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中深层水热型与井下换热型地热供暖CCER方法学对比研究

更新时间:2026-09-27 点击量:8

题目:中深层水热型与井下换热型地热供暖CCER方法学对比研究

摘要:伴随我国CCER市场重启,生态环境部同步发布两套面向中深层地热供暖的温室气体自愿减排方法学,分别对应水热型抽采回灌技术路线与井下闭式套管换热技术路线。两套方法学均用于建筑供暖项目碳减排量化,基准线情景同样设定为天然气供热,同时豁免项目额外性论证,但是两套方法学适用条件、合规考核重点、监测要求存在显著差异。很多项目业主、碳咨询机构对两条技术路线的方法学边界理解模糊,存在项目工艺和选用方法学不匹配问题,造成项目审定失败。本文从技术原理、适用准入条件、项目边界、温室气体排放源、减排核算模型、合规考核机制、监测计量重点、项目开发成本共7个维度开展横向系统对比。研究结果表明,两套方法学核算公式整体框架高度一致;核心分歧来源于水热型项目抽取地下热水,涉及地热储层、地下水资源保护,设置大量强制性行政、地质、回灌考核条款;井下换热闭式系统全程不抽取地下水,无回灌率考核、无水资源论证强制要求,但换热系统循环泵功耗更高,同等供热规模条件下项目自身用电排放更高,净减排量会被部分抵消。针对“中深层地热能+"多能互补耦合供暖场景,两套方法学均强制要求地热部分供热量设置独立连续计量监测。本文梳理出清晰的项目选型判断原则:开采地下热水‑尾水回灌选用水热型方法学;闭式套管不取地下水选用井下换热方法学,严禁跨技术路线套用方法学。研究结论可为国内地热CCER项目前期研判、方法学选型、项目设计文件编制提供参考。

关键词:CCER方法学;水热型地热;井下换热;中深层供暖;回灌;多能互补

引言

在北方清洁取暖政策推动下,中深层地热供暖得到大规模推广。目前工程上主流两条技术路线:水热型(开采地下热水+板式换热+尾水同层回灌)、井下换热(闭式套管换热,管内介质循环,不取地下水)。两条路线工程投资、资源约束、运行能耗差异明显。

随着CCER市场重启,两套配套方法学同步出台,给地热项目碳资产开发提供技术依据。在实际咨询工作发现大量混淆误用情况:井下换热项目套用了水热型方法学,项目没有开采回灌设施,无法满足回灌率考核;部分水热开采回灌项目误用井下换热方法学,规避水资源、回灌相关核查,在审定阶段直接被驳回。两套方法学虽然核算框架相近,但适用边界刚性很强,工艺路线和方法学必须一一对应,不允许混用。

除此之外,很多投资方关注两套路线开发CCER的成本、风险差异,用于项目前期投资比选。基于行业现实需求,本文从原理、准入条件、核算、核查、开发成本多维度开展对比研究,提炼选型判断逻辑。

1 两种中深层地热供暖技术基本原理

水热型供暖:钻井开采地下高温地热水,提升至地面进入板式换热器,把热量传递给二次侧供暖循环水;换热降温之后的地热尾水,通过专门回灌井回注至原来的热储层,实现采灌均衡。整套系统会扰动地下热储与地下水,必须遵守地下水、地热资源管理法规。系统主要能耗集中在开采泵、回灌泵、循环水泵。

井下换热供暖:井下下入专用闭式套管换热器,套管内部循环换热介质,介质在地下吸收岩土热量,回到地面换热站释放热量给供暖管网,介质封闭循环,全程不抽取地下热水,不会产生地热尾水,不存在回灌流程。但想要实现同等供热输出,井下换热需要更大功率循环泵,系统整体耗电量显著高于水热型项目。该工艺不扰动地下含水层,不需要办理取水许可。

2 两套CCER方法学相同点梳理

第一,应用场景:均针对对外开展计价收费的建筑供暖项目,不针对工业直接利用;

第二,额外性:满足全部适用条件的项目,都豁免额外性论证;

第三,基准线情景:基准均设定为同等供热量由天然气锅炉供热;

第四,计入期规则:项目计入期最长10年,减排量从全国碳市场平台联网试运行完成之后开始计算;

第五,多能互补要求:当项目搭配调峰热源,地热供热量必须具备独立连续监测;调峰热源全部排放计入项目排放;

第六,MRV底层要求:关键计量仪表检定校准、数据存储保存10年、平台联网的基础要求保持一致。

3 两套方法学核心差异对比

3.1 项目适用准入条件差异

水热型强制要求:水资源论证批复文件、取水许可;开采‑回灌在线计量;地热井第三方成井报告;地热井固井质量满足行业规范;回灌率考核,供暖季回灌率不达标扣除全供暖季减排量;禁止外部能源向地热井补热。

井下换热:不抽取地下水,不需要水资源论证、取水许可;不需要回灌井,不存在回灌率考核,无地热流体相关强制地质报告要求。

3.2 项目边界与排放源差异

项目边界框架大体一致,均包含换热站、管网、泵组、调峰热源、区域电网。排放源存在细节差异:水热型方法学专门考虑地热流体不凝结气体逸散,只是保守性计为0;井下换热系统没有地热流体开采,不存在该排放源。

同等供热规模下,井下换热项目循环泵电耗更高,(PE_)用电排放更大,最终净减排量更低。

3.3 监测计量侧重点差异

水热型除供热量、电耗、燃气消耗,必须持续监测开采量、回灌流量,用于每个供暖季回灌率核算;

井下换热不需要监测地下水开采、回灌流量,监测重点集中在供热量、系统总耗电量、调峰热源消耗。

3.4 审定核查重点差异

水热型核查机构重点核查全套水资源行政文件、第三方成井报告、固井质量、开采回灌台账、供暖季回灌率计算结果,同时核查企业是否存在地下水相关行政处罚记录;一旦存在行政处罚,扣除该供暖季全部减排量。

井下换热核查重点集中在供热工艺真实性、供热量、耗电量监测系统,不核查地下水开采、回灌相关材料。

3.5 项目开发风险与增量成本对比

水热型项目CCER开发增量成本更高,需要建设回灌在线计量;项目存在回灌堵塞造成回灌率不达标、行政处罚带来减排量清风险低;

井下换热项目没有回灌相关硬件投入与资源合规风险,但因为电耗高,同等供热面积,每年可以产出的CCER减排量更少。

4 “中深层+"多能互补工况下两套方法学处理逻辑

两套方法学对多热源耦合系统处理逻辑一致:地热侧热量必须在热源汇流之前独立计量;调峰热源(燃气锅炉、电锅炉、热泵)产生的全部排放全部计入项目排放,不能从基准线扣除。不能用总供热量减去调峰热源供热量反推地热供热量,必须硬件独立监测。

工程实践中部分项目,地热与调峰热源管路深度耦合,没有预留独立计量安装位置,后期改造工程量大,无论选用哪套方法学,在项目设计之初就需要预留地热独立计量点位。

5 项目方法学选型判断原则

1)项目抽取地下热水,换热之后尾水回灌热储层,必须选用水热型方法学,提前落实水资源论证、取水许可、回灌计量、地热井成井报告等全部硬性条件;

2)项目为闭式套管换热,全程不抽取地下地下水,必须选用井下换热方法学;

3)严禁跨工艺路线套用方法学,否则审定阶段直接不予通过;

4)投资前期测算:水热项目重点评估回灌稳定性风险;井下换热重点评估系统电耗,合理预估净减排量。

结论

两套中深层地热供暖CCER方法学核算框架高度接近,核心区别来自于是否开采地下热水带来的资源合规约束。水热型方法学把地下水资源保护、采灌均衡回灌率考核和CCER减排量直接挂钩,环境约束更加严格;井下换热项目规避地下水相关合规风险,但是系统电耗更高,同等供热规模净减排产出更低。项目在选择方法学的时候,必须严格匹配自身实际工艺路线,不能为规避合规门槛而错选方法学。在项目设计阶段,无论采用哪条技术路线,如果采用多能互补模式,都应当提前预留地热供热量独立计量点位,降低后期MRV改造难度。

参考文献

[1]生态环境部.温室气体自愿减排项目两套中深层地热供暖方法学(征求意见稿)[S].2025.

[2]NB/T 10097‑2018,地热能术语[S].

[3]王贵玲,张薇.我国中深层地热开发模式对比研究[J].可再生能源,2024,42(03).