咸阳地热资源开发迈向深层次 "热电氦"联产模式开启多元利用新局面

问题:能源转型与产业升级背景下,城市供热亟需降低对化石能源的依赖、减少排放;同时,氦气作为航空航天、半导体、低温工程等领域的关键原料,长期存在对外依存度较高、供应链易受外部因素影响等挑战。如何在提升清洁供热保障能力的同时,拓展战略资源供给渠道,成为资源型城市探索高质量发展的重要课题。 原因:咸阳所在的关中地区地热资源条件较好,地热供暖已形成较成熟的民生应用。数据显示,咸阳地热供暖面积超过2050万平方米,占全市供暖总面积32%以上,地热能正从“补充热源”逐步走向“重要支撑”。更值得关注的是,科研与企业在深部地热水中发现水溶性氦气此“伴生资源”,渭河盆地对应的资源呈现分布广、品位高、储量潜力大的特点,远景资源量估算超过300亿立方米,为探索自主可控的氦气供给提供了基础。叠加外部市场波动与进口不确定性上升,地方与企业加快向“资源综合利用”要增量、向“技术创新”要效率。 影响:一上,地热供暖运行稳定、清洁特征突出,有助于优化城市供热结构、提升冬季民生保障水平,并区域减污降碳中发挥作用。以沣柳国际小区为例,地热供暖投用后室内温度长期保持在舒适区间,显示出深层地热在城市端应用的可行性与可靠性。另一上,将氦气提取纳入地热开发链条,使“单一供暖”转向“多重产出”,推动地热产业从传统热利用迈向更高附加值环节,形成“能源—资源—产业”联动。相关先导试验表明,通过协同开发,地热水抽采后可先进行高品位热能发电,降温后的热水再用于建筑供暖,并进入装置分离氦气,实现“一水多用”。据项目测算,该示范可实现年发电量约70万千瓦时、年提取氦气约1300立方米,并为周边约17万平方米建筑供暖,综合效益更加清晰。 对策:从“能不能提”到“能否经济高效提”,技术路线选择决定产业化进程。传统深冷法能耗高、成本压力大,难以匹配从地热水中获取氦气的工况需求。为突破瓶颈,企业联合科研机构攻关,形成“膜分离+变压吸附耦合”的常温常压物理分离工艺:先利用不同气体分子通过膜材料速率差异实现初步分离,再通过变压吸附提纯,使氦气纯度达到99.999%。随着三普2号井等项目验证工艺可行性,水溶性氦气开发迈出关键一步。此基础上,咸阳推动建设全国首个“热电氦”联产先导试验项目,通过流程优化提升地热资源全链条利用效率,降低能耗与资源浪费。近期,深层地热全国重点实验室关中盆地地热多资源协同开发试验基地落地咸阳,也为成果转化、工程验证与标准体系建设提供支撑。 前景:从更大范围看,地热在我国能源结构中的定位正由“区域性热源”向“可规模化开发的清洁能源体系组成部分”延伸。咸阳的探索表明,地热开发不应止于供暖,还可围绕“热—电—气—矿化物”等多资源协同挖潜,形成因地制宜的“地热+”应用组合。下一步,产业化推广仍需在资源评价精细化、工程运维安全、回灌与生态约束、经济性测算,以及与电网和供热管网协同诸上持续完善。随着试验基地运行和示范项目迭代,咸阳有望可复制的技术路径、管理模式与产业链培育上沉淀经验,为同类盆地和资源产区提供参考,并在保障战略资源供给、推进绿色低碳转型中释放更大潜力。

咸阳的实践提出了一个现实命题:在碳中和背景下,传统能源城市的转型既需要技术进步,也需要发展思路的更新。当“地热”从单纯的取暖热源拓展为可承载战略资源的开发对象,从单一利用转向系统化综合利用,“一水三用”的路径既回应了绿色发展的要求,也为资源型城市探索高质量发展提供了可借鉴的方向。随着关键技术持续突破,地热产业有望在我国能源安全与低碳转型中发挥更重要作用。