第11版:科技·装备

中国能源报 2026年03月23日 Mon

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磁悬浮技术赋能地热能开发利用

■本报记者 张胜杰 《中国能源报》(2026年03月23日 第 11 版)

  图为山东天瑞重工磁悬浮热泵生产车间现场。

  “当今,如何利用好浅层与中深层的地热能,热泵技术扮演着不可替代的核心角色。而磁悬浮技术的创新应用,更让热泵装备的性能实现了质的飞跃,为地热产业的规模化发展注入了新的技术动力。”在近日于山东潍坊举办的2026中国地热(热泵)高质量发展大会上,中国科学院院士滕吉文作出上述判断。磁悬浮技术可以为地热能利用核心装备——热泵带来高达30%的节能效果,正成为撬动地热产业规模化、高质量发展的新支点。

  ■自身特点显著 受用户青睐

  磁悬浮技术被誉为“旋转机械领域的革命性突破”,它是运用可控电磁力使物体稳定悬浮,在磁力的驱动下进行轴向旋转运动或平面运动的一种技术。

  磁悬浮热泵作为地热能高效利用的核心装备之一,其性能对地热利用的效率与效益具有重要影响。据山东天瑞重工有限公司(以下简称“天瑞重工”)总经理郑铁民介绍,磁悬浮设备具有节能、无油、低噪、免维护、智能化、长寿命等都是技术优势。比如,高速电机直驱与磁悬浮无接触支承技术,无摩擦损失,传动效率100%;高效三元流叶轮设计,多变效率高达87%,启动效率高,平均节能达30%。据悉,天瑞重工已在浅层地热、中深层地热开发中打造了社区供暖、恒温车间等典型应用场景,为地热能的高效化、规模化利用提供了成熟的“磁悬浮+”方案。

  郑铁民介绍,在天津市某供热站项目改造中,通过安装2台磁悬浮地源热泵机组,创新采用“地热尾水+磁悬浮热泵”模式,大幅提升地热利用效率。磁悬浮热泵机组的能效比稳定在6.3以上,远超国家一级能效,地热资源利用率提升30%以上,实现节能、降本、环保多重目标。

  ■两项国标发布 为产业化打造“通用语言”

  标准制定对行业发展具有重要意义。在上述大会期间,《主动磁悬浮轴承稳定性评价》和《主动磁悬浮轴承定子检测方法》两项国家标准正式发布。

  这两项标准,为产业从实验室走向规模化、规范化生产扫清了障碍。“这相当于给磁悬浮的‘心脏’(定子)办了‘身份证’,确保出厂的都是‘优等生’;又给行业发了‘裁判手册’,统一了‘神经中枢’(轴承控制系统)稳定性的测试标尺。”全国磁悬浮动力技术基础与应用标准化工作组主任委员郭大雷接受采访时表示。

  “所有的新技术,只有写成标准,才能真正实现产业应用。这两项新标准的发布,正是将磁悬浮技术从实验室推向产业化的关键一步。”郭大雷表示,可靠性是我国装备制造业高质量发展的必然要求,这两项标准基本构建起了从零部件到整机、从静态检测到动态运行的全生命周期质量保障体系,对地热、造纸、化工、水泥等高耗能行业而言,意味着设备可靠性的大幅提升。

  潍坊市市场监督管理局党组书记、局长李铁柱表示,潍坊作为著名的动力之城,产业基础雄厚,磁悬浮技术发展日新月异,潍坊市将紧跟技术前沿,围绕磁悬浮输送超导电动磁悬浮等新兴领域,继续完善全链条标准体系,研制出更多填补空白的高水平标准,要发挥好标准的标杆作用,在更多优势产业领域推动标准创新,培育一批标准化示范试点项目,带动全行业产量提升、质量提升。

  ■把握关键节点 推动地热能高质量开发

  地热能作为清洁能源的“潜力股”,正迎来前所未有的历史机遇。中国技术监督情报协会地热产业工作委员会主任陈焰华说:“我们脚下的每一度热量,都蕴藏着推动能源革命、守护绿水青山的巨大能量。希望今后能与更多优秀的企业携手,打通‘政产学研金服用’的最后一公里,让好的技术找到适宜的土壤,让好的产品找到广阔的市场。”

  对于潍坊如何实现地热能利用的高质量发展,滕吉文认为,要抓住几个关键点:

  首先,要摸清家底,科学规划。地热开发不能竭泽而渔,要利用现代地球物理手段,查明第二深度空间(3-10KM)地下热能的存储与结构环境,实现“取热不取水”、“采灌均衡”,确保资源的可持续利用。同时要结合磁悬浮热泵等先进装备的技术特性,科学规划地热开发布局,进行全国全省和地区的顶层设计,让先进装备与优质资源相匹配,以取得最大效能。

  其次,要技术迭代,产业升级。热泵产业的高质量发展,核心在于能效比的提升和适应性的拓展。因此,要创新研发更高效、更适用的压缩机和换热材料,探索深层地岩换热技术,推动高效节能热泵在清洁取暖、制冷以及工业减排中的规模化应用。

  再次,要多元协同,储能耦合。地热要与太阳能、风能发电,余热等构筑多能互补共存的智慧能源网络。特别是在“双碳”目标下,未来的能源结构,必然是化石能源、可再生能源与新能源的优化匹配。