中国矿业报 评论 12小时前
从“地下管网”到“智慧云端”

　　——山东省地矿局推进地热供暖绿色实践纪略

　　◎  王大伟 韩建江

　　随着供暖季的结束，山东省地质矿产勘查开发局（以下简称“山东省地矿局”）在地热供暖领域的一系列创新实践，再一次成为清洁能源转型的生动注脚。山东省地矿局以地热资源开发利用为核心，推动传统能源向清洁能源转型，大力推进地热清洁供暖的绿色“热”实践，为北方地区冬季清洁取暖打造出全新的示范样本。

　　山东省地矿局第二水文队为智慧农业中深层地热能源站提供全生命周期的“地热管家”服务。张晓燕 摄

　　空间重构：井丛式开发打造城市地热样板

　　在东营经济技术开发区，山东省地矿局的技术人员像“地下建筑师”，精心打造地热供暖系统。其正在施工的45对地热井构成山东省最大单一区域地热供暖系统，采用“井丛式集中分层开采”技术，20口定向井以梅花状分布在仅10亩土地上，精准穿透1300米~2000米热储层，不仅节省了土地资源，而且钻进效率提升3倍，为城市密集区地热开发树立“空间革命”典范。

　　项目采用“取热不耗水+无压回灌”和“板换热泵梯级利用+智慧管控”技术，配合智慧供热管理平台，实现地热资源“零消耗循环”。项目完工后预计每年减少标煤消耗6.9万吨，相当于种植800万棵云杉的碳汇能力，为黄河流域生态保护交出亮眼答卷。

　　“地热钻井平台引入滑轨技术，完成一口井后，无需拆卸井塔即可平移到下一口井位，大大减少了传统钻井中频繁拆装设备的时间，缩短了作业周期，降低了劳动强度，也减少了安全隐患。”项目技术负责人张明德说。

　　智慧运维：全生命周期管理体系

　　在德州财金智慧农业基地，30万平方米智能温室上演了“地热科技与现代农业”的深度融合。山东省地矿局第二水文队实施了全国首个“中深层地热能+定制高温热泵”智慧农业能源改造项目，破解了设施农业高耗能瓶颈，构建全生命周期地热开发模式，为乡村振兴注入绿色动能。

　　从设备维护到系统优化，山东省地矿局第二水文队构建“五位一体”智慧运维体系，推进传统粗放式运维至“微米级”精细管理，确保地热供暖系统长效稳定运行。他们不断进行技术创新，自主研发智能除锈设备，延长泵管寿命；空压机气举-大流量回扬复合洗井工艺提升回灌效率；“板换拆洗-纳米级清洗-清水填充保压”工艺深度维护板式换热器，降低设备热交换效率衰减率；执行专业化维保方案，降低热泵机组能效衰减率；依托供暖季运行数据，优化智慧管控平台系统。他们通过全周期维护，2024年至2025年供暖季系统运行效率提升15%，设备故障率下降60%，保障温室精准控温需求，助力农产品增产增收。

　　“要想大棚冬天保持20摄氏度左右恒温，供热水温至少要达到80摄氏度，但开采出来的地热水水温只有50摄氏度左右。山东省地矿局第二水文队定制研发山东省首个‘中深层地热能+定制高温水源热泵’供热系统，设置200多个传感器，当室外温度低于零度时，中温和高温热泵同时启动运行，确保供水温度达到80摄氏度。”山东省地矿局第二水文队地质工程中心主任王肖波说。

　　技术革命：双轮驱动突破开发瓶颈

　　2023年10月，山东省人民政府将“取热不取水”技术列为地热开发核心突破方向。德州市天衢新区地热供暖改造工程随即启动。山东省地矿局第二水文队迅速组建技术专班并自筹资金，在已有“一采一灌”双井基础上实施技术革命，进行“既有地热井无干扰井下换热、取热不取水”探索试验，拓展地热能开发利用新技术。

　　“无干扰井下换热、取热不取水”技术通过闭式换热系统从地层中换取地热能，具有不抽取地下水、无地热尾水排放、不污染环境等特点。项目采用“两种不同换热技术+热泵提温+太阳能发电自用”供热模式，实现冬季供暖绿色零碳运行。该技术在盘活废弃地热井和油井、探索地热能开发利用新技术、提高地热能利用效率上意义重大。

　　在山东省地矿局第二水文队大院内，“无泵自驱”的超长重力热管系统正改写着地热利用规则。2023年10月，该项目入选山东省自然资源厅等7部门公布的地热能开发利用示范工程项目名单；2024年12月，入选山东省发改委等7部门公布的山东省地热能试点工程项目（第一批）名单，同月入选2024年德州市争创“科创中国”试点城市项目。其续作工程引入梯度换热系统，通过工质相变和重力作用传输热量，无需外部泵驱动力，使单井供热量再提升15%，为地热开发树立了“零排放、可持续”技术标杆。

　　如今，山东省地矿局第二水文队已形成涵盖10余项专利、10项国家省市行业标准的技术体系，创新成果正通过“地热开发齐鲁模式”向全国辐射。随着“取热不取水”技术的工程化推广，该队正着手建立“三维地质模型+数值模拟+动态监测”的智慧开发平台，通过产学研深度融合，形成可复制的技术标准体系，推动地热资源开发从“粗放开采”向“精细服务”转型，为“双碳”目标贡献地矿智慧。

　　从“向地层要温度”到“为未来储绿色”，山东省地矿局各局属单位以技术创新为引擎，以民生需求为导向，将地热资源从“沉睡的宝藏”转化为绿色发展的强劲动能。山东省地矿局第三地质大队推动零碳示范应用场景建设，部署北方典型海岛浅层地热能开发利用示范项目，在长岛建设1处集浅层地热能、太阳能互补的绿色供暖（制冷）工程，打造长岛“地热+”多能互补零碳示范样本，为国际零碳岛建设提供清洁能源支撑。山东省地矿局八〇一队在东营市牛庄镇建立“群井联动地热供暖+花卉种植梯级利用”示范，打造了地热梯级利用牛庄“无烟小镇”模式，有效解决了地热供暖规模化应用技术问题。山东省地矿局鲁南院结合济宁市煤炭资源丰富、矿井水利用程度不高的现状，创新开展了矿井地下空间及地热利用关键技术研究与示范应用，在济宁煤田典型煤矿建成可供暖面积5万平方米的地热供暖示范工程，年利用地热资源量可节约标准煤118.04吨，减排二氧化碳291.56吨，节能降碳效果显著。

　　千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。山东省地矿局将聚焦高温地热能成因机理研究，加速高效精准探测技术研发，在“地热+”多能互补模式深化与政策体系完善背景下，山东地热供暖有望成为全国乃至全球清洁能源转型的典范。