日前,自然资源部中国地质调查局宣布,在中国地质调查局水文地质环境地质研究所与中国科学院广州能源研究所合作下,我国最长的4200米重力热管采热试验装置在雄安新区试验获得成功。应用这一新型高效采热技术,可在中深层地热开采中构建地热能“无泵式”开采模式。

    热管又称“热超导体”,是目前所知最有效的传热元件,可实现近零温差长距离热传输。在地热开发领域,重力热管开采浅层地热能用于道路融雪、农业大棚升温等方面已有成功案例,但受长度和直径比值过大等结构制约,在中深层地热利用方面进展缓慢。

    为破解这一技术难题,中国地质调查局水文地质环境地质研究所与中国科学院广州能源研究所合作,攻克超长重力热管采热循环过程中难以维持真空、汽液流动阻力过大等问题,创新研制了4200米重力热管采热试验装置,首次创新采用氨介质进行循环采热,实现地热能由井底到地面的长距离输运。

    与传统的中深层地热能开采技术相比,超长重力热管采热无需抽取地下热水,可实现地热能的“取热不取水”“无泵式”开采。与常用的深地埋管井下换热相比,采热效率提高3倍。在雄安新区为期3个月的现场采热试验显示,单井短时采热功率可达1.3兆瓦,平均采热功率800千瓦,长期稳定运行可支撑供暖面积超2万平方米。

    近年来,中国地质调查局把服务京津冀协同发展战略和雄安新区建设作为重大政治任务,持续支撑雄安新区地热能勘查开发工作。在提交雄安新区4000米以浅地热资源空间分布等成果后,瞄准打造雄安新区地热开发利用样板目标,中国地质调查局积极探索超长重力热管等新型高效采热技术的研发并获得成功,为进一步支撑雄安新区地热能高效开发利用打下坚实基础。下一步,中国地质调查局将不断完善重力热管采热技术,进一步降低勘查开发成本,加速推进该项技术科学规范化应用,为雄安新区高标准建设高质量发展贡献力量。