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地热涌春潮 绿源铸华章

作者:本刊记者 胡玮斐 实习记者 袁佳仪 | 作者单位:中国石油企业

摘要:中石化绿源地热能开发有限公司(以下简称绿源公司):2006年11月在陕西咸阳由中国石化新星石油有限责任公司与冰岛极地绿色能源公司合资成立。公司主营地热资源开发利用、节能技术服务及温室气体减排等业务,累计供暖能力达到1亿平方米,业务覆盖全国7省/直辖市、50余个市/县,建成18个百万平方米级供暖市/县、10余座地热供暖“无烟城”,为全国100万余户居民提供清洁供暖服务。 绿源公司引进吸收冰岛地热能源开发先进技术,自主创新,形成具有自主知识产权的特色技术体系,是自然资源部“地热开发利用示范单位”、中国科学研究院“地热能科研试验示范基地”,并在联合国注册地热集中供暖CDM项目;与雄县人民政府共同打造的“雄县模式”,引领了我国“十三五”期间地热供暖的发展。

“地蕴热流生暖意,绿色能源谱新章。”从咸阳文林路的首个地热供暖示范工程,到雄安新区“无烟城”的标杆项目;从引进冰岛先进技术的消化吸收,到“热电氦”多能互补技术的自主创新突破……中石化绿源地热能开发有限公司(以下简称绿源公司)—这家开创中冰合资先河的地热能源领军企业,用近20年的砥砺耕耘,实现了1亿平方米清洁供暖、减少了400万吨碳排放……如今,绿源公司正以创新“地热+”智慧能源体系为笔,在新时代征程中,勾勒出地热服务中国式现代化的壮丽美景。

“雄县模式” 温暖民生

初夏时节,绿荫遍地。记者走进河北雄安新区人才家园,享受这满眼的苍绿,感受这里的美好与安宁。

“这个供热站设在小区的地下。供暖面积超50万平方米。”人才家园供热站站长张虎匆匆从其他站点巡视过来。他一边打开挂着能源行业地热能专业标准化技术委员会颁发的《地热能开发利用标准化示范项目》牌匾的地热站大门,一边对记者介绍:这个供热站是雄安新区120余个地热供热站中的一个社区站,站内8口地热井实现“五采三灌”模式运行。每个采暖季可替代标煤7958吨,减碳19895吨。站内采用“取热不耗水”的间接换热技术,将地热水抽上来,经过旋流除沙器去除杂质,再用板式换热器换热,最后同层回灌,既不破坏地层也不污染环境、不浪费资源……

地热能是绿色低碳、储量大、分布广、清洁稳定的可再生能源。雄县地处冀中平原,地热资源丰富,有着“中国温泉之乡”之称,也是发展地热能产业的理想沃土。

2006年,绿源公司应运而生,从此,踏上了地热能开发、节能服务与温室气体减排的绿色能源开发利用之路。2009年,基于“保护性开发资源、生态文明建设、绿色低碳经济发展”的战略共识,绿源公司与河北雄县签署战略合作框架协议,共同打造了“雄县模式”,建成了全国首座地热供暖“无烟城”。

“刚到雄县时,衣服只穿一天,衣领子就全黑啦。”作为绿源公司第一批来到雄县“拓荒”的“元老”,现任绿源公司副总经济师、人力资源部经理肖红,忘不了当年来到雄县的场景:天空是灰蒙蒙的,尤其到了冬季,空气中总是飘散着呛人的灰尘颗粒。

改变污染困境、还城市洁净空气的迫切需求,成为绿源公司深耕雄县的动力。面对恶劣的环境挑战,绿源公司秉持“资源先行、技术领先”理念,对雄县优质的地热资源进行整体规划和开发,形成“政企合作、市场运行、统一开发、技术先行、环境保护、百姓收益”的“雄县模式”。

2009年的雄县冬季,锅炉齐冒黑烟的场景,与绿源公司如今打造的洁净供暖画面形成鲜明对比—这份从“煤烟弥漫”到“蓝天常在”的转变,正是“雄县模式”从技术落地到生态显效的真实写照。

让蓝天常在的绿源地热供暖系统,改变了传统的供暖形式。一是间接换热。经过对落后的掘采掘排供热工艺进行技术改造后,采用板式换热器高效换热,实现“只取热不耗水”。二是根据末端温度进行温度分区。大部分换热站在没有增加热泵机组的情况下,增加地热井便可满足供热需求。一口地热井可实现约10万平方米的建筑供暖。三是采灌均衡。地热供暖系统,避免地热尾水直排,实现地热尾水同层回灌,实现了保护性开发地热资源,做到可持续开发利用。四是智能监控。通过对地热井的温度、开采量、回灌量、水位等参数的长期动态采集监测,为地热可持续开发的动态建模评价提供可靠的基础数据。同时,通过室外气候补偿系统和光纤传输,进行自动化调节和远程监控,实现了无人值守,机器人自动定期巡检的运营管理模式。

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绿源公司仅用3年时间,就让雄县成为全国首座地热供暖“无烟城”,成为中国地热产业升级发展的标杆样本。随着雄安新区的开发建设,“雄县模式”升级发展为地热能开发利用的“雄安模式”。如今,在雄安新区雄县和容城两地,采用地热能供暖方式,占据县城集中供暖的90%以上,极大地推动了京津冀地区的大气治理与绿色发展。

“雄县模式”是绿源公司打造的基于政府与企业之间“政企合作、市场运行、统一开发、技术先进、环境保护、百姓受益”的地热开发规范模式。这种模式可以借鉴、复制、推广,并进行地热能源的集中开发和应用。

“雄县模式”的成功实践,让绿源公司再接再厉、一路高歌,相继在陕西咸阳、武功,河北容城、山西太原等地,先后打造了10余座地热供暖“无烟城”。老城市以前烧煤冒黑烟的景象不见了。清洁能源不仅让这些地方的能源结构“绿”起来了,还形成了推动当地能源结构优化与低碳转型发展的绿色动力。

2021年,国际可再生能源机构官网对河北雄县地热项目进行了详细报道。之后,国际可再生能源署(IRENA)在报告中将“雄县模式”列为全球地热开发典型案例,特别称赞其“市场运行机制下政企权责清晰”的创新性。

“绿源公司将向全国加速进行‘雄县模式’推广,积极探索地热能综合应用新场景,以清洁能源助力‘双碳’目标实现,为守护绿水青山、建设美丽中国增添绿色动能。”—这是绿源人深耕地热领域的共鸣,更是能源革新的初心与坚守。

科技赋能 绿色革命

“能源的饭碗必须端在自己手里……”绿源公司始终牢记习近平总书记的殷切嘱托,以科技为剑,破解地热能源在开发过程中的诸多难题,构建了以“设计—建设—运营—装备制造”一体化地热全链条综合服务体系,用行动与智慧守护绿水青山,用发展和成效助力“双碳”目标的实现。

雄安新区科创中心中试基地是雄安新区首个示范性绿色科技产业园区,即首个“零碳工业园区”。漫步在园区内,记者看到厂房顶上连片的光伏板,在阳光下闪着银光,仿佛感到一股股绿色春潮,正在蓬勃涌动。

走进园区办公大厅,记者便感到一股舒适的凉意扑面而来,驱散了炎热的酷暑,令人神清气爽。“夏季的室内温度基本上保持在26摄氏度。这个园区的能源全部来自地下的地热和天上的光伏。”绿源河北公司雄安基层站工程师张健介绍,绿色,即所有在用能源皆是零碳排放。为此,按照“清洁低碳、安全高效、经济可行”的原则,绿源公司设计了“源网荷储”一体化的供热系统和数字孪生综合能源管理平台,能满足园区和企业的电、热、冷等多种能源的功能需求。

绿源公司还运用大数据和物联网等技术,将综合能源系统中的重要环节进行数字化管理,构建了万物互联的综合能源互联网体系,进行智慧能源调控管理,每年可减排二氧化碳约3808吨。同时,还创新实现了多门户“光储充”一体化,布置了供热系统和空气源热流接触遥控装置。如今,园区引进的所有能源系统,都可形成绿色闭环。

“供暖又暖和又干净,电费还比过去省一半。”入驻园区的企业管理者们高兴地说。他们在创造绿色产品的同时,也享受到绿色带来的“红利”。

毋庸置疑,创新是绿源公司地热能源开发不断实现突破的核心动力。从近20年的技术探索,到雄安新区零碳园区的绿色实践,绿源公司每次技术迭代都留下创新的足迹。这种创新不仅体现在地热技术的升级上,更贯穿于绿色理念落地的全过程,成为推动企业在能源转型中前行的内生力量。

冰岛,这个位于北大西洋上的国家,以其丰富的地热资源和独特的供暖系统而蜚声国际。当年,绿源公司成立后,组建的“顶尖地热研发团队”,便将冰岛专家带来的核心技术和工程经验,进行有效转移、深度理解和本土化应用。其间,一批掌握国际前沿技术并熟悉中国实际的高水平本土化地热人才快速成长。

这是一批有着责任担当、创新进取精神的科研工作者。他们借鉴冰岛先进技术,结合国内实际需求自主创新,成功研发出地热勘探、热储评价、地热钻井、梯级综合利用等多项核心技术。

“就拿研发回灌装置来说吧。地层有压力,要将水抽出来需要技术,要将水回灌下去,更有难度。当年‘地质之父’李四光曾就地热技术,提出过要解决这个难题。”绿源公司科研技术人员经过几年的攻关,终于在2010年攻克了回灌技术,自主研发了回灌设备,实现了地热水的采水和回灌循环,真正做到绿色、清洁、循环的“取热不耗水”。此项核心技术达到国际先进水平。目前,绿源公司首创的“同层回灌”技术标准,已经成为国内北方地热供暖的行业规范。

坐落在雄安新区的中石化绿源地热能调控指挥中心,是国内首个地热能智慧远程监控平台,实时监控来自全国各地工作现场的运行情况,采用总部、省公司、基层站的三级管理模式,实现了智慧供热和智慧协同:故障预警准确率为99.2%,比人工巡检效率提高40%。

地热井施工不仅能打直井,还能通过核心技术打定向井、水平井、U形井、位移井等;建成国内首个长距离“集采集输灌”地热示范项目,解决了超长距离输送的热损耗和热效率问题,让地热资源和用热区域不统一的问题迎刃而解。

记者在中国石化新星地热发展历程展厅里,看见了1项国际标准、15项地热能行业标准证书和310多个授权专利及多项国际、国内、省部级科技奖项陈列在荣誉墙上。这些成果彰显着绿源公司科技实力的跨越式发展,完整呈现了绿源公司在地热能源开发领域的关键技术突破与绿色实践的厚重印记。

在2023年世界地热大会上,绿源公司成功发布了全球首个国际地热协会标准。绿源公司成为世界地热行业中一颗璀璨的明珠。

情系万家 责任担当

二十载风雨兼程,二十载春华秋实。绿源公司自成立以来,以大西北渭河盆地为起点,陆续向华北平原、太行山脉、四川盆地等地热资源富集区域拓展。绿源公司将地热这一自然馈赠的绿色能源,转化为民生福祉,让千家万户感受到来自大地深处的温暖。

多年前,地热作为清洁绿色能源,早已深度融入日常生活,却因认知局限,长期如“藏在深闺”的宝藏,远不如石油、天然气等传统能源为人熟知。正是绿源公司以技术创新为钥匙,打开了地热开发的大门,让这份来自地下的温暖真正走进“寻常百姓家”,成为千家万户可触及的绿色实惠。

高温地热能可用于发电,中低温地热能适宜供暖,低温地热能则可服务于农村种植、养殖等领域,这就是地热资源的梯级利用。绿源公司在地热能源开发过程中,将地热的梯级利用效能发挥到极致,为百姓的生活带来绿色变革。

2024年,绿源公司的地热发电示范项目接入咸阳电网,正式并网发电。这是我国首个“热电氦”集成先导性试验项目,对拓展地热能产业链、优化能源结构具有积极意义。这口位于陕西省咸阳市宝石佳苑小区的地热井,井深3000米,井口水温约102摄氏度。供暖季时,地热水取上来后进行低负荷发电,同步提取地热水中的氦气,发电后的地热水再利用热交换进行供暖。非供暖季时,地热水全时段满负荷发电,并同步提取氦气,使用后地热水通过回灌井回注到原热储层再加热。据悉,这个项目通过“热电氨”一体化开发模式,形成了多元化的收益来源,每年可替代标煤4590吨,相当于减排二氧化碳12852吨,显著降低区域碳排放和空气污染物排放。

循环经济是以“减量化、再利用、资源化”为原则,通过实现低消耗、低排放、高效率的资源高效利用与循环利用,形成的一种经济增长模式。

在天津市东丽区,绿源公司通过循环经济,建成投运了国内首个垃圾焚烧发电厂余热梯级利用居民供暖项目。这个项目利用中节能垃圾发电厂和泰环垃圾发电厂的工业余热资源,采用中深层地热“梯级利用技术”,将发电厂循环水中的余热,输送至10余公里外的换热站内,满足了当地320万平方米的区域约4万户居民的供暖需求。仅此一项,每个供暖季可减少二氧化碳排放约9.33万吨。

……

从地热供暖到地热发电、从智慧建设到智慧运营再到装备制造,作为绿色地热能源全产业链引领者,绿源公司在低碳领域实现了创新突破:2015年推出国内首个地热供暖CCER方法学,成为联合国首个地热类方法学计算申请单位,并成功注册CDM项目,完成了碳排放国际交易的资质认证。此后,绿源公司依托地热能开发利用研究及应用推广中心、地热能源重点实验室、中冰地热技术合作中心、地热能源标准委员会等多个国家级与国际化科研平台,不断完善技术研发、标准制定、产业转化的创新体系。

雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。绿源公司将以习近平生态文明思想为指引,锚定“地热行业领先”目标,将“地热+”综合能源体系的技术创新融入“双碳”征程,拓展国际合作新版图,成为集设计、投资、运营、关键装备制造、核心技术研发等全产业链的引领者,在绿色发展的光明大道上,阔步前进。


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2025年, 第8期
刊出日期:2025.08
单月刊,1984年创刊
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主办单位:中国石油企业协会 中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
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