中深层地热+”多能互补供暖系统碳减排监测技术研究

摘要：针对《中深层地热能水热型供暖技术应用工程》适用条件c条款，“中深层地热能+"多能互补项目要求地热热源具备独立连续监测记录系统。多热源共用管网条件下热量拆分是CCER监测技术难点。本文分析地热‑天然气调峰、地热‑电锅炉耦合两类典型多能互补系统工艺流程，识别计量误差来源；研究监测点位布设原则，对比直接热量计量法、热平衡拆分法优劣，讨论组合式热量表在大口径供热管路的应用边界。结合工程案例，量化点位错误带来的供热量核算偏差。结果显示，若监测点设置在多热源汇流之后，地热供热量最大可高估11.7%。提出完整监测技术方案、仪表精度、数据采集逻辑，为多能互补地热CCER项目监测计划编制、审定核查提供技术支撑。

关键词：中深层地热能；多能互补供暖；CCER监测；热量拆分；组合式热量表；板式换热器；独立计量

引言

北方实际地热供暖工程大量采用“中深层地热+调峰热源"模式，在严寒时段由天然气锅炉、热泵作为补充调峰热源，提升供热可靠性。旧版CCER方法学对多热源耦合场景缺少明确监测要求，容易发生基准线供热量虚高问题。本次征求意见稿强制规定：多能互补工程，中深层地热能用量必须具备独立连续监测系统；“中深层地热+"系统，地热供水主管监测点设置在与其他热源汇集之前，回水监测点设置在其他热源回水分支之后。但在既有供热管网改造项目中，现场管道条件复杂，实施独立计量存在现实障碍。部分项目仅有二次网总热量表，无法拆分地热与调峰热源输出热量，不满足CCER申报条件。本文围绕监测点位、仪表选型、热量计算、误差来源开展系统研究。

1 “中深层地热+"两类典型系统工艺

1.1 地热+天然气锅炉调峰系统

地热开采井→板式换热器→一次地热管网；严寒期启动天然气锅炉，高温燃气热水汇入同一条一次输配管网，混合之后输送至二次换热站。两类热源热水混合，管网内温度流量是叠加结果，如果仅在汇流后安装一块总热量表，无法分离地热贡献的热量。

1.2 地热+电/热泵调峰系统

地热基础供热，当室外温度低于设计温度，开启热泵进一步提升供水温度。调峰热泵位于地热一次网之后，属于本方法学项目边界内调峰设备，其耗电计入项目排放，不需要做热源热量拆分，但热泵附属制冷剂泄漏需要纳入核算。

2 多热源系统监测点位设置原则（依据方法学图2监测点示意图）

（1）地热供水侧监测点：其他热源汇流点之前，采集地热源侧供水流量、温度；

（2）地热回水侧监测点：其他热源回水分支点之后，保证只统计地热已经释放热量之后的回水参数；

（3）调峰天然气锅炉燃料计量表安装在锅炉燃料入口；

（4）全部监测仪表数据每秒采集，整点小时存储，接入项目存储系统并上传全国碳市场管理平台。

对于DN＞400mm主管路，不允许采用普通热量表（JJG225适用DN≤400mm），必须采用温度计、流量计、流量积算仪构成的组合式热量表，采用附录B积分公式计算供热量。

3 热量拆分方法与误差分析

3.1 直接独立计量法（方法学优先推荐）

在地热热源汇流前布设完整地热热量监测单元，直接测得地热供热量 Q_，用于基准线排放计算。优点：逻辑简单，误差来源少，符合CCER保守监测原则。缺点：已建成项目改造需要切断管路，工程投资较高。

案例情景：某项目忽略规范，将热量表安装在天然气锅炉汇流之后，把锅炉输出热量一并计入地热供热量，年度地热供热量被高估11.7%，基准线排放同步虚高，减排量虚假增加。在核查阶段，该类数据会被全部剔除。

3.2 热平衡间接拆分法（不被本方法学认可）

通过总二次网热量减去调峰热源输出热量反推地热供热量。该方法受两套仪表误差叠加，误差放大；方法学不允许采用间接反推，必须地热侧直接独立监测。很多既有项目习惯采用间接拆分，无法满足CCER申报门槛。

4 监测仪表精度要求与质量控制

供热量监测：热量表不低于2.0级；组合式热量表流量计误差≤±5%，温度计≤±2.0%，积算仪≥1.0级；

天然气调峰燃气表：DN≤125mm使用膜式燃气表≥1.5级；DN＞125mm使用组合式燃气表，按照附录C温压校正计算标准体积流量。

所有仪表安装前检定，每年CNAS第三方机构校准；仪表超差、延迟校准按照7.3.4执行保守校正算法。

5 工程案例与监测方案实践

山东某“地热+天然气调峰"项目，供热面积120万㎡，原系统仅在二次网出口安装总热量表。原有计量不满足CCER条件。改造方案：在板式换热器出口、天然气锅炉汇流节点之前增设组合式热量表，监测地热侧供水流量、供水温度；在回水管汇流分支之后安装回水温度传感器。仪表原始数据每秒采集，小时值上传碳市场平台。改造完成后开展1个月联网试运行，试运行无中断才开始产生有效减排量。项目改造后，可直接读取地热供热量，不再依赖间接热平衡计算。改造增加投资约28万元，但实现CCER申报条件。

6 现存工程痛点与对策

痛点1：部分售热类项目，项目不具备二次管网产权，地热出口直接接入热力公司第三方管网。方法学8.1.2说明，补充售热商业合同凭证，可以视为满足条件，但地热热源侧独立计量仍然不能豁免。

痛点2：老旧换热站空间狭小，不具备加装大口径仪表物理安装位置。对策：项目前期方案阶段预留监测仪表安装工位，将监测点位纳入施工图设计文件。

痛点3：多子工程合并申报项目，多个站点监测设备型号、采集频率不一致。方法学7.3.1要求合并申请项目全部子工程监测频次统一。

结论

“中深层地热+"多能互补供暖项目最大监测风险来自热量汇流后计量，会造成供热量虚高。CCER项目必须严格执行地热热源独立直接监测，监测点设置在调峰热源汇流之前。已建成地热项目申报CCER前，需要对原有计量系统开展升级改造。审定核查中应当重点现场复核监测点位物理位置，核对图纸、现场设备、平台上传数据三者一致性。