系，全面提升农村用能质量，实现农村能源用得上、用得起、用得好，为巩固拓展脱贫攻坚成果、全面推进乡村振兴提供坚强支撑。到2025年，建成一批农村能源绿色低碳试点，风电、太阳能、生物质能、地热能等占农村能源的比重持续提升，农村电网保障能力进一步增强，分布式可再生能源发展壮大，绿色低碳新模式新业态得到广泛应用，新能源产业成为农村经济的重要补充和农民增收的重要渠道，绿色、多元的农村能源体系加快形成。

因地制宜推进地热能供暖。在地热资源丰富、面积较大的乡镇，优先开展地热能集中供暖。利用地源热泵，加快推广浅层地热能和中深层地热资源开发利用，打造地热能高效开发利用示范区。

（4）与《关于促进地热能开发利用的若干意见》（国能发新能规〔2021〕43号）的相符性

《意见》指出：到2025年，各地基本建立起完善规范的地热能开发利用管理流程，全国地热能开发利用信息统计和监测体系基本完善，地热能供暖（制冷）面积比2020年增加50%，在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目；到2035年，地热能供暖（制冷）面积比2025年翻一番。

（5）与《宁夏回族自治区碳达峰实施方案》（宁党发〔2022〕30号）的相符性

《宁夏回族自治区碳达峰实施方案》（宁党发〔2022〕30号）以“服务全局、节约优先、双轮驱动、协同联动、防范风险”为总方针，指出要“积极探索推广开展中深层地热能供暖”“推动既有建筑节能改造。对具备节能改造价值和条件的既有建筑应改尽改，改造部分节能效果达到现行标准规定。到2030年，各地级市全部完成公共建筑节能改造任务，改造后实现整体能效提升20%以上”。“推广生物质能资源化利用，优先采用太阳能、空气源热能、地热能等解决用能需求。”

2.3.3满足校园绿色低碳供暖需求

当前，我国大气污染形势严峻，尤其冬季，北方地区的取暖需求更加重了雾霾天气频现，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，已严重损害人民群众的健康，随着人们对环保意识的加强，群众对健康、环境的要求不断提高。因此，实施可再生能源应用试点示范项目迫在眉睫。

西吉将台堡镇中心小学原采用燃煤锅炉供暖，燃烧热效率低，燃烧过程产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘煤灰等污染物，严重污染了校园环境，可能对师生及周围居民环境造成不利影响。

采用可再生能源满足学校建筑供暖需求，可给师生营造一个温暖安全的教育、工作、学习环境，符合当前民生及安全需要。

3.系统配置

3.1供热工艺流程

中深层地岩热系统热水供暖采用间接利用方式，即采用中间换热的方式。热源端循环水为一次水，用户端供暖循环水为二次水。两路水通过地岩热主机换热，用户端循环水从热源端地岩热热水中换取的热量送至用户供暖。用户端供回水温度为60℃/45℃。

其工艺流程为：热源端将低温水注入地下深层换热器，通过换热器将地下深处岩层的热能导出，使低温水加热为高温水，高温水进入地岩热主机经换热降温后，再注入地下深层换热器进行循环；用户端低温供暖循环水经过地岩热主机加热后泵送至用户使用。其中，进入地岩热供热系统的自来水首先要经过软化水装置软化后，送至软化水箱，再经过定压补水装置分别进入热源端循环水系统和用户端循环水系统。供热系统原理图见图3所示。

图3供热系统原理图

3.2系统主要配置

3.2.1地岩热换热系统

（1）换热孔配置

经计算，西吉县将台堡镇中心小学13215m²建筑，供热期最大热负荷为约为665kW，按此确定热源最大供热负荷能力。

根据现场踏勘、相关资料分析及经验数据对比，初步设定中深层地岩热换热孔深度为2500m、孔径为200mm，换热孔稳定输出功率约为650kW。按照项目总供暖热负荷及当地平均地温梯度，初步确定设置1口换热井即可满足用热需求。中深层地岩热换热系统主要配置见下表。

（2）成孔工艺

采用ZJ-30型钻机进行钻孔，先采用346mm牙轮钻头钻进，至孔深约60m（深度根据地层状况调整）时一开完钻，下入Φ273mm导管。二次开钻，采用220mmPDC钻头开钻，连续钻至井深2500m，然后下入地岩热换热设备系统。

3.2.2供热机房配置

根据供热建筑分布及热负荷情况，本项目需新建1座主机房。

供热机房内配置中深层地岩热主机1台，主机制热能力735kW，主机最大用电功率142kW。其他附属设备包括用户侧供暖循环泵2台、定压补水装置2套、软水设备1套，供热站主要设备配置见下表所示。

3.2.3换热系统连接管网

换热系统连接管网为地岩热换热孔与主机房之间的连接管网，不包括用户侧末端管网。

（1）连接管网形式

直埋敷设方式土方量和工程量均较小，且施工方便工期短，本工程连接管网采用直埋敷设方式，敷设深度不小于1.22m。

（2）管网布置

根据现场情况，结合地岩热换热孔及主机房的相对位置，管网不穿越道路，力求敷设管线短、直，保证管网运行安全、经济合理、维修方便的原则进行热力管网布置。

（3）管道热补偿

本项目供热管道的敷设采用直埋冷安装敷设方式，根据连接管网走向，尽量利用自然补偿。

（4）管道材料

根据管内供热介质参数较低（温度＜150℃,压力＜1.6MPa）的特点，公称直径DN＜300mm时，选用无缝钢管，钢管材质选用20#钢；DN≥300mm时选用螺旋埋弧焊缝钢管，钢管材质选用Q235-B钢。

（5）保温材料

连接管网聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管，并配备相应的管道附件如三通、弯头及保温管接头材料。保温材料与钢管紧密结合有效隔绝了钢管外表面与空气、水的接触，具有良好的防腐性能。聚氨酯泡沫塑料导热系数小，具有保温性能好散热损失小的优点。预制直埋保温管性能参数应满足《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T114-2000的有关要求（耐温140℃)。

（6）附件

管道分支线上均安装阀门，阀门采用金属硬密封钢制阀门。管道与补偿器采用焊接连接，管道和阀门采用法兰连接。

3.3系统性能

中深层地岩热系统分中深层地岩热换热孔系统、地岩热主机系统、自动控制系统三大部分。中深层地岩热换热孔内安装同轴套管换热器，同轴套管换热器外套管材质为特殊合金钢，具有很强的耐腐蚀性、耐候性和强度，其设计寿命为50年；中深层地岩热主机为高性能机电设备，其COP在5.0以上、设计寿命为20年；连接管网为热水管道，其设计寿命为25年。

3.4自动控制系统

3.4.1控制系统目的

本项目自控控制系统引入人工智能AI模型机器学习算法，对供热负荷、气象参数、建筑特性及实际用能状况等进行预测，在此基础上进行供热系统设备的AI智能优化控制，可使系统COP（节能性）整体最大化。在任何不同的负荷条件下，本能源站自控系统实现以下控制目的：

（1）在设计日负荷条件下，系统能够满足末端用户的供热需求。

（2）针对冬季热负荷的需求制定不同的控制策略，最大限度地降低运行费用（在不同负荷条件下，制定不同的运行策略）。

（3）通过对室外气象条件的采集，进行计算分析，优化运行策略。根据温度传感器来判断运行工况。

（4）通过对系统各参数的监控，合理启停各类设备，使所有设备运行状态良好，经济效益显著。

3.4.2控制系统功能

（1）工艺设备的自动控制

工艺设备运行节能的控制策略，含供热系统；供热循环水泵系统的控制策略；

最不利压差环节的确定与变频设备的控制方式。

（2）系统控制功能

中深层地岩热机组的负荷判断与自动加载、卸载；控制热源侧与用户侧出水温度；

控制末端管网的流量平衡；

控制地岩热系统补水泵的启停；设备联锁控制、系统故障报警。

（3）系统监视功能

室外空气干、湿球温度及相对湿度；地岩热机组的启/停及运行状态；

供热系统供回水温度、压力、流量；

地岩热机组的出水温度、压力、流量；

水处理设备、定压补水装置的运行状态、补水量。

（4）系统能源计量功能

用户侧供热瞬时功率、累计供热量、供回水温度及流量；热源侧供热瞬时功率、累计供热量、供回水温度及流量；

地岩热机组电流、功率、负荷；

地岩热机组用电量、循环水泵用电量；系统补水量。

（5）系统数据存储功能

供热末端高峰负荷、逐时热负荷曲线；

中深层地岩热机组最大制热效率；

供热系统每日、每周、每月、每年供热情况，末端用户耗能情况；实测气象参数；

主要设备使用时数、耗电量；

系统电量的实时统计和历史记录。

（6）故障报警

参数超限报警、设备故障报警、用户误操作报警、防冻报警等。

4.运行情况

4.1供热运行概况

依据项目所在地气象条件及供热要求，项目于2022年10月15日建成并投入运行。供暖期间所有末端建筑保持室内温度均保持18℃以上，用户侧供水压力保持在0.4MPa，供回水压差约为0.25MPa，热源侧供水压力保持在0.8MPa，供回水压差约为0.5MPa。

运行期间连续对用户侧的供热功率、热源侧取热功率、供水温度、室外温度等参数进行测试采集。运行初期热源侧出口温度平均为33.6℃,运行四个月后热源侧出口温度平均值为27.7℃;运行初期热源侧入口温度平均为20.4℃,运行四个月后热源侧入口温度平均值为15.9℃。测试期间热源侧温度变化见图4所示。

图4测试期间热源侧温度变化曲线

4.2供热能效

依据前期设计，项目平均热负荷为665kW，运行期间同样对系统功率进行连续测试，测试数据显示：运行中用户侧供热功率最高达805kW，热源侧输出功率最高达674kW；用户侧平均功率为559.5kW；热源侧平均功率547.9kW。热源侧功率与用户侧功率变化规律一致，均随外界气温变化且均存在一定的滞后性。运行期间功率与供热温度变化见图5所示。

图5测试期间系统功率变化曲线

通过对运行数据分析计算，2022－2023年供暖季中深层地岩热系统供热量为5126.91GJ，地岩热主机COP平均值为5.21，系统能效SCOP（包含主机、用户侧循环泵、热源侧循环泵）平均值为4.66。系统运行输入功率及能效值变化趋势见图6所示。

图6系统能效变化趋势

4.3运行费用

本项目用电单价为0.4963元/kWh，依据项目耗电量182232kWh计算，运行四个月后项目运行费用为90441.7元，项目所在地实际供暖周期为6个月，由此计算整个供暖季的运行费用为135662.6元，平均运行单价为1.71元/m²·月。

热源改造前，项目采用燃煤锅炉供热，单个供暖季消耗燃煤约400t，燃煤集中采购价格为1436元/t，运行耗电约为5200元/月，锅炉运行过程中需两人轮流值守，人工费为4000元/人·月，由此计算燃煤锅炉单个供暖季运行总费用为653600元。不同供暖方式供暖费用对比见表5所示。

表5不同供暖方式运行费用对比

由以上数据可以得出，本项目将原燃煤锅炉供热方式改为中深层地岩热后，每个供暖季可节约运行费用517937.4万元，运行单价降低6.53元/㎡·月，降低幅度达79%，具有明显的经济效益。

三、经营模式

本项目投资方式政府财政投资，项目建成后固定资产移交学校管理，县教育局仍按之前采用燃煤锅炉供热方式核拨学校取暖费用，节约的50万元取暖费可用于学校建设与办学条件改善项目。

四、效益分析

1.经济效益

本项目建设投资550万元，经财务分析：项目总投资收益率2.66%；年均利润总额17.32万元。

正常供暖期间运行费用约为13.6万元，供暖运行单价为1.71元/㎡·月，远低于当地市政供暖收费标准4.9元/㎡·月。相比于原有燃煤锅炉供暖方式，年可节约费用约51.8万元。原燃煤锅炉建设投资约200万元，运行8.7年后可完全收回增量投资，具有良好的经济效益。

2.环保效益

生态文明建设是二十大以来我国现代化建设的重要内容，事关千家万户和每个人的切身利益，是重大的社会问题和政治问题，更是重大的民生问题。利用可再生能源供暖是我国调整能源结构、实现节能减排、合理控制能源消费总量的迫切需要，是完成非化石能源利用目标、建设清洁低碳社会、实现能源可持续发展的必然选择。中深层地岩热系统供热项目获得的能量来自地热能，在运行过程中没有废水、废气、废渣等污染物的排放，有利于改善项目周边环境。

本项目整个供暖季的供热量为5126.91GJ，其年可以替代标准煤约323.12t，减少CO2排放约798.12t，减少SO2排放约6.46t，减少粉尘排放约3.23t，明显改善校园内的环境质量，具有良好的环保效益。

本项目由于环保效益显著，符合西吉县大气环境改善的相关政策规划，因此在本项目建设过程中，获得了西吉县生态环境分局的大力支持。

3.社会效益

冬季供热是我国北方居民办公和生活的基本保障，作为社会公益事业，其创造的价值远远高于项目本身创造的经济效益。本项目建成投产后从根本上解决了将台堡镇中心小学冬季供暖，为师生提供温暖、适宜的教学环境。

中深层地岩热新能源供暖技术经过近几年的探索与实路，技术路线已趋成熟，在北京、河北、陕西、甘肃、内蒙古等地大面积应用，但在宁夏地区尚属首次应用，在本地区的示范带动作用明显。中深层地岩热技术推动了供热的科技化进程，提高了供热的运营效率，符合我国政府坚持自主创新的政策，可提升我国相关领域的科技实力。中深层地岩热供热项目的建设可有效满足当前市场需求，促进我国低碳环保产业及相关产业链快速发展，对促进经济社会可持续发展有着长远的意义。

五、突出亮点

本项目是中深层地岩热技术在宁夏地区的首个应用案例，填补了宁夏中深层地热能开发利用的空白，开辟了宁夏可再生能源供暖的新领域。项目主要亮点在于以下几个方面：

1.取热效率高，全系统运行成本低廉，适合大面积推广应用

由于热源侧地热能品位较高，持续稳定，热泵机组COP值大于5.0，供暖平均运行成本约为1.71元/㎡∙月，相较于集中供暖4.9元/㎡∙月、浅层土壤源热泵4元/㎡∙月、空气源热泵7元/㎡∙月、电锅炉10元/∙月、天然气锅炉8元/㎡∙月的运行成本，经济效益非常可观，是一种真正能让老百姓用得起的可再生能源供暖技术。

2.中深层地岩热供暖在非供暖期地温恢复快，具备循环永续利用能力

中深层地岩热热源来自地球内部熔融岩浆和放射性物质的衰变，蕴含量巨大，地热恢复快，工程实践验证，供暖期结束后3个月内地温全面恢复，达到循环永续利用。浅层地热能来自太阳辐射对地表土壤的加热，寒区供暖热负荷大，供暖期长，制冷需求有限，浅层地热能长期取热造成的冷堆积问题影响热泵机组的能效比。

3.取热不取水技术解决了水热型地热能利用时的地下水回灌、投资成本增大，地下水位下降等难题

国家政策规定抽取地下水，除需办理采矿证和取水证外，必须做到同层回灌，但回灌技术难度很大，另外还需再建设回灌井，造成投资成本增大。

4.取热孔小，且先进的固井技术对地质结构和地下水层无干扰破坏

取热孔仅有20cm，采用成熟的石油钻井技术，浅层用表层套管固井，表层套管与井壁之间的间隙全部用固井水泥封堵；深层用钻井液护壁，封闭水层，钻井过程中采用过平衡技术，成井后钻井液循环泵继续运行一段时间，使钻井液充分实现护壁、封闭流体，随后提起钻杆，立即下入钢制外套管，随着钻井液泥浆的稠化、最终固化，外套管与固化泥浆形成了一套类似钢筋混凝土的结构，从而对地下水层实现长期封闭。

5.取热井分布式布设，无需额外占用建设用地

空气源热泵、太阳能、浅层地热能等可再生能源供暖模式均占用大量工作用地，但中深层地岩热单井供热面积大，只需在供暖建筑附近打井，完工后仅用下水井盖覆盖，置于绿化带或道路均可。

6.全自动运行模式设定，具有无人值守和远程操控功能，大大降低运维成本和技术门槛

中深层地岩热供暖机组均具备全自动运行控制功能，并可将相关参数上传至云服务平台，实现远程报警和操控功能，由于设备技术先进、功能稳定，使得运维人力和物力成本投入锐减。

7.示范项目的连续稳定运行，验证了宁夏地区中深层地热能开发利用的巨大潜力

该项目的试点应用成功，印证了宁夏地区中高品位地热流的存在，在经济性与地热资源方面使得大面积推广应用中深层地岩热供暖具备了必要条件，为宁夏其他地区应用中深层地岩热供暖提供了非常宝贵的实测数据和工程施工经验。

六、问题和建议

地热能被誉为面向未来的战略能源，地热能的规模化、产业化开发利用，不仅对优化能源结构、保障能源安全、促进节能减排、改善生态环境具有重要意义，而且对培育新兴产业、扩大有效投资、置换产业发展能耗指标、缓解调峰电源缺口具有显著效应，可成为我区深入贯彻习近平生态文明思想和落实国家“双碳”目标、建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区的重要举措之一。围绕地热能开发利用，对比分析我区地热能利用潜力优势，提出了加快我县地热能开发利用的一些政策建议。

1.加强统筹引导

统筹规划对地热能产业科学有序高质量发展至关重要，越是发展早期越要加以重视。应进一步明确地热能产业发展牵头部门，统筹地热发展各项事务。建议编制《宁夏回族自治区地热能产业发展规划》，学习参照河北、陕西、山东等省的做法，编制出台《关于促进宁夏回族自治区地热能开发利用的实施意见》，进一步厘清各部门管理职责，建立完善规范的地热能开发利用管理流程，明确发展目标、重点任务和责任主体，规范指导全区地热能产业发展，统筹地热能与其他能源协调发展。

2.加快资源勘查

把地热能作为初级产品保障和双碳战略实施的重要内容，切实落实《宁夏矿产资源总体规划（2021－2025年）》，加大地热能勘查投入和组织实施力度，研究完善地热能勘查评价方法体系。建立完善以政府部门为主导的地热能资源大数据库，充分利用人工智能、大数据分析等技术，优化资源配置，为合理分配利用地热资源、科学引导产业发展、制定产业中长期目标提供信息支撑。

3.强化技术集成

政府有关部门牵头，依托相关企业建立地热能开发利用研发平台，加快突破地热能多样开发利用关键技术和工艺。设立地热能开发利用科技攻关专项，开展中深层地热能勘查开发技术攻关，探索梯级综合高效利用技术体系和商业模式。将其纳入能源体系进行考量，因地制宜使用绿色、低碳、经济的热源，兼顾用户端，培养节能意识。支持本土相关院所和企业申报创建国家能源局开展的中深层地热供暖技术创新示范工程，积极开展地热能应用技术研究。

4.加大政策支持

对中深层地岩热供暖技术给予一定额度的奖补或基础设施专项配套资金支持，以解决前期一次性投入较高的问题，充分调动各类社会资本投资收益的积极性。积极争取国家相关部委对我区发展地热能产业给予支持，在西部生态屏障和国家能源基地建设中给予地热能产业应有的位置，列入国家北方地区冬季清洁取暖项目支持与补助重点。引导金融机构以供热收费权质押等方式向供热企业发放固定资产贷款等绿色信贷。

5.坚持典型引导

财政部等四部委2022年已发文明确将地热供暖列入国家冬季取暖补贴范围，建议在中央财政冬季清洁取暖试点城市（银川、吴忠、固原、中卫市）选取不同的应用领域建设地热能开发利用示范县（区），打造一批生态低碳型新能源城市典范，为新型城镇化建设探索新路径。鼓励政府投资项目、国有企业投资项目优先使用中深层地岩热供暖技术，特别是在移民搬迁安置示范区中推广应用，在减碳的同时降低搬迁群众入住后的供暖成本。

6.加大宣传力度

应充分利用报纸、电视、网络等媒体，以及通过建成试点项目和示范项目的展示、体验、现场观摩等方式，加强宣传地热能开发利用，让各级政府、社会机构、人民群众真正了解地热能开发利用对稳定能源供给、降低用能成本、保护生态环境、助力双碳战略的重要作用与贡献，积极营造良好社会氛围，不断提升社会认知度。