矿井水集中供冷来了

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    连日来，江苏徐州最高气温突破35℃，徐州泉山区荣盛城五期的部分居民，却享受着来自地下的清凉。
    这股清凉，源于距离小区约2公里处的卧牛山煤矿废弃矿井。井筒内的水温常年保持在19℃左右。这些天然的“冷却液”，现在经过冬季所用的集中供暖管道，就能进入小区居民家中，送上丝丝凉意。“自从使用了集中供冷，每天家里只有23℃至25℃，既干燥又凉爽。”该小区78岁居民陈凤美说。
& Z2 D. E; }2 U0 j    徐州矿务集团有限公司（以下简称“徐矿”）下属的江苏徐矿热力有限公司（以下简称“徐矿热力”）相关负责人介绍，与传统空调相比，这套系统能耗降低约50%，以目前试点小区近百户的供冷负荷测算，每年可减少二氧化碳排放约50吨。
    不用开空调，利用矿井水就能集中供冷，这种资源利用方式要直面哪些技术挑战，又能否大面积推广？记者对此进行了采访。
    第一问：为何用矿井水集中供冷？
$ K/ @+ u5 z  q, H# X9 ~2 c8 A" S    卧牛山煤矿是徐矿的主力矿井之一，曾为国家工业建设输送了数十年“工业血液”。矿井关闭后，采空区逐渐被地下水填充，形成了巨大的地下“冷水库”。
) ?$ \+ f' U5 S, t/ N% r: @. w; L* C7 R    “关闭的矿井曾经是累赘，但现在是一座能源宝库。”集中供冷项目科研团队执行负责人、深地科学与工程云龙湖实验室项目部副部长、中国矿业大学副教授凌云志介绍，团队调研了徐州14座废弃矿井，发现其地下水储量约有7000万立方米。如果将这些水全部用于集中供冷，可以供数十万户居民使用一夏。
    在地下，徐州拥有一座座“大号冷库”；在地上，徐州还拥有大规模集中供暖管网，这套“血管”冬天送热水，夏天换成冷水，便能“一管两用”。
    “我们将煤矿井筒上部的水抽取至地面换热站，通过换热器将管网内的水温稳定在20℃左右，再送入居民家中的地暖管，利用地板辐射实现全屋降温。”凌云志解释。
; t" l$ u8 i. G    集中供冷项目科研团队负责人、东南大学教授张小松认为，徐州是全国老工业基地和资源型城市，在废弃工矿治理方面面临诸多挑战。关闭煤矿的地下涌水形成了庞大水体，有很强的制冷潜力。
    第二问：怎么做到持续提供冷源？
* O8 F  g& L! `. h& c  V3 h+ k, f1 l    矿井水“变废为宝”并非拿来即用。凌云志介绍，此前团队曾测试过煤矿地下水的酸碱度，氯离子、硫酸根离子浓度等指标，以防矿井水腐蚀管道或结垢堵塞。卧牛山矿井的水质呈弱酸性，所以团队在换热器中使用耐腐蚀的钛管进行换热。
% E( r$ `9 B8 `7 q* Q7 Y    但更具挑战的是居民家中的湿度控制。徐州地处黄淮之间，夏季闷热潮湿，若地暖管温度过低，冷凝水便会析出，导致地面湿滑、家具发霉，体感舒适度大打折扣。
3 u; l1 v1 A) A    科研团队和徐矿热力的技术团队，先后迭代了5套除湿方案，研发出新型水冷除湿机，高效降低空气湿度，同时加装循环风机和配套管道，确保室内湿度稳定控制在50%左右——处于体感最舒适的区间。
    “想让水体持续供冷，还要让井筒内的水位和水温基本不变，做到‘取冷不取水’。”凌云志表示，矿井水经过室内使用后温度略有升高。用过的水将被回灌到卧牛山煤矿另一个井筒中，经过复杂的冷热循环后再流入取水井底部，确保冷源供给不断，且在抽取量远低于储水量的基础上，水温基本保持恒定。
    第三问：是否能大规模推广？
3 h- [4 z5 r! v2 u8 S7 I    今年6月1日起，荣盛城五期的集中供冷系统正式启动，将一直持续到9月30日，试点期间收费优惠，每平方米4元。
- ^& @- Z$ X" i) i2 H  q    这项技术是否可以复制到其他资源枯竭型城市？“从理论上可以，但目前还仅仅是试点应用。能否大规模推广，要看当地是否有庞大的地下水体，能否与用户量匹配，还要看矿井水里的杂质是否会对现有管道造成腐蚀，另外也要看成本、收益能否平衡。”张小松说。
    《“十五五”碳达峰行动方案》提出，合理布局建设储热蓄冷设施。这让凌云志踌躇满志：“未来，我们可以高效利用地下空间，把高价值的基础设施放在地下，为能源存储和地球深部能源的开发探路。”

来源：科技日报

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