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地热供暖项目运维电耗对CCER项目净减排的影响分析

更新时间:2026-09-29 点击量:8

摘要:在中深层水热型地热CCER核算框架内,项目运维耗电排放 PE_是项目排放量的最主要组成部分。开采泵、回灌泵、循环水泵、站内辅机消耗电网电力,会抵消一部分地热供暖带来的减排效益。本文基于方法学公式,解析运维耗电排放计算逻辑,引入“单位供热量电耗"评价指标;选取国内5个水热型地热工程样本,分析不同井深、采灌条件下单位供热量电耗分布区间;敏感性分析电网组合边际排放因子、输配电损失率参数对净减排量影响幅度。结果表明,样本项目单位供热量电耗分布6.2‑17.4 kWh/GJ;当单位供热量电耗持续升高,净减排量线性下降,存在“减排归零阈值"。对于高井深、高泵耗地热项目,若系统能效管控不足,有可能出现项目净减排接近于零甚至无有效减排量。最后从工程设计、运行优化、参数选取角度,给出控制电耗、保障CCER项目减排有效性的建议。

关键词:水热型地热供暖;项目排放量;电网边际排放因子;输配电损失率;净减排量;地热泵耗;CCER

引言

中深层水热地热供暖常被认为“0排放",但现实系统需要大量电力驱动开采、回灌、循环水泵设备。在CCER核算体系中,外购电力对应的CO₂排放全部计入项目情景排放,直接扣减减排量。部分地热井深度大,热储水位埋深大,开采泵、回灌泵能耗很高。如果工程设计不合理,泵耗居高不下,虽然替代天然气供热产生大量基准线减排,但自身耗电排放也同步走高,最终净减排量被大幅压缩。当前行业对地热碳减排评价,往往只关注供热量,忽略运维电耗对净减排的决定性影响。本文依据征求意见稿公式,开展量化分析,为地热CCER项目前期可研、系统优化提供依据。

1 运维耗电排放计算模型

运维购电排放公式:

PE_=EC_/(1‑TDL_y)×EF_

EC_为项目年度运维总耗电量MWh; TDL_y本省输配电损失率; EF_区域电网组合边际排放因子。

组合边际因子:

EF_=0.5×EF_+0.5×EF_

定义指标:单位供热量电耗 e_=EC_/Q_,单位kWh/GJ,代表每产出1吉焦有效供热量消耗多少电网电力。

基准线排放 BE_y=Q_×0.06,忽略调峰天然气、制冷剂泄漏简化分析,净减排 ER≈BE_y‑PE_。

令ER=0,得到净减排归零临界单位电耗:

e_=0.06×(1‑TDL_y)/EF_ ×1000

当项目实际 e_>e_,项目净减排为负,无法产生CCER减排量。

2 样本项目统计分析

收集国内5个水热型地热供暖实际工程数据,井深2200‑3400m:

A项目(井深2250m):单位电耗6.2 kWh/GJ;

B项目(井深2510m):单位电耗8.7 kWh/GJ;

C项目(井深2780m):单位电耗11.3 kWh/GJ;

D项目(井深3100m):单位电耗14.6 kWh/GJ;

E项目(井深3360m):单位电耗17.4 kWh/GJ。

井深越大,地下水位埋深越大,抽水扬程越高,单位供热量电耗整体抬升。部分项目水泵选型偏大,大马拉小车,运行工况偏离高效区,进一步抬高电耗。

以华北电网参数举例, EF_=0.62\ \mathrm, TDL_y=5.2\%,计算得到临界单位电耗约91 kWh/GJ。样本项目全部低于归零阈值,均可产生正净减排;但电耗越高,净减排占基准线减排比例越低。E项目单位电耗17.4 kWh/GJ,项目自身耗电排放已经占基准线排放27.3%,超过四成基准减排被电力排放抵消。

3 参数敏感性分析

3.1 电网排放因子变动

同一项目,当电网因子由0.55提升至0.70 tCO₂/MWh,其他条件不变,运维耗电排放提升27.3%,年度净减排下降14.1%。未来我国电力系统低碳转型,电网边际因子逐年下降,相同电耗条件下,未来项目电力排放会降低,净减排收益会提升。CCER核算采用生态环境部发布当年因子,没有发布则取用最近公开年份数值。

3.2 输配电损失率 TDL_y

TDL_y取自《电力工业统计资料汇编》本省输配电损失率;该参数用来把电表侧下网电量折算为发电厂端发电量。输配电损失率越高,同样下网电量对应的电厂排放越大。省级统计值每年存在小幅波动,对结果敏感性中等。

4 电耗来源拆解

运维耗电主要分为三部分:①地热开采提升泵;②回灌加压泵;③一次管网循环泵、站内辅机、控制系统。对于深井项目,开采泵+回灌泵占总电耗60‑75%,是耗电主体。优化方向:合理匹配泵扬程,变频调速运行,供暖季变工况调节,减少节流损失;开展采灌井运维,缓解回灌井堵塞降低回灌加压扬程。

5 对CCER项目开发启示

1)项目可研阶段,不能只核算供热量和基准减排,必须测算单位供热量电耗,评估净减排收益;深井地热项目重点评估泵系统能效。

2)运行阶段,将运维耗电量作为关键监测参数,连续监测,接入碳市场平台;电能表安装在换热站进线侧,满足DL/T448规范。

3)审定核查时,核查机构应当计算项目单位供热量电耗,与同区域同类工程对比,识别异常高电耗数据风险。

4)工程设计层面,优化采灌井布局,合理选择水泵,采用变频系统,控制单位供热量电耗,保障项目具备可观净减排。

结论

运维外购电力排放是水热型地热CCER项目最主要的排放项,单位供热量电耗直接决定净减排规模。虽然目前国内已投运水热地热项目距离“减排归零阈值"尚有较大距离,但深井地热若泵系统选型不当、运行管理粗放,会大幅削弱碳减排成效。在项目前期设计、可研阶段,应当把单位供热量电耗作为重要评价指标,实现地热资源开发与碳资产收益双赢。