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祝贺!这项浅层地热能技术及应用成果获省最高科技一等奖

日期:2020-03-23    来源:地热能网

国际新能源网

2020
03/23
15:58
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关键词: 浅层地热能 地热能资源 建造运维一体规模化

近日,江苏省科学技术厅发布了2019年度江苏省科学技术奖获奖名单。江苏省科学技术奖是江苏省科技领域最高级别的奖项,旨在奖励在省内科学技术活动中作出突出贡献的单位和个人。获奖名单中,南京大学地球科学与工程学院李晓昭教授牵头项目“浅层地热能高效可持续开发关键技术及应用”获得2019年度江苏省科学技术奖一等奖。

2004年以来,在国家自然基金、相关调查规划、科技攻关、国际合作等项目持续资助下,历经10余年研究探索,项目主要创新性成果包括:创新的理论、装备与评估方法,推动资源禀赋精细识别与因地制宜高效开发;解决了能源地下结构理论难题,突破中国城市建筑密集的浅地热开发制约;研发关键技术与开发模式,实现浅层地热能资源规模化、高效可持续开发。

据悉,该项目成果已成功运用于40余个项目,支撑了多个城市及省域浅层地热能调查规划,大型试验与观测系统,成为国家与省市调查推广计划示范基地。并建立了浅层地热能开发诱发冷热堆积等典型效应的试验观测基地,主持编制了首部浅层地热能开发利用地质环境监测规范,研发了预测模拟系统和关键调控技术,为浅层地热能稳定、可持续开发奠定了技术基础。

本项目成果中大型开/闭式水源热泵系统开创性技术探索,支撑了多项示范工程和重大项目:大型闭式水源热泵系统模块化设计方法与施工技术的成功应用,实现了有限水域规模化冷热提取,成为住建部示范项目。机组改进+智能泵送与温差控制+蓄能系统等系列技术,开创了大规模江水源供冷热,并成功实现了低温(仅6℃)、100%无辅热的大规模取热。另外,浅层地热能建造运维一体规模化开发模式与关键技术推广应用效果显著。示范园区 25 年使用期投资运行成本可节省 23.3%,荣获建筑节能示范区称号和全国绿色建筑创新奖。

经国内国外院士专家鉴定,该项目总体达国际先进水平、核心理论技术国际领先。本研究获专利32项(发明10项)、软件著作权7项,主/参编工法2项、标准4部,发表论文40 篇。

记者了解,此次荣获2019年度江苏省科学技术奖一等奖的“浅层地热能高效可持续开发关键技术及应用”项目由南京大学、中国地质科学院、山东亚特尔集团股份有限公司、南京丰盛新能源科技股份有限公司、苏交科集团股份有限公司、南京吉坦工程技术有限公司、江苏省有色金属华东地质勘查局、山东大学共同完成。

“浅层地热能高效可持续开发关键技术及应用”主要创新性成果:

(1)创新理论、装备与评估方法,推动资源禀赋精细识别与因地制宜高效开发:突破目前多孔介质热物性模型假设,揭示了土体成因与内在结构对其宏观热物性影响机理;提出了关键换热地层与换热器理想埋深概念,研发了分层热物性与换热能力计算方法并测试系统;开发了首套浅层地热能资源评估系统。应用于国家、地方多个城市调查计划及重大工程,识别出不同区域优势资源禀赋与理想地层,为因地制宜高效开发提供了理论技术支撑。

(2)解决能源地下结构理论难题,突破中国城市建筑密集的浅地热开发制约:中国城市建筑密度高,传统地埋管技术没有足够场地打孔。利用地下结构提取地热能,可不打或少打孔,但其诱发地下结构承载力变化是国际挑战性难题。研发了能源地下结构综合试验平台,通过大尺度模型与原位试验揭示了其荷载传递、结构与围岩相互作用机理,提出了能源地下结构热力耦合内力计算方法,改进了能源地下结构换热效率与施工技术,拓展了建筑密集区浅层地热能开发潜力。

(3)研发关键技术与开发模式,实现浅层地热能资源规模化、高效可持续开发:针对大量系统性能逐年恶化、环境效应不断涌现的严峻问题,识别出九种典型浅层地热能开发诱发的环境效应影响模式,建立了近似动态地埋管冷热堆积预测计算方法,开发了地源热泵优化设计软件系统,主编了首部《浅层地热能开发利用地质环境监测规范》;通过热湿解耦末端处理技术实现了高能效开发与高品质供给;形成开式系统尾水处理与闭式系统水域抛管技术,通过机组改进、智能泵送与温差控制、热泵与蓄能结合实现了无需补热的低温取热和大规模输运能损降低,开创大型江水源热泵系统应用;探索建造运维一体的规模化开发模式与技术,降低成本并大大提高运行效率与资源利用率。


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