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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
我国废弃矿井地热资源的项目鲜见,系统实际运行中可能面临哪些风险?

提问者认为标题已经详细的描述了问题的所有要点,
所以没有再添加更多内容。

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匿名 提出于2021-03-01
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  1.蓄能的估算:采用了静态能概念估算了废弃矿井的蓄能,可能是非常保守的,因为地下矿井类似于一个巨大的“蓄电池”,矿井水中的热量可以通过周围地质构造的热量来“充电”。根据相关研究,如果考虑岩石的热通量,矿井水的热量补给可以迅速达到原来静态能的10%以上,而之前的研究忽略了这一点。

  2.能源供给安全:与天然气或煤炭锅炉系统相比,废弃矿井地热系统更为复杂,包含了水泵、循环泵、换热器、热泵和隔热管道等。因此,地热系统设备或管网出现故障的风险性增加,同时复杂工作条件增加了维修难度。

  3.外部环境变化:由于矿井地热资源的开采依托于矿井水,外部环境如干旱、当地气候变化、矿井水温度变化及化学组分的改变应加以考虑。同时,外部环境的变化亦影响地热能源供给需求。

  4.技术难题:我国已关闭或临近关闭矿井数量多,现有地热资源勘查与评估很难摸清废弃矿井所蕴含地热资源量。同时,矿井储能水库运行时,矿井水的污染防治与地下水库空间结构长期稳定性维护仍是重中之重。

  此外,废弃矿井地热资源的再利用也面临着以下挑战:

  (a)资金来源:地方政府和煤炭企业的资金无法满足废弃矿井再利用改建的需求,尤其是前期投资成本较大地热资源利用项目。因此,有必要建立健全社会资本参与的建设机制,带动更多投资来源,采取更灵活的融资方式,实现废弃矿井地热资源健康平稳开发。

  (b)行政许可:废弃矿井地热能利用涉及到资源种类较多,采取不同系统设计所面临责任也不同。如采用闭环设计时,不涉及到水资源和废水排放环境问题,而开环设计时,将会涉及到能源、环境、水资源等部门管理。因此,有必要建立废弃矿井再利用管理部门,进行统筹管理,降低企业开采废弃矿井地热资源许可的审批流程与成本。

  (c)关闭计划:国家能源局发布的6项废弃矿山治理标准,由于需要填埋矿井、破坏建筑物等设施、切断水电供应,已不能满足废弃矿井再利用的要求,遗留严重社会环境问题(图9所示)。同时,我国绝大部分煤炭企业开采时也未进行矿井资源再利用长期计划。理想的情况下,能源回收系统的设计和开发应与矿井开采本身的规划一致,这将有助于在矿井开采或关闭后对地热能回收进行前瞻性规划。

参考文献:《一种废弃矿井地热资源再利用系统研究》

发布于 2021-03-01 16:58
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