在“雙碳”戰略深入推進與新能源產業加速升級的背景下,天津大學“深巖瀚能”創業團隊在核心創始人劉東喜的帶領下,歷經數千個日夜攻關,成功研發 地熱能高效利用一體化技術,通過三大核心技術突破,破解中深層地熱能開發行業痛點,解決社會和市場實際需求,實現從創意向實踐、從基礎研發向應用研發的跨越,為清潔能源替代與低碳發展提供“地熱方案”,標志著我國在地熱能高效利用領域實現從跟跑到領跑的跨越。
一、應用場景:精準匹配需求,解決實際問題
地熱能作為清潔低碳優質能源,長期因技術瓶頸難規模化應用。深巖瀚能團隊針對性構建“取熱-儲熱-梯級利用”全鏈條技術閉環,精準匹配多場景需求:
在華北地區,采用該技術的供暖項目,遵循創新過程,實現從創意到實踐跨越。傳統閉式單井供暖面積受限,經研發、試制優化,單井可供暖面積從8千-1萬m2躍升至3萬m2以上。目前,河北某氣象觀測站應用該技術,運行成本最高降低49.62% 。

圖為各地區應用場景
二、技術閉環:創新驅動研發,突破行業難題
中深層地熱能開發長期受“取熱功率低、運行成本高、資源利用率低”痛點制約,深巖瀚能團隊以目標為導向,基于學科知識,運用創新理念,針對性突破,形成全鏈條技術閉環:
(一)增強型閉式單井取熱系統:突破功率瓶頸,達成政策要求
團隊國際首創井下強化換熱裝置,遵循創新過程,從創意研發到實踐應用。在滿足100%地熱水回灌(不耗水)政策下,將單井取熱功率提升3倍以上。傳統閉式單井每米取熱100-150W,該系統延米取熱功率達450W以上,單井可供暖面積大幅提升。此技術已在河北某水產養殖場落地,經天津市節能中心認證,供熱效率遠超行業平均水平,解決取熱功率低與政策約束的實際問題。

圖為中深層閉式增強型井下換熱系統示意圖
(二)地熱-儲能耦合系統:降低成本,創新模式
首創配備布水器與均流板的水儲能裝置,團隊基于專業知識,運用創新范式,將地熱供暖運行成本降低20%以上。在河北某氣象觀測站實踐中,不同供暖工況下均保持高效穩定,解決傳統系統依賴熱泵、電費占比高等難題,滿足市場對低成本供暖的需求。
(三)發電-供暖一體化方案:提升效率,創新應用
針對高溫地熱資源浪費,團隊以解決實際需求為目標,提出梯級利用方案。將高溫熱水供暖后的余熱用于發電,使資源利用率大幅提高。該系統為我國高溫地熱資源的高效開發提供了有力支撐。
三、創新成效:多維創新實踐,產出豐富成果
(一)核心技術全面國產化,打破壟斷
團隊以創新為驅動,徹底擺脫核心技術“卡脖子”困境。目前已獲國家知識產權40余項,發表包括中科院一區Top期刊在內學術論文10余篇。
(二)產學研協同,實戰驗證可靠
團隊由能動、設計、經管、機械等9個學科碩博研究生構成。在河北、天津等地的多個示范項目中,技術均通過官方檢測認證,從創意到實踐,驗證了技術在解決實際需求中的適配性與可靠性。
四、社會價值及影響
團隊制定“華北試點-中原擴展-東北華南開拓”三步走戰略,明確目標市場定位,設計完整、創新、可行的商業模式,展現商業思維。
未來,深巖瀚能將以“創新驅動深部能源開發”為使命,帶領團隊攻克技術難關,按戰略逐步擴大市場占有率,讓地熱能溫暖更多角落,為全球能源革命貢獻“中國智慧”。
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