科技日报记者 王延斌 通讯员 庞世乾
“阴天也不怕，一点都不影响供热。”6月22日，山东省东营市，胜利油田孤东油区的天空铺满薄云，正是“采集热量”的好天气。指着孤东827P5井场西南角一组顶着“光伏板”的装置，中国石化胜利油田孤东采油厂采油管理四区安全生产指挥中心注采管控岗胡建军说出了上面的话。
“它看上去像光伏板，其实不是，真名叫‘凝热板’，其面板温度始终低于环境温度，可吸收太空中的各种辐射能。”胡建军说，这是太空绿能加热技术。
辐射是热传播的一种方式。胡建军解释说，坐在取暖器旁边时脸上会感到热，就是热辐射。光伏发电和太阳能加热需要晴好天气，是“见好就收”。凝热板吸收辐射能，“就像一张‘冷面孔’，见热就收”。
孤东采油厂新能源专班技术人员张红军向记者介绍，眼前这个太空绿能制加热装置就是利用了热辐射原理，将电磁波形式在空间传播的能量吸收，重新转变为热能。
据了解，孤东827P5井场有两口稠油井，需要井口加热升温。一般来讲，稠油加热采取燃料炉、电、太阳能和风力等加热方式，但每种方式都有其弊端。如传统燃料加热存在排放和能耗大的问题，光热和风力制热存在占地面积大，无太阳光、无风时不能运行的缺点。
山东物华石油设备有限公司董事长罗光财敏锐地观察到了这一点，2022年开始攻关太空绿能加热技术。“与化石能源相比，太空能作为取之不尽、安全无污染、无须运输的绿色能源，利用其满足生产生活中的热能需求。”罗光财说。
在能源界，太空能被定义为太阳能和空气能的组合系统。在张红军看来，辐射能制热方式可以较好地克服常规加热方式的弊端。它不光不怕阴天下雨，即使风吹过、雪飘过，冷冷的凝热板都会“雁过拔毛”般吸热，并将低品位热能转化为高品质热量。
2023年初，在理论研究取得突破的基础上，山东物华石油设备有限公司与孤东采油厂开始合作，共同攻关研制太空绿能加热技术和设备，在年底建成投产，并取得了两项国家发明专利。太空绿能加热技术首次“试水”落地胜利油田，在国内油气生产领域开先河。
记者在现场看到，井场西南角还有一个多源微网储能系统、能源路由器，井场周边布满了光伏，加上网电线路，与油气井共同构成了井组源网荷储系统。
罗光财介绍，太空绿能加热的技术原理是，低温制冷剂进入凝热板后不间断吸收热量逐渐升温进入热泵，然后利用白天光伏发的绿电，启动热泵制热，储存到高效储热箱内，通过换热器对稠油进行24小时连续供热。温度降低后的制冷剂在夜间网电谷电期持续降温后进入凝热板吸热。
数据显示，该装置与电加热相比，可节电3.5倍以上，节约加热成本7倍以上。“这是多机理、多方法的联合创新，符合油田的柔性生产需求，最大限度地消纳绿电。”张红军表示。
据了解，国家石油装备产品质量检验检测中心对其进行了一个月不间断测试，结论是能效比平均值达到2.90，年节电近6万千瓦时，消纳绿电近9万千瓦时。
“一天既可以省下120立方米天然气，又让稠油温度从33℃提高到50℃。”两年来，胡建军一直跟这套装置打交道，对其好处“如数家珍”，“其扩大了热能来源，提高集热效率30%以上，安全可靠，高效、低成本吸热，值得推广。”胡建军说。
自上世纪70年代能源危机以来，太空绿能逐步成为全球研究重点。张红军表示，太空绿能加热技术通过一体化设计实现节能、降本、减碳三重效益，为油气生产绿色转型提供了新范式，有望在稠油开采领域掀起一场“冷面孔”的热革命。
