12月1日,在德城区水文家园小区,一眼运行28年的地热井,依然源源不断地向居民家中送暖。这眼“长寿井”见证了德州市地热清洁能源可持续开发利用的探索与突破,更是山东省地矿局第二水文队在地热能开发利用领域“走在前”的标志。
今年是山东省地矿局第二水文队建队50周年。50年来,第二水文队立足德州、建设德州,充分发挥地热研究专业优势,不断推动行业规范与技术革新,取得了骄人的成绩。
创新不辍,打出全省首眼供暖地热井
德州地热资源丰富,已探明地热资源总储量约500亿立方米。第二水文队充分发挥“地热能勘查开发利用先行军”作用,早在1996年,便开展了比例尺为1:2.5万的“山东省德州市城区地热资源勘查”工作,这是省内首次开展的孔隙型热储地热田勘查工作。第二水文队党委委员、总工程师赵季初介绍,当年通过地热地质调查、人工地震勘探等方法基本查明城区地质、地热地质条件等特征,发现鲁西北平原最具开发利用价值的馆陶组砂岩热储。同时,完成全省第一份地热资源调查成果——德州市城区地热资源勘查。
此后,第二水文队又在临邑、平原等地开展地热资源调查项目50余项,基本查明鲁西北地区地热地质条件。1997年,在德城区完成“山东省首个供暖地热井(德热1井)”,拉开了山东省地热资源勘查与开发利用的序幕。

地热资源虽属可再生能源,但开发利用仍需坚守科学规划、有序推进原则,方能实现长效可持续。第二水文队在这方面始终“走在前”——
参与编写全球地热领域首项国际行业标准《中国地热供暖推荐做法》,及国家能源行业标准《干热岩钻井技术规范》,填补了地热行业标准体系空白。
编制国内首个地质矿产行业标准《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》,2020年2月由自然资源部发布实施,助力德州在全国率先实现地热尾水同层等量回灌,形成地热尾水回灌“德州模式”。
2023年12月主持编写的《地热绿色矿山建设评价规范》,是山东省首部地热绿色矿山建设评价方面的地方标准。2024年8月,编制发布了全国首个地热开发利用“五案合一”团体标准《地热资源开发利用综合方案编制规范》。牵头编制的《山东省中深层地热能利用碳汇碳普惠方法学》,填补了山东省地热能碳汇方法学空白,推动地热从“资源禀赋”向“经济资产”转化。
技术升级,热量采集进入“取热不取水”模式
“你看,用户端供水温度达到40℃,室温显示为22℃,这两天降温也没受影响。”12月3日,在第二水文队地热能源站,高级工程师白通介绍,今年通过管网改造实现了双井串联供热,从地下采集的热量叠加,不用再担心“取热不取水”模式供热后劲不足问题。
传统回灌会产生热量与水量损耗,对地下热储结构也存在潜在影响。“取热不取水”模式的技术核心在于打破“地热供暖必须依赖地下水”的普遍认知。2023年10月,第二水文队启动全省首个“取热不取水”试验项目,创新采用“单井闭式循环+超长重力热管”双系统设计。“通俗来讲,就是给地球装了个‘不取水的吸热管’,管内有专用‘吸热液体’,吸热后将热量传输到地面装置,释放完热量的‘吸热液体’冷却后,流回地下‘吸热管’,继续吸收地热,形成闭环循环,真正实现零取水、零排放、无污染。”白通介绍。该项目先后入选山东省地热能开发利用示范工程项目、山东省地热能试点工程项目(第一批)、山东省绿色低碳技术成果目录。
在地热开发技术攻坚路上,这早已不是第二水文队的首次突破。该队曾于2016年破解了世界级难题——实现砂岩热储地热尾水100%回灌。
2005年前后,因缺乏统一规划与规范约束,地热水私采乱采、只采不灌、超量开采等现象突出。
为推动地热资源可持续开发利用,第二水文队重点攻关“取热不耗水”课题。2016年,采用“一采一灌、换热间供”模式,在德城区实施了山东首个砂岩热储地热回灌示范工程,根据连续7个供暖季的数据监测,地热尾水实现100%回灌。国家能源行业地热能专业标准化技术委员会授予该工程“地热能开发利用标准化示范项目”铜牌。
从最初的试验性开采,到解决地热尾水100%回灌难题,再到“取热不取水”关键技术突破,第二水文队不断加强科技创新团队建设,催生出一批高层次地质科技成果——出版专著1部、发表论文12篇,授权发明专利29项,获评各类科技成果奖28项;30余人分获全国地热行业突出贡献奖、山东省技术能手等称号。
“地热+”,推动资源规模化绿色化高效化利用
12月2日,在德州天衢新区智慧农业能源改造项目地热能源站内,作为地热供暖项目的技术方,第二水文队技术人员姚平伟正在查看智能温控系统,以确保能源站在寒冷天气下稳定运行。
要想番茄冬季长得好,大棚温度得恒定20℃,那么供热水温至少要达到80℃。第二水文队为智慧大棚定制研发了“中深层地热能+定制高温水源热泵”供热系统,设置200多个传感器,当室外温度低于0℃时,中温和高温热泵同时启动运行,确保供水温度达标。“供热系统去年经受住了-21℃极寒天气考验,为农业大棚稳产增收提供了稳定可靠的热源。”第二水文队地质工程中心负责人王肖波说。
近年来,第二水文队立足专业优势,致力于构建涵盖资源勘查、项目设计、工程建设、运营维护全生命周期的“地热+”业务模式,巩固独具特色的“地热管家”服务品牌建设,从技术攻坚到产业落地构建闭环体系,推动地热资源从“单点开发”向规模化、绿色化、高效化利用转型。
今年,第二水文队在平原绿色低碳智慧园区实施地热能源综合开发利用示范项目,开展综合能源站建设、浅层地热能工程建设和中深层地热能勘查。项目建成后,可实现浅层地热能与中深层地热资源的协同利用,为12万平方米的商务办公区提供冷热双供,环境与经济效益明显。
“我们将紧跟国家重大战略部署,坚持转作风、强本领、提能力,以更加务实的作风、更加专业的技术,主动担当、积极作为,深度融入德州经济社会发展大局。”省地矿局第二水文队党委书记、队长赵新村说。
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