潜能恒信董事长周锦明:构建地下三维空间大数据如何帮助雄安高质量发展?
“2018 年能源大转型高层论坛” 于2018 年 8 月 25在北京召开。本次会议由国务院发展研究中心资源与环境政策研究所主办。大会邀请国家相关部门、国内大企业、国外相关国际能源机构、企业和咨询管理机构与会,讨论天然气、地热能与能源互联网、能源转型的发展趋势和实现途径。
潜能恒信能源技术股份有限公司董事长周锦明出席会议并作精彩演讲。
以下为发言实录:
尊敬的各位领导、专家,下午好!我代表课题组还有潜能恒信在雄安能源规划研究当中提一些新的想法。
刚才大家都讲了地热能源包括一系列的绿色发展,如何高质量发展,其实最核心的问题、基础就是技术,只有技术过硬才能助力高质量发展,所以今天的题目,构建地下三维空间大数据,助力能源大转型以及雄安高质量发展。
地下水的分布情况、地热能的分布情况都跟城市建设有关系,如何合理规划能源高效利用高效开发,跟城市的发展息息相关。包括这里一些断裂系统对城市的规划、布局都非常有关系,比如地下管廊、地下水的利用、地热的利用是非常有关系的,,根据华北地区的一些经验,对雄安地区的能源规划有了一些理念上的一些政策建议。
技术方案,针对这些在课题组研究当中提出一系列技术方案,以及对雄安整个实现可视化、智能化、网联化、共享化的一个城市运营平台,运用大数据监视整个城市的地下能源情况以及城市规划情况,保证雄安质量目标的实现,提供一个数据支撑作用,这是一个展示平台,这是可以实现的。
下边具体要讲如何构建地下三维空间大数据,来保证未来雄安高质量发展,以及实现零碳智慧的多重能源互补,把雄安的地热能进行合理高效利用,同时又实现物理世界跟数字世界,两个世界里面的数字城市,就是数字雄安的,就是地下数字雄安的目标。
到目前为止,全世界都一样,所有的城市规划由于受到一些技术限制、理念限制,一般在地面规划还是比较重视的。由于受以前没有三维技术来透视地球,只有一些普查技术和少量二维、钻孔数据,所以密度低、精度低,对城市下面的资源不了解,怎么利用城市地下资源、运维城市安全问题,其实是一笔糊涂帐。现在有一些高科技的技术,应该就利用现有的技术服务城市,也就是现在的城市,没有一个城市地下有三维大数据来服务城市,所以雄安一个新的城市,我们应该利用现在新的技术建立一个三维高密度的空间数据,地下空间数据,来服务雄安的规划跟建设,这是一个理念。
数字城市是雄安的一个重要组成部分,地下空间大数据又是数字城市的重要组成部分。假如雄安要做先地下后地面的规划理念,然后构建三维高密度的空间大数据,雄安就是一个创新的城市规划理念,是全球没有的。
第二个,可以填补城市地下三维空间空白,高精度的,精度可以做到20米乘20米的网格,甚至根据需要可以做到5米乘5米,根据需要来设立地下三维大空间的密度,建设三维地下大数据,开创城市规划建设的先河,这个没人干过,所以一定要把这个事儿做下去。这是课题组通过一年多的研究,在国务院发展研究中心政策研究所的指导下,一直在研究这个事情。
建立了三维空间大数据之后,可以实现两个优化,一个确保。一个是科学优化城市空间布局,譬如哪个地方该建什么,不该建什么,我们对地下结构很清楚,就更合理更安全。然后对地下建筑怎么弄,也是更优化了,布局变得合理了。
还有一个很重要关于今天课题有关的,能源大转型的问题,就是地热能,上午讲了很多,下午也讲了很多,地热能的一个运用。地热能的运用受到地下结构跟储层的影响,并不是到处打的地热井的产量跟温度都一样,和地质古地貌是有关系的,所以要查清地下的古地貌,岩溶也好,它的组成变化,溶洞也好。王院士上午说的,雄安就是一个埋在地下的桂林山水,并不是到处都是溶洞,有好的,也有不好的。需要用大数据解决看不见的东西,哪个地方的溶洞储量高、产量高,就可以高效又低成本开发地热。因为地热开发的成本高利用低,特别深的地方,那就要提高效率,就要用大数据助力提高效率。
下面讲这三个方面,一个是大数据的重要性,第二个问题是如何用先进的技术保证高质量地下大数据的建设,数据要准确。然后后面怎么实现的,在课题研究当中都有一系列的研究,而且想法能落地、理念能实现,来助力雄安的高质量发展。
地下三维空间大数据主要体现在三个方面,一个是城市地下跟地上的统筹规划需要,一个是空间布局合理性的需要,还有一个是能源的需要。在城市地上地下空间规划上面,一个是地面的布局,还有一个是地下管廊综合体的,以后雄安地下建筑物会非常多,地面非常少。地下50米、100米,地下的接口非常重要,还有地下的水资源,要知道它的分布规律,地下暗河在哪,水流情况怎么样,要搞清地下水资源。还有一个是地下能源,地热能分布规律、储量规模是怎么样的。包括可以建地下储蓄库,地下大数据都可以解决这个问题,而且非常准,为将来雄安的零碳智慧能源发展提供一个数据支撑方案。
空间布局方面,这是利用已有掌握的资料,勘探当中,雄安的牛头镇突起,古地貌的突起,雄安的密度是不均匀的,深度是不需要的,只有把下面的数据搞清楚,才能支持雄安地下地面规划的合理性的需要,这里面不一样的地方。地热能,我们以前作了一个统计,包括构造的情况,在1000米左右的地热能分布,然后地下大数据,雄安这块的数据是不全的,那个地方是模拟出来的。东边是一万平方公里的数据是真实的,面积都是20米乘20米,雄安这边都是两公里左右乘以两公里的,完全满足不了地热能的开发,所以要建立地下三维空间大数据来摸清雄安地热能的储量规模,为高效开发提供基础。现在雄县模式很好,但是它是先有小区,后有地热,要打地热井,所以以后要转变这个地貌,有地热的地区建什么小区,就地取材,这是我们一个理念。
基于大数据,把雄县模式,下午国总介绍的雄县模式非常成功。在课题当中,把雄县模式通过六个转变升级为雄安模式,一个就是地热能的开发由以前组团的模式,就是地热跟着组团走改变为地热能规划优先然后再组团。在功能上,由水热型转变为土热型。在供能方面,由单一供暖转变为电热等多联供。在用能上,由单一地热能转变为多能互补,要积极利用一些手段,提高用能效率。在用能周期方面,由一个冬季变成一年四季。在产业链方面由单一能源产业变为地热能上中下游一体化产业群,形成联动起来,提高产业的爆发力。
做到六个转变,实现多能互补,梯级高效利用,形成全产业链高质量开发利用,形成雄安模式,这是在能源课题研究当中得到的一些认识。然后这里面包括上游跟下游的一些内容,从勘探、开发、梯级、利用,整个产业链的一个内容。最后,在发展模式当中,发展高质量雄安模式,最后变成高质量的雄安质量,要从两个维度打造物理实体与数据虚拟世界的协同、管理,然后实现零碳智慧、清洁能源高效、安全多能互补、智慧协同、公平共享的一个能源体系,把这个建立起来,包括在课题研究当中的一些认识。
地下大数据是给能源方面,规划方面。另外一个用途,我们城市冬季高峰期使用比较多,储气主要在地表,雄安在华北地区有很多的地下水,有很多小气田,把小气田变成储气库,能储很多的气,冬天用电高峰的时候,就解决用气高峰的问题,解决冬季雾霾的问题,也是非常有效的手段,所以储气库也是非常重要的,雄安新区周边的储气库建设也是需要地下大数据支持。
大数据很重要,现在有什么样的技术能够保证地下大数据建设是高质量的?在地震采集方面,可以采用现在的无线万道采集技术,还有现在的成像技术,包括在海外做的技术进行地下成像。然后还有三维可视化的地下构造断裂精细解释,支持建模。包括后面地热能富集规律的研究包括选井,还有城市地下地上基础设施及资源空间布局三维建模技术,帮助全市高质量发展。
这个是三维的,雄安一万多个平方。这是一个断裂系统,这是5300,这个里面红的地方都是地热。还可以看到地下水,地下河,通过大数据可以把一条条河道找出来。包括旁边的矿泉水在哪,那边都是矿泉水,矿泉水非常多,然后为城市所用,而且合理开发,然后预测优质的地热分布范围,都是通过透视地球的技术勘探地下的分布结构。包括碳酸盐的灰岩分布是不均匀的,溶洞,喀斯特地貌,雄安无名山那些喀斯特地貌的岩溶古城必须通过大数据分析地下不均匀的喀斯特的岩溶,进行地热能的高效开发,才能保证地热能的高质量发展,而且效率非常高。这就是现有技术的一个保证。
后面就是建模技术,把地下的大数据跟地面进行进行联合建模,为城市运营提供服务。全世界没有一个城市这么干的,雄安没建之前把数据采了,然后在数据上怎么建雄安规划的城市,那是非常壮观的一个城市,这是我们想象但是下面是真实的,地下透视是真实的,除了雄安这一块密度不够,其他地方我们做的是20米乘20米的精度。在这个基础上,如何实现雄安地下大数据的实现路径,我们的理念是,因为雄安2000平方公里左右,所以要整体部署、整体规划,统筹安排、分步实施。
主要讲一下实现路径,分四个步骤。一个是数据采集,一个是模型计算,以及平台建设,运维。这四个步骤,前期要数据采集,要考虑城市的运维,浅层的在500米以下采集方案是什么的,深层,地热层,地下水层是什么样的,我们公司有非常成熟的技术,而且设备应该是全球No.1的设备,都可以满足地下大数据的采集、处理、成像、可视化,最后建模雄安,结合浅层的工程地质、钻井资料,还要建各种标准,为城市的规划建设提供依据,包括地热能的一些规模进行计算。这是一个建模的目的。然后就是平台建设,平台就是四化,要人工智能、大数据、云计算,包括移动技术,依托数据模型,建立可视化、网联化、可视化、共享化,建立这样一个模型。然后平台应该跟地面怎么配合,以前没有这个技术,现在有这个技术,应该用上,使地下管廊建设,综合建设更加合理、更加安全,包括资源的开发更加有序、更加合理科学地利用。
最后一点,可以在城市里头打井,深井浅井兼顾,检测它温度的变化、压力的变化、地壳的一些变化,都可以通过现有很成熟的技术实施采集、运维,包括地热能的情况,地下水的变化,在一个展示平台监控,帮助城市进行安全预警、实时管控。技术方案现在非常成熟,在油田里就做过地下数字油田,可以完全移到城市里面对地下进行管控,包括地热层的数据库、管廊数据库,包括支撑层、应用层。底层都是应用层,流程监控、地热层共能监控,管廊的监控,数字用能的一些监控,动态的监控,最后还可以移动,移动平台也都可以监控,这些都有非常成熟的技术。最后就是实现一个展示平台,助力雄安质量的高目标实现,实现可视化、智能化、网联化、共享化的一个平台。
假如雄安一定要在近两年完成这个工作,再不完成,后面一开工,地震采集工作就不能完成了,不能留下千年遗憾,我就说这些。
感谢大家!
(能见App根据速记整理,未经发言嘉宾审核)