室外寒风凛冽，室内暖意融融。在山东省德州市一处采用新型地热供暖的小区内，居民家中温度计稳定指向22℃。这份温暖，并非来自传统的锅炉或空调，而是源于地下深处的清洁能源——地热所提供。无论室外气温如何波动，这份来自地下的温暖持续而稳定。
图为山东省地矿局水文二队1997年打出的山东省首眼供暖用地热井。新华网程浩然 摄
山东省首眼供暖用地热井(资料图)
“很多人觉得地热供暖就得打井抽水，其实我们已经在用‘不取水’的方式向地球借热了。”山东省地矿局第二水文队总工程师赵季初指着能源站屏幕上实时跳动的数据说道。
向地球“借热”：一场认知与技术的革新
传统的水热型地热开发利用，需要抽取高温地下水，利用其热量后再将冷水废弃。这个过程不仅存在水资源损耗、热损失，还可能对地下热储结构产生影响。如何既能利用地热，又不对地下水和地质环境造成干扰，是全球地热学界持续攻关的课题。
“山东的地热资源丰富，但分布不均。全省约70%的区域属于‘有热无水’或地热水资源不宜开采的地区，传统技术在这里难以施展。”赵季初介绍。瞄准这一瓶颈，山东地矿第二水文队将技术攻关方向锁定在了“取热不取水”的闭式循环换热技术上。
赵季初用了一个形象的比喻：“可以想象成给地球深处安装了一根巨大的‘吸热导管’。我们在钻孔中植入封闭的换热器，管内有专用工质液体。它们在井下吸收岩土中的热量后，通过循环系统被带到地面，经热泵机组‘加压提温’后，即可送入供暖管网。释放完热量的工质液体再返回地下继续吸热，整个过程形成一个与地下水完全物理隔离的闭环，不抽取一滴地下水，实现了零取水、零排放。”
图为“取热不取水”原理示意图。新华网程浩然 摄
这项技术的核心突破，在于高效、稳定地从地下岩土体中提取热量。该团队创新采用了“单井闭式循环+超长重力热管”的双系统设计，并应用梯度换热与热泵耦合提温模式。借助工质的相变与重力自循环特性，系统无需额外耗电驱动井下泵，就能实现热量的有效传导。“技术的关键，是解决深部换热效率、长效运行可靠性以及成本控制问题。我们通过材料、工艺和系统设计的反复优化，现在单井的取热功率和稳定性已能满足规模化供暖需求。”赵季初解释道。
变“睡”为宝：唤醒地下的资源
“取热不取水”技术的意义，远不止于解决“有热无水”地区的供暖难题，它还为大量“沉睡”的存量资源带来了新生机。
“许多早期施工的地热井，或因水温下降、或因水质变化、或因回灌不畅而废弃。传统眼光里，它们失去了价值。但我们的新技术可以对这些废弃井进行改造，植入换热系统，让它‘复活’，重新为供暖出力。”赵季初说。据初步测算，仅山东省内现有的600多眼废弃地热井若得以改造，预计可新增供暖面积超1000万平方米。
此外，这项技术也为中低温地热资源的直接利用(非发电)开辟了更广阔的道路。我国华北地区广泛分布着埋深在3000米以内、温度在80℃以下的中低温地热资源，其热能品位虽不足以高效发电，却是清洁供暖的绝佳来源。“我们的目标，就是让这些分布广泛但品位不高的‘普通’地热，变得‘不普通’，能稳定、经济地为老百姓的冬天送去温暖。”赵季初表示。
前景广阔：从示范走向规模化
图为德州本地企业利用地热供暖种植番茄的大棚，每种植季节可节省供暖成本近1500万元。受访者供图
赵季初介绍，目前，这项创新技术已从实验阶段走向示范应用。在德州等地开展的试点项目，历经多个采暖季的运行验证，其稳定性、能效比和环保效益得到了充分检验。
展望未来，赵季初认为随着“双碳”目标的推进和能源结构转型的深入，地热供暖将迎来重要发展机遇：“‘取热不取水’技术为我们打开了一扇新的大门。它不依赖特定水文地质条件，适用性更广；环境友好，无污染排放；运行稳定，使用寿命长。预计未来在北方清洁供暖领域，特别是城镇连片供暖和乡村分布式供暖中，将占据一席之地。”
赵季初透露，围绕该技术的专项行业标准正在加速制定中，这将为技术的规范化、规模化推广奠定坚实基础。同时，技术的成熟也将带动从高性能换热材料、专用管材到智能控制系统等一系列上下游产业链的发展。
记者采访结束时，窗外寒意仍浓，但能源站内机声平稳。这份来自地球深处的温暖，正通过科技的桥梁，源源不断地输送到千家万户。地热，这份地球最慷慨的馈赠，正在新时代的技术加持下，焕发出更加璀璨的温暖之光。