一、成果简介：

本技术是地热取热系统结合储热系统、回灌系统、梯级利用系统的综合应用技术，该技术形成的潮汐式地热能技术的设计配置方法及对应数学模型，以及基于该技术形成的地热能项目设计仿真与技经分析一体化软件，能够实现地热标准化方案负荷计算、配置设计、投资概算、经济性分析、回灌能力评估、报告输出等功能。提升了预可行性研究的科学性，可以实现快速化、标准化、模块化项目设计，有利于提高项目的综合经济性。本项目开发的一体化软件为实现地热+多能互补系统“高效利用、经济回灌”的路径优化提供了支撑，对中深层地热能供暖系统规模化开发和应用提供了支持。

本技术已经用于河北衡水砂岩水热型地热能供暖系统。该系统自2018年供暖季启动运行，运行2年稳定可靠，效果良好。为保障裘皮新城东区4万平米公建、住宅和学校等单位的供暖提供了可靠、经济、清洁的解决方案，单井供热面积扩大了24%，经济、社会效益显著。潮汐式地热技术系统简单，可以进一步在地热能供暖的公建类建筑中大规模推广应用，可能降低调峰投资和运行成本降低40%以上，具有很好的商业价值；梯级利用技术和尾水回灌技术在砂岩回灌地热能多能互补供热系统中广泛应用。仿真设计与技经分析一体化软件可以为地热能供暖项目前期论证提供支持，简单改进后可以用于更广泛的“地热+”项目开发和综合智慧能源系统。

2020年，经过中国电机学会鉴定委员会认为，项目研究成果总体居国际先进水平，其中，基于地热耦合储热的地热能供热削峰填谷运行策略及其工程应用达到国际领先水平。

中深层地热耦合储热供热关键技术项目应用案例（河北衡水某小区供热能源站）

潮汐式地热能储热装置

二、技术优势及性能指标：

目前国际上正在应用层面推广的中深层水热型地热供暖系统大多采用1:1对井方式，通过板式换热器结合热泵进行地热能的利用，在“以灌定采”的边界约束下，地热井利用率不高，投资收益率低。本项目建立的地热能高效利用技术以用热需求为导向，以资源为边界，开展系统级设计优化，确保100%回灌的情况下给出最佳解决方案。基于自主知识产权的中深层地热能耦合储热供热关键技术，国家电投集团科学技术研究院有限公司在河北衡水市枣强县建设的地热能高效技术试验项目。试验数据显示，通过中深层地热能耦合储热供热关键技术，可以实现单井供热面积提高24%以上；地热尾水回灌率达100%。相比国内外其他同类项目，单井供热面积得到大范围扩大、地热尾水实现经济高效回灌。

三、所属领域：

综合能源系统方向：能源互补技术、能源供应技术

综合能源服务方向：清洁能源服务技术

四、成熟度：

产业化阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

当前地热市场已进入快速扩张期，地热能清洁供热技术发展切合污染防治、清洁供暖需求，更是十九大以来能源发展方向，完全符合十九大关于构建清洁低碳、安全高效的能源体系需求。引领技术创新，产业结构升级是未来地热技术的发展方向。截止2015年底，全国浅层地热能供暖/制冷面积已达到3.92亿平方米。水热型地热供暖主要集中在我国北方的大中城市，全国水热型地热供暖面积已超过1.02亿平方米。2017年先后发布《地热能开发利用“十三五”规划》、《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》，对未来一段时间的地热能市场描绘了美好的蓝图。地热能作为未来的一种可规模化开发的潜在能源，正逐步获得我国政府的青睐，将成为我国能源开发领域的蓝海。

中深层地热供热系统的初投资主要包括建设工程费（设备购置费、建筑工程费、安装工程费）、工程建设其他费、预备费、流动资金、建设期利息等。其中地热井打井成井费用约为总投资的60%以上，剩余的初投资大部分为板式换热器、水源热泵、循环水泵、电气系统等工程建设费。

系统初投资成本与地热资源丰富程度密切相关，在华北平原地热资源丰富的地区，根据地热资源条件的不同以及热负荷指标的差异，传统中深层地热的单位供热面积（住宅小区）的投资成本约100～180元/m²。利用中深层地热能耦合储热供热关键技术的初投资还会进一步大幅降低。在京津冀豫等地热资源丰富区，地热供暖的经济效益显著，具备很强的市场竞争力。本技术可以提高地热能利用率，从而降低取水量，减少矿产资源税支出；结合峰谷差电价机制，也可进一步降低电费，有效降低中深层地热供热系统运行成本，提高系统经济效益。在公建类负荷供暖系统中，潮汐式地热能技术与燃气锅炉调峰相比，增量部分初投资和运行成本均低40%以上，在对应领域有很好的推广价值。