[发明专利]地热系统环境影响的评估方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明提供一种地热系统环境影响的评估方法、系统、设备及存储介质，方法包括：获取地热系统取热运行参数，根据取热计算模型计算选取地热系统的瞬时产热量，根据该地热系统的年运行时间，估算出年度总取热量；获取地热系统生命周期相关参数，根据地热系统生命周期碳排放量模型估算地热系统各个阶段对的碳排放量；所述地热系统生命周期包括从地热系统的场地利用、钻井、运行和退役四个阶段；基于生命周期下取热量和碳排放量，计算得到地热系统的碳强度指标；通过碳强度指标对不同地热系统开发状态下的环境影响进行评估。该方法为实际工程中地热井的开发和决策提供参考，以期达到更好的环境效益。

技术领域

本发明涉及一种针对中深层地热系统环境影响的评估方法，是一种地热系统环境影响的评估方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

地热能作为一种清洁、可持续的能源，目前已经受到越来越广泛的利用。其中，浅层地热系统的性能受气候波动的影响较大，土壤温度相对较低。此外，浅层地热系统往往占用较大的面积来满足建筑物的冷热负荷。而中深层地热系统可以克服上述缺陷，因其通常可以地表以下几千米的地埋管来获取更多的热量。从生命周期的角度对地热供暖的环境影响进行综合评估对于理解和管理相关的环境后果至关重要。深部地热通常被认为是一种低碳资源，碳强度可以作为评价的指标。对于能源而言，碳强度通常表示为温室气体排放总量与能源产量之比。因此，合理评价能源与环境的关系显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的清洁能源利用率低问题，本发明提出了一种地热系统环境影响的评估方法、系统、设备及存储介质，该方法为实际工程中地热井的开发和决策提供参考，以期达到更好的环境效益。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种地热系统环境影响的评估方法，包括以下步骤：

获取地热系统取热运行参数，根据取热计算模型计算选取地热系统的瞬时产热量，根据该地热系统的年运行时间，估算出年度总取热量；

获取地热系统生命周期相关参数，根据地热系统生命周期碳排放量模型估算地热系统各个阶段对的碳排放量；所述地热系统生命周期包括从地热系统的场地利用、钻井、运行和退役四个阶段；

基于生命周期下取热量和碳排放量，计算得到地热系统的碳强度指标；通过碳强度指标对不同地热系统开发状态下的环境影响进行评估。

作为本发明的进一步改进，所述运行参数包括循环介质进出口温度、比热、循环介质流速、密度、热泵机组能效比；

取热计算模型计算选取地热系统的瞬时产热量采用以下方法计算：

式中Q是地热供暖系统的总产热量；T_out是出水温度；T_in是进水温度；v是入口流量；ρ是循环介质的密度；c为循环介质的比热；COP是热泵的能效比；t是地热系统的生命周期。

作为本发明的进一步改进，所述场地利用包括勘探、土地平整和热力管道，具体包括以下计算步骤：

勘探是通过量化柴油的消耗量来计算碳排放量，具体为：

E₁＝T_e·L_e·C                             (2)

式中E₁是勘探过程中的碳排放量；T_e是勘探进行的时间；L_e是单位勘探时间的燃油消耗量；C是单位容量燃油的碳排放量；

土地平整是通过土壤类型和开挖面积最终将决定土地利用变化引起的碳排放量，具体为：