建設(shè)中國式現(xiàn)代化河北場(chǎng)景,河北提出要建設(shè)清潔高效多元支撐的新型能源強(qiáng)省。
地?zé)崮茏鳛橐环N清潔低碳能源已納入“中國碳中和框架路線圖研究”路線中,對(duì)于河北建設(shè)新型能源強(qiáng)省別具意義。
河北省地球物理勘查院(河北省淺層地?zé)崮苎芯恐行模┳?008年起就開始了省內(nèi)開展淺層地?zé)崮苷{(diào)查評(píng)價(jià)工作。15年來,該院開展了大量戰(zhàn)略性、前沿性的淺層地?zé)崮軕?yīng)用基礎(chǔ)研究,推動(dòng)一系列關(guān)鍵技術(shù)取得突破,為河北建設(shè)新型能源強(qiáng)省,乃至為我國淺層地?zé)崮芨咝?、可持續(xù)、大規(guī)模開發(fā)利用提供了科技支撐。
提前謀劃,在能源變革中下好先手棋
河北省物勘院從2008年開始,陸續(xù)在省內(nèi)開展淺層地?zé)崮苷{(diào)查評(píng)價(jià)工作,到2020年已陸續(xù)參與了省內(nèi)11個(gè)設(shè)區(qū)市及部分縣城城區(qū)的調(diào)查評(píng)價(jià)工作。
省物勘院正在開展淺層地?zé)釋?shí)驗(yàn)。
作為成果之一,其集體參編的《河北省淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用試驗(yàn)研究報(bào)告》,對(duì)河北淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用區(qū)劃、利用模式等提出了建議。
同時(shí),15年來,省物勘院聚焦淺層地?zé)崮芨咝ч_發(fā)利用技術(shù),在地埋管換熱器換熱能力、低成本鉆孔技術(shù)、地質(zhì)環(huán)境等核心技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)域上開展了一系列研究,提出地埋管換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)的方向和數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)方法,實(shí)現(xiàn)了一系列突破,獲得了多項(xiàng)核心專利技術(shù)。
該院創(chuàng)造性地研發(fā)出了“套管式地埋管”和“增強(qiáng)型單孔循環(huán)”兩種新型地下?lián)Q熱方式。
其中,前者是通過改變地埋管的結(jié)構(gòu)方式,使其較常規(guī)U型地埋管提升了4倍換熱功率。
地埋管深度測(cè)量裝置。
后者則實(shí)現(xiàn)了“取熱不取水”,一舉解決了以往“只采不灌”方式導(dǎo)致的地下水位下降、地表熱污染和化學(xué)污染等一系列環(huán)境問題。同時(shí),節(jié)省了占地面積,為城市建筑密集區(qū)開發(fā)利用淺層地?zé)崮芴峁┝死碚摷夹g(shù)支撐,填補(bǔ)了河北省深孔換熱技術(shù)領(lǐng)域空白,部分成果達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。
以此技術(shù)為主體的《淺層地?zé)崮苜Y源高效開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》項(xiàng)目,還榮獲河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。如今,該項(xiàng)研究成果已經(jīng)在京津冀地區(qū)多個(gè)中大型工程中應(yīng)用。
此外,物勘院還自主研制了熱響應(yīng)測(cè)試儀、大功率熱響應(yīng)測(cè)試儀、地埋管深度溫度監(jiān)測(cè)儀等大一批應(yīng)用于地?zé)?、淺層地?zé)崮茴I(lǐng)域的前沿儀器設(shè)備??蒲袌F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人梅新忠介紹,這些技術(shù)和設(shè)備已在河北多地使用,效果良好。
強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,為國家重大戰(zhàn)略落地奠定基礎(chǔ)
省物勘院不斷加強(qiáng)與其他科研單位合作,開展了大量具有戰(zhàn)略性、前瞻性的科學(xué)研究。
在大興國際機(jī)場(chǎng)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū),與北京地?zé)嵩汉献鹘ㄔO(shè)了封閉式單井循環(huán)地下?lián)Q熱系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)臺(tái),利用自有專利技術(shù),開展了多種換熱試驗(yàn),為評(píng)價(jià)該區(qū)域地?zé)豳Y源在不同開采方式下的開發(fā)利用效率等提供了科學(xué)依據(jù)。
在雄安新區(qū),與三峽集團(tuán)合作提出了“地?zé)?”多能互補(bǔ)方案,為雄安新區(qū)建成“綠色智慧新城”提供了可靠的科技支持。
著眼前沿,用智能化賦能淺層地?zé)衢_發(fā)
近年來,物勘院不斷探索用智能化、數(shù)字化為淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用賦能,研制出淺層地溫監(jiān)測(cè)傳感器串,建立了淺層地?zé)崮茏詣?dòng)化監(jiān)控信息平臺(tái),可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)淺部地層原始地溫、進(jìn)出水溫度、能耗等多項(xiàng)數(shù)據(jù),獲取淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用過程中對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響程度和規(guī)律,目前已在廊坊市淺層地溫監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)以及京津冀多個(gè)地源熱泵工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
省物勘院開發(fā)的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
此外,目前尚在申報(bào)省級(jí)研究中心的淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)產(chǎn)學(xué)研基地建設(shè)項(xiàng)目,是物勘院針對(duì)淺層地?zé)崮芗墒綌?shù)字化平臺(tái)的又一探索。該項(xiàng)目將建成為一個(gè)集教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、技術(shù)研發(fā)、技術(shù)集成應(yīng)用等多方面功能為一體的綜合性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。
直面難題,突破嚴(yán)寒地區(qū)冬季地?zé)崮苋∨款i
省物勘院對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)煤改可再生能源、農(nóng)村地區(qū)清潔供暖改造等課題展開研究,攻克了常規(guī)分布式地源熱泵系統(tǒng)在嚴(yán)寒地區(qū)無法應(yīng)用的難題。
高寒地區(qū)平均溫度低,常規(guī)地源熱泵系統(tǒng)受到限制,嚴(yán)重制約了煤改清潔能源工作的推進(jìn)。物勘院瞄準(zhǔn)這一問題,研制出地埋管防凍裝置,用于解決小型地源熱泵機(jī)組防凍成本高的問題。
張家口沽源縣小紅石砬村、張家口市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)二臺(tái)子村、承德市哈里哈村等多個(gè)村落率先試用,經(jīng)測(cè)試,其節(jié)能效果顯著、建造成本低、維修也方便。