师振贵，孙 佳

（中国石化集团新星石油有限责任公司，北京 100083）

地热能是蕴藏在地球内部的天然热能，具有清洁、高效、稳定、安全等优势，在治理雾霾、节能减排、调整能源结构等方面发挥着巨大作用，尤其在供暖领域，地热能将成为未来主要的发展方向[1-2]。将地热供暖项目开发为碳减排项目，不仅顺应国家节能减排号召，还可以为企业带来额外收益，具有较好的环境效益、经济效益和社会效益。

清洁发展机制（CDM）方法学AM0072 就是核证自愿减排量（CCER）方法学CM-022-V01。截至目前，基于CDM 方法学AM0072[3]且供热中使用地热替代化石燃料而成功开发的地热供暖减排项目共有4 个，其中，A 项目已签发减排量2.8 万t，签发的减排量与项目设计预估减排量存在一定差异。本文将对A 项目进行分析，找出核查减排量与预估减排量存在差异的原因，提出项目减排量优化策略和具体实施方法。

1 案例实施现状分析

根据核查数据的可得性，下面对已核查并签发减排量的A 项目进行分析。A 项目供暖时间为每年的11月中旬到第二年的3月中旬，项目设计文件（PDD）中设定的供暖时间为2 880 h，所采用的技术和监测数据基本相同，可定性分析参数的敏感程度。

1.1 减排量对比

项目第一次监测期选取某年12月19日至次年3月15日，共计88 d，供暖小时数为2 112 h。减排量按2 880 h 计仅占PDD 的55%，第一次监测期实际减排量B和1年实际减排量C均远小于PDD 估算值A，如表1所示。项目排放分别占减排量的6%～10%，且出入不大。主要差距在基准线排放的计算。一年实际减排量C=B/2 112×2 880，比例D=C/A。

表1 实际减排量与预估减排量对比

1.2 用于基准线排放计算的参数分析

虽然A 项目为设施扩建项目，但数据获取方式是一样的，项目实施前已存在的地热井提供的热量在PDD 和核查计算中均占的30%左右，项目实施前后所占比例均衡，在此次分析中对减排量计算的影响可忽略。基准线排放计算公式为：

式中：BEy为第y年的基准线排放，tCO2e/yr；为基准线情景下年度y采用供热技术i时终端测量得到的净热产量，TJ/yr；为项目实施前地热井已提供的供热量，TJ；为基准线情景下供热技术i使用的每单位燃料产生的CO2排放因子，tCO2/TJ；ηBL,y为基准线情景下的净供热效率。

基准线供热系统应用技术i时，使用化石燃料的净热产量为：

地热资源所提供的净热量HSy的计算为影响排放量的关键[4]，项目实施前后相差30%～40%。具体公式如下：

式中：HCAP为年度y内项目活动提供的净热供给量，TJ；为年度y内项目活动中地热井估算的供热量，TJ。

1.2.1 情况一

化石燃料锅炉提供的热量Hff仅占总热量的1%～3%，影响不大。对于运行小时数，天数按供暖政策执行，时间按每天24 h 计算，不可优化。供暖面积为关键因素，但要考虑实际情况。当时，热量计算虽与供热面积无关，但会随供暖面积增大而增大。年度y内项目活动提供的净热供给量为：

式中：Am为建筑物类型m的净受热面积；HIm为建筑物类型m的热指数；Tj为地热井j中热量利用的小时数；CF为GW·h 到TJ 的转换因子，取3.6；Hff为使用锅炉来满足热量需求时由化石燃料锅炉所提供的热量。

1.2.2 情况二

本项目核查时的平均流速为PDD 中的2.5 倍，且管内流动基本无损失，换热器出入口的温差为PDD的1/4，故为影响减排量的关键因素。

式中：Qj,d,y为热转换器下游的供热量（热交换器上游连接地热井的热水管道）；Δtj,d,y为第y年分站的热交换器下游的入口温度和出口温度的平均温差；FRj,d,y为第y年热交换器在下游的平均流速。

1.3 用于计算项目排放的参数分析

本项目排放主要包括用泵抽取地热水所消耗的电量(PEEC,y)以及运行地热设备所消耗的化石燃料(PEFF,y)，通过计算，项目排放占项目减排量的4%～6%，其中消耗电力产生的排放占项目总排放的65%～85%。

本项目计算消耗电力产生的排放时，线损（TDLj,y）采用的是默认保守数据20%，该数值大于实际线损，可以采用实际监测数据或者电力年鉴规定的该区域电网的平均线损，这样可以减少项目排放，增大项目减排量[5]。

1.4 分析结果

经过以上分析，对项目减排量计算影响较敏感的监测参数有6 项：建筑面积（热需求的关键因素）；热交换器下游入口和出口处的温差ΔT（若即为关键因素）；热交换器下游的平均流速（若即为关键因素）；热损耗用泵抽取地热水所消耗的电量ECPJ,j,y；运行地热设备所使用的化石燃料FCi,j,y。

一般情况下，HCAP为空间供热设计的上限，由净受热面积、热指数、使用热量的建筑类型以及每个建筑类型在全年的使用时间决定，通常大于由分站热交换器提供给需求方空间供热设施的水的流速和温度进行计算的。

2 优化方法

一是温度监测位置优化。尽可能地将入口测量点安装在管路温度较高位置，以减少管路热损失对温度的影响，并将出口测量点安装在管路出口温度较低位置，以达到增大温差的目的。二是提高管内液体的流速。由于流速受管路和终端用户的使用温度等的限制，可调整的余量可能不大，需要与相关技术人员讨论。三是项目供热面积。数据一般来自供热协议，要进行现场调研，然后分析其优化可行性。四是损失与消耗。采用一定技术手段或措施，在不影响正常运行情况下尽可能减少供热传输过程的热损失，降低电量及化石燃料的消耗。五是数据采集与整理。要进行现场调研，并与现场人员沟通，搜集使用对减排量有利的数据。

3 结论

分析发现，影响项目减排量的主要因素为净供热量，其计算分为两种情况。当时，最敏感参数为总供热面积。要调研目前供需关系，确定热需求是否饱和、供热面积能否扩大。同时，要探讨供热面积和运行时间数据的采集，分析数据是否有变化，采用供热面积及运行时间较大的数据来计算减排量。当（调整温差最大后，供热量上限即为HCAP）时，最敏感参数为换热器下游出入口的温差及流速（此为普遍情况）。经过现场调研，可从温度计安装位置和数据采集入手，尽可能增大换热器下游出入口的温差。要积极与项目现场技术人员探讨，判断管内流速是否变化，尽可能采用对减排量计算有利的管内流量数据。另外，在不影响正常运行的情况下，应尽量降低运行过程所消耗的电量和化石燃料及传输过程的热损失，这对项目减排量计算有一定的积极影响。