安廣鎮(zhèn)80萬平方米中深層地?zé)崮芄┡?xiàng)目建議書

第1章 概述
1.1項(xiàng)目背景
1.1.1項(xiàng)目名稱
大安市安廣鎮(zhèn)100萬平方米中深層地?zé)峁┡?xiàng)目。
1.1.2建設(shè)位置
吉林省白城市大安市安廣鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)。
1.1.3政策背景
地?zé)崮苁翘N(yùn)藏在地球內(nèi)部的熱能，具有儲量大、分布廣、綠色低碳、可循環(huán)利用、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，是一種現(xiàn)實(shí)可行且具有競爭力的清潔能源，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要能源保障之一。
國際能源署、中國科學(xué)院和中國工程院等機(jī)構(gòu)的研究報(bào)告顯示，世界地?zé)崮芑A(chǔ)資源總量為1.25×1027焦耳，折合約4.27×108億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，我國地?zé)豳Y源儲量豐富，約占全球地?zé)豳Y源總量的1/6，開發(fā)空間和潛力巨大。
2013年1月，國家能源局、財(cái)政部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合出臺的《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的指導(dǎo)意見》（國能新能〔2013〕48號）中，指出“根據(jù)地?zé)崮苜Y源特點(diǎn)和當(dāng)?shù)赜媚苄枰虻刂埔碎_展淺層地?zé)崮?、中層地?zé)崮芎蜕顚拥責(zé)崮艿拈_發(fā)利用。
2021年9月，國家發(fā)展改革委等聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見》（國能發(fā)新能規(guī)[2021]43號），指出各地方要深化地?zé)豳Y源勘查工作、積極推進(jìn)淺層地?zé)崮芾?、穩(wěn)妥推進(jìn)中深層地?zé)崮芄┡?、穩(wěn)妥推進(jìn)地?zé)崮馨l(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)等。到2025年，各地基本建立起完善規(guī)范的地?zé)崮荛_發(fā)利用管理流程，全國地?zé)崮荛_發(fā)利用信息統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測體系基本完善，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2020年增加50%；到2035年，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e力爭比2025年翻一番。
2022年8月，吉林省印發(fā)《吉林省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，指出吉林省地?zé)豳Y源豐富，要加快推進(jìn)地?zé)崮茉诠┡I(lǐng)域的應(yīng)用，鼓勵選擇“取熱不取水”技術(shù)開發(fā)利用中深層地?zé)豳Y源，因地制宜在全省工業(yè)園區(qū)、旅游景區(qū)、新建住宅區(qū)、政府性投資的公共建筑（辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院）等場景開展中深層地?zé)豳Y源采暖示范。大力發(fā)展電力清潔供暖，在長春、吉林、四平、白城和松原等電能替代試點(diǎn)示范基礎(chǔ)上，進(jìn)一步向其他市（州）推廣電力清潔供暖模式，加快傳統(tǒng)燃煤替代。
2022年9月，國家發(fā)改委等九部門印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，指出積極推進(jìn)中深層地?zé)崮芄┡评?，結(jié)合資源情況和市場需求，在北方地區(qū)大力推進(jìn)中深層地?zé)崮芄┡?，因地制宜選擇“取熱不耗水、完全同層回灌”或“密封式、井下?lián)Q熱”技術(shù)，最大程度減少對地下土壤、巖層和水體的干擾。探索新型管理技術(shù)和市場運(yùn)營模式，鼓勵采取地?zé)釁^(qū)塊整體開發(fā)方式，推廣“地?zé)崮?”多能互補(bǔ)的供暖形式。
1.1.4省內(nèi)工作背景
2022年1月，吉林省發(fā)展和改革委員會向省委、省政府上報(bào)《關(guān)于推進(jìn)干熱巖地?zé)峁┡ぷ髑闆r的報(bào)告》，指出吉林省干熱巖資源豐富且易于開采，以干熱巖為基礎(chǔ)的中深層地?zé)峁┡?xiàng)目解決吉林省煤炭資源緊張、改善冬季環(huán)境質(zhì)量的重要途徑之一，建議推進(jìn)實(shí)施干熱巖地?zé)峁┡痉俄?xiàng)目，受到了吉林省省委、省政府的極大重視。
2022年2月，吉林省省委、省政府提出要打造吉林“全域地?zé)崛龒{”。吉林省能源局，大安市委、市政府積極落實(shí)吉林省省委、省政府指示批示精神，結(jié)合“雙碳目標(biāo)”、以“推地?zé)帷⒈Ｃ裆?、促發(fā)展”為目標(biāo)，2022年5月確定啟動“中深層地?zé)峁┡?風(fēng)電多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目”，建設(shè)地點(diǎn)為吉林省白城市大安市大崗子鎮(zhèn)“精準(zhǔn)扶貧、異地搬遷”小區(qū)，供暖面積約15萬平方米。
2022年9月，經(jīng)公開優(yōu)選，大安市市委、市政府同意，由中國長江三峽集團(tuán)有限公司下屬中國三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司投資開發(fā)吉林省首個“中深層地?zé)峁┡?風(fēng)電多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目”。
1.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性
吉林省屬于嚴(yán)寒地區(qū)，冬季采暖熱源需求量大，當(dāng)前城市居民冬季集中供暖熱源主要來自發(fā)電廠的余熱，縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民冬季集中供暖熱源仍然通過熱力公司的燃煤鍋爐來解決，無論是發(fā)電廠預(yù)熱還是熱力公司的燃煤鍋爐，都是通過燃燒煤炭獲取熱量，是造成冬季空氣污染的主要源頭。同時(shí)，受吉林省煤炭資源緊張和環(huán)保政策的影響，吉林省熱力企業(yè)連年虧損，供熱質(zhì)量難以保障，民生供暖問題嚴(yán)峻。為響應(yīng)國家清潔能源供暖政策，當(dāng)前吉林省小面積地采取了可替代燃煤的熱源：燃油、天然氣、電鍋爐等，也有少數(shù)地區(qū)利用熱泵機(jī)組，但均存在一定弊端，不是長久之計(jì)。
吉林省西部松遼盆地，干熱巖資源儲備豐富且易于開采，尤其以松遼盆地的地質(zhì)條件為最佳，開發(fā)成功率高。以干熱巖為基礎(chǔ)的中深層地?zé)峁┡?xiàng)目具有“取熱不取水”、節(jié)能環(huán)保、應(yīng)用靈活、供熱穩(wěn)定和環(huán)境影響小等特點(diǎn)，是最適宜在吉林中西部地區(qū)推廣的冬季清潔供暖模式。

圖1吉林省中深層地?zé)豳Y源分布示意圖
1.受近期火山活動影響的地?zé)豳Y源區(qū)；2.高溫地?zé)豳Y源亞區(qū)；3.碳酸水資源亞區(qū)；4.東部山地隆起帶地?zé)豳Y源區(qū)，5.受活動斷裂構(gòu)造控制的地?zé)豳Y源亞區(qū)；6.不受活動斷裂構(gòu)造控制的地溫梯度低值亞區(qū)；7.西部平原沉降帶陸相碎屑巖地?zé)豳Y源區(qū)；8.沉降帶中心部位地溫梯度高值亞區(qū)；9.沉降帶邊緣地溫梯度低值亞區(qū)；10.大興安嶺隆起帶地?zé)豳Y源區(qū)；11.予測遠(yuǎn)景區(qū)類別；12.熱水鉆孔及編號；13.碳酸水鉆孔及編號；14.溫泉及水溫，15.碳酸泉；16.緯向構(gòu)造體系；17.北西向構(gòu)造；18.新華夏構(gòu)造體系；19.華夏式構(gòu)造體系；20.地?zé)岱謪^(qū)大區(qū)界限；21.地?zé)岱謪^(qū)亞區(qū)界限；22.遠(yuǎn)景區(qū)界限。
當(dāng)前，吉林省已經(jīng)大安市大崗子鎮(zhèn)“中深層地?zé)峁┡?風(fēng)電多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目”實(shí)例認(rèn)證技術(shù)可行，但由于中深層地?zé)崮茉趪鴥?nèi)仍處于探索階段，沒有形成規(guī)?；_發(fā)體系，面臨著“勘察精度較低、資源家底不清”，成本較高等問題，僅大崗子示范項(xiàng)目而言，相對全省實(shí)際情況還較為局限，需要開展進(jìn)一步研究示范，探索最適宜吉林區(qū)域推廣的中深層地?zé)崮荛_發(fā)技術(shù)和模式。
大安市安廣鎮(zhèn)100萬平方米中深層地?zé)峁┡?xiàng)目是吉林省推進(jìn)中深層地?zé)峁┡痉对圏c(diǎn)工作的延續(xù)，旨在研究不同深度、不同結(jié)構(gòu)的中深層地?zé)峋畬χ猩顚拥責(zé)峁┡到y(tǒng)的影響，進(jìn)而歸納、總結(jié)、形成區(qū)域中深層地?zé)峁┡淖罴褜?shí)施方案，達(dá)到降本增效、示范推廣目的，為“全域地?zé)崛龒{”提供先行、試行經(jīng)驗(yàn)。為全省乃至東北三省規(guī)?；茝V中深層地?zé)峁┡於ɑA(chǔ)。
第2章 供暖方案設(shè)計(jì)思路
2.1安廣鎮(zhèn)基礎(chǔ)情況
2.1.1供熱情況
安廣鎮(zhèn)位于吉林省白城市大安市中部，松嫩平原腹地，屬大安市管轄范圍內(nèi)，屬于大安市經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為保障安廣鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)居民供熱平穩(wěn)、提高供熱質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境，大安市政府于2022年對原有供熱公司和供熱設(shè)備、管網(wǎng)等進(jìn)行了收購、整合和改造新建。當(dāng)前，安廣鎮(zhèn)建有2座40噸鍋爐、鎮(zhèn)內(nèi)管網(wǎng)已完成更新改造，供熱設(shè)施完善，由政府進(jìn)行集中供熱，總供熱在網(wǎng)面積約80萬平方米，年耗煤約32000噸。
安廣鎮(zhèn)供熱費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按照大安市統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，即居民住宅供熱價(jià)格26.50元/㎡，非居民房屋供熱價(jià)格37.50元/㎡。
2.1.2氣象條件
項(xiàng)目所在地屬于大安市，大安市屬中溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，全年日照時(shí)數(shù)平均為3012.8小時(shí)，年平均氣溫4.3℃，年平均積溫2921.3℃，年平均降雨量413.7毫米。在《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》中，將我國劃分為五個熱工設(shè)計(jì)氣候分區(qū)，吉林大安市屬于嚴(yán)寒地區(qū)。
經(jīng)初步調(diào)研，當(dāng)?shù)貧庀筚Y料如下：
1.供熱天數(shù)：10月20日至次年4月10日，合計(jì)172天。
2.室內(nèi)外氣象參數(shù)：冬季室外供暖計(jì)算溫度-21.7℃，冬季室外空調(diào)計(jì)算溫度-25.3℃，采暖期室外平均溫度-8.6℃。
3.冬季室內(nèi)計(jì)算溫度：18℃。
4.平均熱負(fù)荷系數(shù)：K=（18-（-8.6））/(18-(-21.7))=0.67。
2.2設(shè)計(jì)熱負(fù)荷
本工程的熱負(fù)荷為居民住宅的冬季采暖熱負(fù)荷，依據(jù)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ34-2010）中采暖熱指標(biāo)推薦值如下表所示：

表1建筑物采暖熱指標(biāo)推薦表

注：1.表中數(shù)值適用于我國東北、華北、西北地區(qū)；
2.熱指標(biāo)中已包括5%的管網(wǎng)熱損失。
根據(jù)上述“建筑物采暖熱指標(biāo)推薦表”中的推薦值、安廣鎮(zhèn)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)負(fù)荷指標(biāo)調(diào)研推薦值，以及國家有關(guān)部門頒布的《小型節(jié)能熱電項(xiàng)目可行性研究技術(shù)規(guī)定》中推薦的計(jì)算公式，結(jié)合大安市冬季采暖基礎(chǔ)情況，同時(shí)綜合考慮居民生活需求等因素后，推薦安廣鎮(zhèn)項(xiàng)目的采暖綜合指標(biāo)為50W/㎡，80萬平方米面積+20萬平方米預(yù)留增容面積，共計(jì)100萬平方米面積。熱負(fù)荷合計(jì)約50000kW。

表2采暖供熱參數(shù)

第3章 區(qū)域資源及地?zé)峋醪揭?guī)劃方案
3.1松遼盆地地質(zhì)資源情況
3.1.1地層特征
松遼盆地是在東北地槽系海西褶皺帶合并基底的基礎(chǔ)上，經(jīng)燕山運(yùn)動重新發(fā)展起來的一個中、新生代大型斷坳盆地。松遼盆地的基底是古生代變質(zhì)巖系和火山巖，是中一新生代含油氣盆地，盆地的沉積蓋層主要有第四系、第三系、白堊系和侏羅系。地層從老至新劃分為：火石嶺組（J1hs）、沙河子組（K1sh）、營城組（K1yc）、登婁庫組（K1d）、泉頭組（K1q）、青山口組（K2qn）、姚家組（K2y）、嫩江組（K2n）、四方臺組（K2s）、明水組（K2m）、大安組（Nd）。按照地層由老到新分述。
3.1.2熱儲層條件
熱儲層主要指將熱聚集在一起的地層巖體或流體，也稱熱集體。根據(jù)地層是否含有地下水，熱儲層可分為水熱型熱儲和干熱型熱儲。根據(jù)相關(guān)研究總結(jié)，松遼盆地水熱型熱儲主要埋藏于登婁庫組、泉頭組、青山口組和姚家組地層，熱水溫度普遍在60℃以上，單井涌水量存在差異。中深層干熱型熱儲則分布于泥巖、砂巖及基底花崗巖中。干熱型地?zé)豳Y源由于地幔隆起和板塊擠壓等熱變形作用，地層中砂巖、泥巖受摩擦生熱等作用形成溫度較高的導(dǎo)熱體，砂巖、泥巖、基底花崗巖視地點(diǎn)不同、資源不同均為較好的干熱型熱儲。

圖2松遼盆地中深層地層綜合圖
3.2項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)資源情況
3.2.1項(xiàng)目區(qū)地理位置
安廣鎮(zhèn)位于大安市中部，地處松嫩平原腹地，被稱為“嫩江明珠”，地理中心坐標(biāo)為東經(jīng)123°45′59″，北緯45°35′26″，距離大安市中心直線距離約40公里，有高鐵線路、交通便利，屬中溫帶季風(fēng)氣候、四季分明，全年日照小時(shí)數(shù)平均為3012.8 小時(shí)，年平均氣溫4.3℃，年平均積溫2921.3℃，年平均降雨量413.7毫米。

3.2.3地溫梯度及熱儲層情況
1.地溫梯度及大地?zé)崃?br>（1）地溫梯度。地溫梯度又稱“地?zé)崽荻取薄暗責(zé)嵩鰷芈省?。指地球不受大氣溫度影響的地層溫度隨深度增加的增長率。一般埋深越深處的溫度值越高，以每百米垂直深度上增加的℃數(shù)表示。根據(jù)吉林中西部地溫梯度等值線圖，項(xiàng)目區(qū)域低溫梯度在3.5-4.0℃/100m左右。

圖4 吉林中西部地溫梯度等值線圖
圖6區(qū)域地溫隨深度分布預(yù)測圖
（2）大地?zé)崃鳌４蟮責(zé)崃饕喾Q“熱流密度”，簡稱“熱流”，是指單位面積、單位時(shí)間內(nèi)由地球內(nèi)部傳輸至地表，而后散發(fā)到太空去的熱量，是地殼或巖石圈深部熱狀態(tài)在地表的綜合量化表征。地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能，無時(shí)無刻不在向外釋放熱量。根據(jù)吉林中西部大地?zé)崃鞯戎稻€圖，盆地中心熱流值大于盆地邊緣的熱流值。熱流值高值區(qū)位于鎮(zhèn)賚縣東部、大安市北部、扶余市北部，大地?zé)崃髦荡笥?5MW/m2；熱流值低值區(qū)位于白城-通榆以西地區(qū)、長春四平以南地區(qū)，大地?zé)崃髦档陀?7MW/m2；其余地區(qū)的大地?zé)崃髦到橛?7-75MW/m2，均高于中國平均大地?zé)崃髦?60.4MW/m2。

圖5 吉林西部大地?zé)崃鞯戎稻€圖
2.熱儲層情況
通過安廣鎮(zhèn)鉆井取芯等資料、綜合安廣鎮(zhèn)的地溫梯度、大地?zé)崃鞯惹闆r，初步分析確定了項(xiàng)目區(qū)域三個主力地?zé)豳Y源產(chǎn)層的溫度特征。
（1）泉頭組。受構(gòu)造和其它因素的影響，泉頭組的埋深在2600m左右。在安廣鎮(zhèn)的西南部埋深比較深，埋深最大的地方達(dá)到了3000m。受泉頭組埋深和地溫梯度的影響，泉頭組的地層溫度分布，溫度分布趨勢與泉頭組地層埋深基本一致，溫度分布在90-110℃之間，在安廣鎮(zhèn)的西南部分溫度比較高，最高溫度可達(dá)到110℃，安廣鎮(zhèn)的東北部溫度偏低，在90℃左右。
（2）青山口組。受構(gòu)造和其它因素的影響，青山口組的埋深在2000m左右。安廣鎮(zhèn)的西南部埋深較深約2000m，在安廣鎮(zhèn)的北部，埋深最淺的地方只有1600m，青山口組的埋深受斷裂帶的影響比較大，埋深分布跨越很大。受青山口組埋深和地溫梯度的影響，青山口組的地層溫度分布趨勢與青山口組地層埋深基本一致，溫度分布在80℃左右。在安廣鎮(zhèn)的西南部分溫度比較高，最高溫度可達(dá)到80℃。
（3）姚家組。受構(gòu)造和其它因素的影響，姚家組的埋深埋深在1600m左右，在安廣鎮(zhèn)的東南部，埋深比較深，達(dá)約1900m，在安廣鎮(zhèn)的北部，埋深最淺的地方約1400m，姚家組的埋深受斷裂帶的影響比較大，埋深分布不均。受姚家組埋深和地溫梯度的影響，姚家組的地層溫度分布趨勢與姚家組地層埋深基本一致，在安廣鎮(zhèn)的東南部分溫度比較高，最高溫度可達(dá)75℃。
（4）嫩江組。受構(gòu)造和其它因素的影響，嫩江組的埋深在500-1400m左右，在安廣鎮(zhèn)的東南部，埋深比較深，達(dá)約1500m，在安廣鎮(zhèn)的北部，埋深最淺的地方約500m，嫩江組的埋深受斷裂等的影響比較大，埋深分布不均。受嫩江組埋深和地溫梯度的影響，嫩江組的地層溫度分布趨勢與嫩江組地層埋深基本一致，在安廣鎮(zhèn)的東南部分溫度比較高，最高溫度可達(dá)50℃，平均40℃。

3.3取熱工藝
向巖層中鉆進(jìn)一定深度的地?zé)峋ㄣ@至干熱巖段），通過中深層地埋管換熱器建立封閉式的井內(nèi)換熱系統(tǒng)，利用換熱介質(zhì)循環(huán)運(yùn)行將地下深處干熱巖的熱能導(dǎo)出、實(shí)現(xiàn)“取熱不取水”，再配合熱泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定供暖運(yùn)行。
1.中深層地?zé)峋?。目前地?zé)峋碇饕小爸本薄岸ㄏ蚓薄癓水平井”“水平對接U井”?！爸本薄岸ㄏ蚓便@井工藝簡單、易于施工、造價(jià)較低，但換熱能力受限；“L水平井”“水平對接U井”鉆井工藝較復(fù)雜、施工難度較大、成本較高，但換熱能力較高，根據(jù)國內(nèi)可參考數(shù)據(jù)，“L水平井”“水平對接U 井”雖然鉆井建設(shè)成本較高，但系統(tǒng)能夠提供的換熱量提升效益高于成本的增加，在區(qū)域地質(zhì)、地層、巖性允許的地方，通過該種鉆井方式可進(jìn)一步提高地?zé)峋臒嵝瘦敵觯档拖到y(tǒng)運(yùn)行成本。
2.井內(nèi)換熱系統(tǒng)。井內(nèi)換熱系統(tǒng)的關(guān)鍵在于中深層地埋管換熱器的形式，其取熱性能優(yōu)劣極大程度影響最終系統(tǒng)運(yùn)行效率，目前主要有同軸套管式及U型管式兩種型式。同軸套管對應(yīng)“直井”“定向井”“L水平井”使用，采用套管固井工藝封閉地?zé)峋⒃诰畠?nèi)安裝絕熱中心管，建立井內(nèi)換熱系統(tǒng)，低溫水從環(huán)狀間隙向井下流動，流動過程中吸收周圍巖體的熱量后溫度逐漸升高，到達(dá)底部后從中心管向上流出、實(shí)現(xiàn)換熱，特點(diǎn)是施工成本較低、換熱介質(zhì)循環(huán)阻力較小，但受井筒尺寸和換熱段長的限制換熱效率較低；U型管式對應(yīng)“水平對接U井”使用，通過套管固井后，冷水從一側(cè)注入，經(jīng)循環(huán)后從另一側(cè)抽出、實(shí)現(xiàn)換熱，特點(diǎn)是換熱效率高，但系統(tǒng)整體成本較高。
3.4規(guī)劃建設(shè)方案
本項(xiàng)目利用大安市安廣鎮(zhèn)的地?zé)豳Y源，建設(shè)可持續(xù)的深層地?zé)峁┡到y(tǒng)。主要建設(shè)深層地?zé)峋?、地面能源站、一次管網(wǎng)等工程，經(jīng)過深層地?zé)釗Q熱系統(tǒng)后的高溫水（100~120度）通過一次管網(wǎng)輸送至地面能源站，經(jīng)能源站一次換熱得到42度熱水向供暖管網(wǎng)輸送（主力熱源）。換熱后37度的低溫水可再經(jīng)過熱泵機(jī)組升溫后輸送供熱管網(wǎng)（主要用于調(diào)峰）。然后將換熱后的冷水注入地下與干熱巖進(jìn)行換熱，這樣循環(huán)進(jìn)行換熱工作，由熱源站通過管網(wǎng)不間斷地將熱量輸送的用戶，終端用戶可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供熱。

圖6 井場初步規(guī)劃布置圖
3.4.1中深層地?zé)峋?br>根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況初步規(guī)劃建設(shè)4個地下深層“U”型地下?lián)Q熱系統(tǒng)，共計(jì)8眼中深層地?zé)峋４怪鄙疃?000~3200m，水平換熱段總長＞12000m左右。每個換熱系統(tǒng)由2口井組成，即一注一采，每套井組為能源站提供約9MW的熱能，四套井組全部工作可連續(xù)不斷地向地面提供＞36MW的熱量。該系統(tǒng)再無需熱泵機(jī)組輔助的情況下能夠滿足北方冬季一般條件下的供暖需求，極寒天氣條件下（在36MW的地下熱能不足以用戶需求時(shí)）通過熱泵機(jī)4組4MW的組輔助加熱，此方式既可以滿足熱用戶的熱量需要，又可以節(jié)約工程建設(shè)投資以及降低能源站的電能消耗。
1.井身結(jié)構(gòu)
建設(shè)多點(diǎn)聯(lián)通井4組，每組由8口井組成，共計(jì)8口井。設(shè)計(jì)垂井深3000-3200m，設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)定向井為二開結(jié)構(gòu)，水平井為三開結(jié)構(gòu)。該換熱系統(tǒng)占地面積小，換熱效率高。并且為目前鉆井工藝技術(shù)完全支持的參數(shù)范圍內(nèi)。在達(dá)到為用戶提供清潔能源的同時(shí)可以為投資人獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖7 多點(diǎn)聯(lián)通井身結(jié)構(gòu)示意圖

換熱系統(tǒng)建設(shè)成本估算表       單位：萬元
序號	工程或費(fèi)用名稱	估算價(jià)值
		工程施工	設(shè)備購置	施工安裝	其他費(fèi)用	合計(jì)
1	地質(zhì)勘測費(fèi)用					350
1.1	項(xiàng)目勘察費(fèi)				110
1.2	項(xiàng)目設(shè)計(jì)費(fèi)				240
2	鉆井費(fèi)用					14600
2.1	設(shè)備搬遷費(fèi)	80
2.2	鉆井工程施工費(fèi)	13000
2.3	定向費(fèi)	420
2.4	測井費(fèi)	160
2.5	錄井費(fèi)	400
2.6	連通費(fèi)	420
2.7	井口裝置		120
3	工程全部費(fèi)用（1+2）					14950

圖8 對井連接“U”型井3維構(gòu)造示意圖
根據(jù)井溫計(jì)算公式：T=T0＋△T×（H-H0）/100，式中：
T-井底溫度（單位：℃）
△T-地溫梯度（取4℃/100m）
T0-恒溫帶溫度（單位：℃，取13℃）
H-井底深度（單位：m）
H0-恒溫帶深度（單位：m，取20m）
計(jì)算得出，項(xiàng)目井底理論溫度約100-120℃。
2.系統(tǒng)換熱參數(shù)
1）地?zé)崴苯永脽崃?br>Q1 = 600m3/h×（80℃—37℃）×1.163kw/（℃m3/h）=30005 .kw；
2）利用熱泵機(jī)組繼續(xù)提取熱量（COP = 4.5）
Q2 = 600m3/h×（37℃—10℃）×1.163kw/（℃m3/h）×（1+1/COP）=23027 .kw
3）機(jī)房能夠提供的供熱能力
Q = Q1＋Q2 =30005 kw＋23027kw = 53032.kw
總制熱量大于設(shè)計(jì)負(fù)荷，所以，方案可行。
* 地?zé)崴紫冗M(jìn)入熱源站一次換熱，然后37度水進(jìn)入熱泵系統(tǒng)做二次利用。
3.4.2地面能源站
根據(jù)供暖面積和中深層地?zé)峋疅嶝?fù)荷，初步規(guī)劃建設(shè)4座地面能源站，每座能源站支撐25萬平方米供熱面積，站內(nèi)主要安裝水源熱泵和空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，設(shè)置遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)少人值守、無人值守。
3.4.3管網(wǎng)鋪設(shè)
新建中深層地?zé)峋恋孛婺茉凑鹃g1次管網(wǎng)總計(jì)10公里，能源站至用戶端二次管網(wǎng)利用原有市政管網(wǎng)。
第4章 投資匡算及財(cái)務(wù)評價(jià)
4.1投資匡算
4.1.1匡算范圍
本工程投資匡算范圍包括中深層地?zé)峋こ?、一次管網(wǎng)工程、供熱站工程設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的建筑工程費(fèi)、安裝工程費(fèi)、設(shè)備購置費(fèi)和其他費(fèi)用。
4.1.2編制依據(jù)
1.《市政工程設(shè)計(jì)概算編制辦法》（建標(biāo)[2011]1號文）。
2.工程所在地的相關(guān)規(guī)定。
3.2023年3季度價(jià)格水平。
4.《國家發(fā)展改革委員會關(guān)于降低部分建設(shè)項(xiàng)目收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范收費(fèi)行為等有關(guān)問題的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2011〕534號），
《基本建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)成本管理規(guī)定》（財(cái)建[2016]504號）等國家行業(yè)投資指導(dǎo)性文件。
參照上述依據(jù)，并結(jié)合當(dāng)?shù)仡愃乒こ痰母蓬A(yù)算價(jià)格確定本工程的計(jì)價(jià)方式。
4.1.3投資匡算結(jié)果
工程靜態(tài)總投資24000萬元，折合單位平方米投資強(qiáng)度為240 元/平方米，其中鉆井工程14600萬元、供熱站工程6200萬元、供熱管網(wǎng)及其他3200萬元，具體情況如下。
4.2財(cái)務(wù)評價(jià)
項(xiàng)目建設(shè)總工期為8個月（含前期物探及地質(zhì)勘察），系統(tǒng)使用壽命原則為50年。建設(shè)資金來源為資本金和銀行貸款，資本金占固定資產(chǎn)投資的20%，其余的資金由銀行貸款，銀行貸款償還期為13年，寬限期為1 年，寬限期后每年按貸款等額還本利息照付。
4.2.1總投資及成本費(fèi)用
1.總投資
項(xiàng)目靜態(tài)總投資24000萬元。
2.總成本費(fèi)用
項(xiàng)目總成本費(fèi)用主要由折舊費(fèi)、材料費(fèi)及運(yùn)行維修費(fèi)、工資及福利費(fèi)、利息支出和其他費(fèi)用等組成。
2.1.連通換熱供暖項(xiàng)目建設(shè)與運(yùn)行成本估算
表4 項(xiàng)目建設(shè)成本估算表

換熱系統(tǒng)建設(shè)成本估算表       單位：萬元
序號		工程或費(fèi)用名稱	估算價(jià)值
			工程施工		設(shè)備購置		施工安裝		其他費(fèi)用		合計(jì)
1	熱力站房建筑費(fèi)用											2200
1.1	勘察費(fèi)設(shè)計(jì)									60
1.2	項(xiàng)目施工總包費(fèi)									2120
2	熱力站房設(shè)備及安裝費(fèi)用											4000
2.1	設(shè)備費(fèi)			2800
2.2	工程施工費(fèi)			1200
3.	供熱主管網(wǎng)費(fèi)用											2100
4.	其它費(fèi)用											750
5		工程全部費(fèi)用（1+2+3+4）									24000

地面換熱站建設(shè)成本估算表
根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際供暖滿足100萬平米建筑面積。其中60%由深層換熱系統(tǒng)一次換熱完成，剩余40%由熱泵（調(diào)峰）完成。40萬平米由熱泵機(jī)組承擔(dān)。整體外包65元/平米。即泵房總建設(shè)成本780萬元。
3.系統(tǒng)運(yùn)營成本分析
按單獨(dú)系統(tǒng)供暖運(yùn)行每供暖季每平米<14元。
表5 系統(tǒng)運(yùn)行成本預(yù)算表

名  稱	裝機(jī)功率(kW)	運(yùn)行率	金  額	備  注
供熱系統(tǒng)輸送功率	400	100%	982800.00	6個月
熱泵制熱系統(tǒng)功率	2800	40%	3144960.00	6個月
系統(tǒng)運(yùn)行管理		100%	5000000.00	年
設(shè)備運(yùn)行維保		100%	6400000.00	年

（1）折舊費(fèi)。折舊年限取20年，殘值0，采用年限平均法折舊費(fèi)計(jì)算，20年到期后以固定資產(chǎn)原值的2%計(jì)算拆除費(fèi)用。
（2）材料費(fèi)及運(yùn)行維修費(fèi)。電費(fèi)約1000萬元/年、運(yùn)行維 護(hù)費(fèi)約150萬元/年（含水費(fèi)）、不可預(yù)見費(fèi)50萬元/年，合計(jì)約1200萬元/年。（3）工資及福利費(fèi)。15人，每人每年綜合工資15萬元，合計(jì)225萬元/年。
（4）保險(xiǎn)費(fèi)。保險(xiǎn)費(fèi)取固定資產(chǎn)凈值的0.25%。
（5）攤銷費(fèi)。攤銷費(fèi)包括無形資產(chǎn)和其他待攤銷費(fèi)用的攤銷，本計(jì)算暫不考慮。
（6）利息支出。利息支出為運(yùn)行期應(yīng)從成本中支付的借款利息，固定資產(chǎn)投資借款利息依各年還貸情況而不同。
4.2.3年?duì)I業(yè)收入及稅金
1.年?duì)I業(yè)收入
大安市集中供暖的取暖費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前為居民26.5元/平方米、非居民37.5元/平方米，鄉(xiāng)鎮(zhèn)常駐人口以居民居多，按地方居民供暖費(fèi)用26.5元/平方米計(jì)算，年取暖費(fèi)收入為2120萬元（含稅）。
2.稅金
（1）增值稅 根據(jù)《財(cái)政部稅務(wù)總局關(guān)于延續(xù)供熱企業(yè)增值稅房產(chǎn)稅城鎮(zhèn)土地使用稅優(yōu)惠政策的通知》(財(cái)稅〔2019〕38號)和《財(cái)政部稅務(wù)總局關(guān)于延長部分稅收優(yōu)惠政策執(zhí)行期限的公告》(財(cái)政部稅務(wù)總局公告2021年第6號)，“三北”地區(qū)供熱費(fèi)免征增資稅延期到2023年供暖期結(jié)束。結(jié)合項(xiàng)目計(jì)劃投產(chǎn)時(shí)間，根據(jù)稅收政策，該項(xiàng)目增值稅取9%，
（2）銷售稅金附加 銷售稅金附加包括城市維護(hù)建設(shè)稅和教育費(fèi)附加（含國家和地方教育費(fèi)附加），以增值稅稅額為基礎(chǔ)計(jì)征，稅率分別取5%和5%。
（3）所得稅 所得稅按照25%的稅率征收。
4.2.4經(jīng)濟(jì)性評價(jià)結(jié)果
根據(jù)上述情況，經(jīng)計(jì)算項(xiàng)目全部投資內(nèi)部收益率（所得稅后）不滿足企業(yè)投資標(biāo)準(zhǔn)?？紤]企業(yè)投資要求、結(jié)合吉林省能源政策情況，針對“中深層地?zé)崮?風(fēng)電”多能互補(bǔ)開發(fā)形式做了進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)性分析。經(jīng)不低于16萬千瓦的風(fēng)電項(xiàng)目互補(bǔ)開發(fā)后，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可行。
表6 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)測算表

第5章 結(jié)論及建議
5.1結(jié)論
1.中深層地?zé)峁┡啾葌鹘y(tǒng)燃煤供暖不消耗煤炭，不排放任何廢氣、廢液、廢渣，同比減少84%以上二氧化碳排放量，節(jié)能減排效果顯著，是解決吉林省吉林省冬季用煤緊張局面、提高環(huán)境空氣質(zhì)量、降低環(huán)境碳排放強(qiáng)度，優(yōu)化土地要素供給、改善群眾居住環(huán)境的重要途徑，是最適宜在吉林中西部地區(qū)推廣的冬季清潔供暖模式。
2.工程緊扣大安市“12345”高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)施后，將實(shí)現(xiàn)大安市安廣鎮(zhèn)80萬平方米燃煤供暖綠能替代，助力大安市綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，同時(shí)為“全域地?zé)崛龒{”提供先行、試行經(jīng)驗(yàn)，為全省乃至東北三省規(guī)?；茝V中深層地?zé)峁┡於ɑA(chǔ)，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3.中深層地?zé)崮墁F(xiàn)階段尚不具備單獨(dú)開發(fā)條件，需一段類同于新能源電力行業(yè)的發(fā)展階段：經(jīng)深入示范研究探索出適宜區(qū)域開發(fā)的模式后，中深層地?zé)崮軐⒕邆湟?guī)?；l(fā)展的理論條件，屆時(shí)將會有大量企業(yè)嘗試開發(fā)推廣，從而促進(jìn)鉆井行業(yè)、暖通系統(tǒng)設(shè)置集成等配套服務(wù)行業(yè)技術(shù)革新，從而在源頭端降低成本。以上述源頭降本為基礎(chǔ)，運(yùn)營期用能（電能）經(jīng)新能源電力自發(fā)自用互補(bǔ)后，將具備獨(dú)立商運(yùn)條件。
5.2建議
1.鑒于現(xiàn)階段單一中深層地?zé)峁┡?xiàng)目難以滿足企業(yè)投資收益指標(biāo)要求，建議繼續(xù)以“中深層地?zé)峁┡?風(fēng)電”多能互補(bǔ)形式開發(fā)。
2.考慮到項(xiàng)目將進(jìn)行多井型、多深度示范，為保障民生供暖穩(wěn)定，建議安廣鎮(zhèn)80萬平方米中深層地?zé)峁┡?xiàng)目配套開發(fā)至少20萬千瓦保障性風(fēng)電項(xiàng)目。
3.中深層地?zé)峁┡?xiàng)目主要難度工藝在于中深層地?zé)峋@探，中深層地?zé)峋@探需要有大量的區(qū)域地質(zhì)資料和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)做支撐，建議項(xiàng)目選擇有成功實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)業(yè)主，以保證項(xiàng)目能夠順利實(shí)施，發(fā)揮進(jìn)一步示范探索作用。