淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用前景廣闊

淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用前景廣闊

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，能源形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。淺層地溫能是一種清潔、價(jià)廉、豐富且可再生的新型環(huán)保能源，也是一種特殊的礦產(chǎn)資源，利用前景廣闊。開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能對(duì)構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)、保障國(guó)家能源安全、改善我國(guó)現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本版邀請(qǐng)中國(guó)地調(diào)局淺層地溫能研究與推廣中心主任衛(wèi)萬(wàn)順和總工程師冉偉彥為讀者講解淺層地溫能的有關(guān)知識(shí)，介紹資源開(kāi)發(fā)利用狀況和今后一段時(shí)期的重點(diǎn)工作，以期對(duì)大家有所幫助。

　　問(wèn)：地質(zhì)工作在淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用中的作用是什么？
　　答：淺層地溫能是存在于地下隱蔽地質(zhì)體中的一種無(wú)形自然資源，地質(zhì)條件對(duì)開(kāi)發(fā)利用起著舉足輕重的作用，所以有必要采取專門的勘查方法對(duì)其進(jìn)行資源量的估算和開(kāi)發(fā)適宜性的評(píng)估。因此，要發(fā)揮地質(zhì)工作的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，國(guó)家需要利用這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)為節(jié)能減排工作服務(wù)，地勘單位應(yīng)主動(dòng)出擊，把握機(jī)遇、履行責(zé)任、開(kāi)拓市場(chǎng)，使淺層地溫能資源的開(kāi)發(fā)利用成為地勘單位一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增加點(diǎn)。

　　問(wèn)：圍繞淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用國(guó)土資源部門做了哪些主要工作？
　　答：國(guó)土資源部十分重視淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用工作。2006年開(kāi)始淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)試點(diǎn)工作；2007年國(guó)土資源部在北京組織召開(kāi)了全國(guó)地?zé)崮埽\層地?zé)崮埽╅_(kāi)發(fā)利用現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在北京市地勘局成立中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心；2008年國(guó)土資源部下發(fā)了《國(guó)土資源部關(guān)于大力推進(jìn)淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的通知》，全面部署我國(guó)淺層地溫能資源的勘查評(píng)價(jià)、規(guī)劃編制和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作；2009年國(guó)土資源部在天津召開(kāi)了全國(guó)淺層地?zé)崮芎偷責(zé)崮苜Y源管理工作會(huì)議，頒布了《淺層地?zé)崮芸辈樵u(píng)價(jià)規(guī)范》；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局委托中國(guó)地調(diào)局淺層地溫能研究與推廣中心、北京市地勘局舉辦了四屆全國(guó)淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用研修班。徐紹史部長(zhǎng)要求，要突出淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用這一重要工作，將加強(qiáng)淺層地溫能與地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)、規(guī)劃和開(kāi)發(fā)利用作為開(kāi)拓新領(lǐng)域、延長(zhǎng)工作鏈的一項(xiàng)重要工作予以支持，完善措施，強(qiáng)力推進(jìn)，盡快形成新的局面。近，由北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心組織編寫的《中國(guó)淺層地溫能資源》正式出版，汪民副部長(zhǎng)為該書寫了序。該書的出版，對(duì)全國(guó)淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用工作具有重要的指導(dǎo)作用和參考價(jià)值。由此可見(jiàn)，全面加強(qiáng)淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用的局面即將形成。
　　問(wèn)：今后一段時(shí)期的重點(diǎn)工作是什么？
　　答：針對(duì)目前淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用中存在的一些問(wèn)題，今后一段時(shí)期的重點(diǎn)工作主要是盡快開(kāi)展淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)工作，摸清資源家底；關(guān)注淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響；制定優(yōu)惠政策支持淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用；提高淺層地溫能資源的社會(huì)認(rèn)知程度。

*節(jié)
淺層地溫能概念、特點(diǎn)及利用價(jià)值

　　淺層地溫能（又稱淺層地?zé)崮埽┦侵柑N(yùn)藏在地表以下一定深度（一般小于200米）范圍內(nèi)巖土體、地下水和地表水中具有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的一般低于25℃的熱能。淺層地溫能是深層地?zé)崮芘c太陽(yáng)能共同作用的產(chǎn)物。
　　淺層地溫能利用價(jià)值在于地層中比較恒定的溫度與冬、夏兩季外界空氣存在較大的反向溫差，這種溫差即為潛在的可被利用的熱能。淺層地溫更接近于使人舒適的室溫，當(dāng)用熱泵為建筑物供暖時(shí)，用熱泵提溫的幅度較小，使熱泵機(jī)組運(yùn)行工況更穩(wěn)定、合理，所以當(dāng)提供同樣的熱量時(shí)需要的電能較少；夏季制冷時(shí)，淺層地溫能可提供比空氣低得多的溫度，使制冷機(jī)組的效率提高，因此節(jié)約電能。淺層地溫能所賦存的空間有較大的熱容量，且有較強(qiáng)的恢復(fù)能力，淺層地溫能可在一個(gè)使用季節(jié)中通過(guò)暫時(shí)降低溫度持續(xù)不斷地輸出熱能，而在非使用期得到恢復(fù)，這種年內(nèi)能夠恢復(fù)的熱輸出量即為淺層地溫能的合理開(kāi)采量，這種多年可持續(xù)利用的熱能就是淺層地溫能的利用價(jià)值。
　　毋庸置疑，淺層地溫能可以在一定的開(kāi)采強(qiáng)度、合理的系統(tǒng)分布情況下，在冬、夏兩季數(shù)月內(nèi)連續(xù)為水源熱泵機(jī)組提供穩(wěn)定的低溫?zé)嵩矗ɑ驘釁R），例如冬天供暖時(shí)，淺層地溫能為水源熱泵機(jī)組提供的熱能占到了熱輸出的70%～80%，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下具有很大的利用價(jià)值。所以根據(jù)以上定義，淺層地溫能無(wú)疑是一種無(wú)形自然資源中的新能源。
　　淺層地溫能具有如下特點(diǎn)：
　　一種新型戰(zhàn)略資源。淺層地溫能資源既是清潔能源，又是可再生能源，所以開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能資源是保障國(guó)家能源安全的必然選擇，是確保我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排戰(zhàn)略目標(biāo)的重要手段。
　　分布廣泛、能量巨大。淺層地溫能資源廣泛分布于除了赤道附近和高緯度地區(qū)之外的廣大區(qū)域，尤其在中緯度、四季氣溫變化明顯的地區(qū)有較高的利用價(jià)值。據(jù)專家測(cè)算，我國(guó)每百平方公里（相當(dāng)于一個(gè)中等城市的面積）近百米深度內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量是1560×104千瓦，而百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量也有21×104千瓦。
　　可循環(huán)利用。淺層地溫能經(jīng)過(guò)一個(gè)冬季的連續(xù)開(kāi)采利用后，在換熱區(qū)域內(nèi)造成了局布地溫場(chǎng)異常，存在一定的熱虧損。由于異常區(qū)與周圍正常地溫存在一定的地溫梯度，因而產(chǎn)生恢復(fù)性熱流，這種熱流可在其他三個(gè)非使用季節(jié)使換熱區(qū)的熱虧損得到自然補(bǔ)充，逐步恢復(fù)到平衡狀態(tài)；有制冷需求的工程則可在夏季制冷時(shí)的反向利用（放熱）中得到人工補(bǔ)給，使開(kāi)發(fā)利用工程年內(nèi)總的熱開(kāi)采量和補(bǔ)充量基本達(dá)到平衡。所以，淺層地溫能在季節(jié)性利用后可通過(guò)自然和人工補(bǔ)給或冬、夏兩個(gè)季節(jié)的反向溫差利用后基本保持地溫場(chǎng)的動(dòng)態(tài)平衡，從而可長(zhǎng)期循環(huán)利用。
　　可就近利用。由于資源無(wú)處不在，利用工程可以就地?。ㄅ牛?、就地取材，與地源熱泵系統(tǒng)緊密結(jié)合為建筑物供暖和制冷。與傳統(tǒng)能源相比可節(jié)省大量運(yùn)輸、傳輸和存放成本。如果大量采用則可提高資源的本地化水平，在一定程度上改善能源結(jié)構(gòu)。
　　可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。淺層地溫能資源的開(kāi)發(fā)利用只通過(guò)消耗少量的電能，能夠從淺層巖土體、地下水中提取大量的熱量或冷量，而地下水的水質(zhì)、水量不發(fā)生任何變化，在城區(qū)不向大氣排放二氧化碳等氣體及灰塵，對(duì)外界環(huán)境影響極小。與傳統(tǒng)的鍋爐供暖相比，地源熱泵系統(tǒng)對(duì)一次能源利用率可以達(dá)到90%，而中型鍋爐房則僅為65%左右，相對(duì)節(jié)能約38%?？梢哉f(shuō)淺層地溫能資源的開(kāi)發(fā)利用即達(dá)到了節(jié)能又起到了減排的作用，一舉兩得。淺層地溫能資源的開(kāi)發(fā)利用為解決建筑節(jié)能減排提供了一條重要途徑。

第二節(jié)
破解淺層地溫能勘查滯后的難題

發(fā)展淺層地溫能資源是大勢(shì)所趨
    大力發(fā)展淺層地溫能資源可有效地緩解我國(guó)化石燃料緊張局面?！侗本┦衅皆瓍^(qū)淺層地溫能資源地質(zhì)勘查》項(xiàng)目成果得出，在北京平原區(qū)地溫降低1℃時(shí)，3米～150米深度內(nèi)靜態(tài)資源量為每年1.94×1015千焦，折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.662億噸；冬季可利用資源量為每年4.48×1014千焦，折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.153億噸，可供暖面積約9.6億平方米；夏季可利用資源量為每年8.95×1014千焦，可供冷面積約16.0億平方米。據(jù)北京市總體規(guī)劃目標(biāo)，到2020年北京市供暖總面積才達(dá)到10億平方米。若大力發(fā)展淺層地溫能可優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，有效緩解化石燃料緊張局面。
　　大力發(fā)展淺層地溫能資源可有效地緩解我國(guó)環(huán)境的巨大壓力。如按北京市2008年底已實(shí)現(xiàn)供暖/制冷面積1300萬(wàn)平方米計(jì)算，與燃煤+冷水機(jī)組相比，每年可減少煙塵排放量0.055萬(wàn)噸，二氧化硫0.52萬(wàn)噸，二氧化碳35.4萬(wàn)噸，氮氧化合物0.2萬(wàn)噸；與蓄熱式電鍋爐+冷水機(jī)組相比，每年可減少煙塵排放量0.2萬(wàn)噸，二氧化硫1.9萬(wàn)噸，二氧化碳130.6萬(wàn)噸，氮氧化合物0.7萬(wàn)噸。同樣利用淺層地溫能供暖/制冷，如按可供暖面積9.6億平方米計(jì)，與燃煤+冷水機(jī)組相比，每年可減少煙塵排放量4.09萬(wàn)噸，二氧化硫38.33萬(wàn)噸，二氧化碳2610.13萬(wàn)噸，氮氧化合物14.43萬(wàn)噸。
　　大力發(fā)展淺層地溫能資源可明顯提高我國(guó)節(jié)能效果。如按北京市2008年底已實(shí)現(xiàn)供暖/制冷面積1300萬(wàn)平方米計(jì)算，與燃煤+冷水機(jī)組相比，每年可節(jié)約能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤14.8萬(wàn)噸；與蓄熱式電鍋爐+冷水機(jī)組相比，每年可節(jié)約能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤54.7萬(wàn)噸。同樣利用淺層地溫能供暖/制冷，如按可供暖面積9.6億平方米計(jì)算，與燃煤+冷水機(jī)組相比，每年可節(jié)約能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤1090萬(wàn)噸。
　　淺層地溫能勘查滯后的難題亟待破解
    勘查評(píng)價(jià)是淺層地溫能科學(xué)開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)。淺層地溫能是蘊(yùn)藏在地表以下一定深度內(nèi)的低品位的地?zé)豳Y源，其分布狀態(tài)、運(yùn)移規(guī)律、品位高低、開(kāi)發(fā)利用方式及規(guī)模等均受到地質(zhì)體富水性及導(dǎo)熱性能等的制約，認(rèn)識(shí)、了解淺層地溫能存在的地質(zhì)條件十分重要，特別是淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用工程中采集和釋放熱的能力和強(qiáng)度與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境組成、地質(zhì)環(huán)境中流體部分的活動(dòng)能力和巖土固體顆粒部分的熱傳導(dǎo)能力有直接關(guān)系。因此，在談到一個(gè)地區(qū)淺層地溫能潛力及其開(kāi)發(fā)利用前景時(shí)，首先需要掌握該地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景，從宏觀上把握淺層地溫能地質(zhì)條件和地溫場(chǎng)分布，以便為開(kāi)發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。
　　淺層地溫能存在的本質(zhì)是冬、夏兩季地層中比較恒定的溫度與外界空氣存在較大的反向溫差。在合理布局、科學(xué)開(kāi)采的情況下，淺層地溫能是一種取之不盡、用之不竭的自然資源。熱泵技術(shù)使淺層地溫能的開(kāi)發(fā)利用成為可能，可供人類長(zhǎng)期使用。任何資源都有可采資源量和開(kāi)采強(qiáng)度的限度，特別是大多數(shù)可再生能源都具有分散、低品位的特性，有些還受季節(jié)或再生周期的限制，因此資源的勘查評(píng)價(jià)是科學(xué)開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)。淺層地溫能是存在于地下隱蔽地質(zhì)體中的一種無(wú)形自然資源，地質(zhì)條件對(duì)開(kāi)發(fā)利用起著舉足輕重的作用。所以有必要采取專門的勘查方法對(duì)其進(jìn)行資源量的估算和開(kāi)發(fā)適宜性的評(píng)估。
　　據(jù)介紹，我國(guó)近年來(lái)淺層地溫能開(kāi)發(fā)迅速，市場(chǎng)化推動(dòng)為主，由于淺層地溫能資源調(diào)查、評(píng)價(jià)滯后，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)利用相關(guān)技術(shù)研究的薄弱，仍存在開(kāi)發(fā)利用地區(qū)發(fā)展不平衡等問(wèn)題。因此開(kāi)展淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)是政府部門做好淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃和管理的基礎(chǔ)性工作。

第三節(jié)  
摸清主要城市淺層地溫能資源家底

    充分發(fā)揮“北京平原區(qū)淺層地溫能資源地質(zhì)勘查”成果的示范作用
    2006年4月，北京市地勘局向北京市政府提交了《北京市淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策戰(zhàn)略研究》成果的報(bào)告。報(bào)告得到北京市政府的高度重視，北京市財(cái)政局同意開(kāi)展淺層地溫能資源地質(zhì)勘查工作。該成果明確提出淺層地溫能屬于資源范疇，科學(xué)厘定了淺層地溫能概念及其資源特點(diǎn)；建立了淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)體系，為國(guó)內(nèi)其他城市開(kāi)展同類工作具有重要的示范指導(dǎo)作用；計(jì)算了北京平原區(qū)3米～150米深度范圍內(nèi)的淺層地溫能資源量，初步分析了北京平原區(qū)淺層地溫能資源潛力；采用GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化管理的方法，初步建立了淺層地溫能資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架；對(duì)淺層地溫能資源量計(jì)算方法進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，確定了淺層地溫能資源量計(jì)算方法；對(duì)淺層地溫能資源量評(píng)價(jià)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究；利用ARCGIS技術(shù)建立了北京平原區(qū)淺層地溫能資源專項(xiàng)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)庫(kù)；初步查明北京地區(qū)淺層地溫能資源開(kāi)發(fā)利用工程現(xiàn)狀；詳細(xì)分析了淺層地溫能資源開(kāi)發(fā)利用的能耗，淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用與傳統(tǒng)供暖、制冷相比節(jié)能明顯。這一成果意義重大，對(duì)北京市新能源的開(kāi)發(fā)利用提供了強(qiáng)有力的科學(xué)支撐。
繼續(xù)完善淺層地溫能勘查—評(píng)價(jià)—開(kāi)發(fā)—監(jiān)測(cè)方法理論體系
    “北京平原區(qū)淺層地溫能資源地質(zhì)勘查”項(xiàng)目已獲得一系列成果：查明了北京平原區(qū)6400平方公里范圍內(nèi)地表下3米～150米的淺層地溫能資源特征和分布規(guī)律，研究評(píng)價(jià)了淺層地溫能的資源量，并進(jìn)行了開(kāi)發(fā)利用方式適宜性區(qū)劃，為確保應(yīng)用的可持續(xù)性，初步建立了從資源賦存地質(zhì)條件調(diào)查、適宜性區(qū)劃、資源量計(jì)算、潛力評(píng)價(jià)、效益分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)等的資源勘查—評(píng)價(jià)—開(kāi)發(fā)—監(jiān)測(cè)方法理論體系。成果內(nèi)容居世界科學(xué)前沿，總體達(dá)到先進(jìn)水平。為全面開(kāi)展淺層地溫能資源勘查—評(píng)價(jià)—開(kāi)發(fā)—監(jiān)測(cè)提供了理論基礎(chǔ)和方法保障。
盡快摸清我國(guó)主要城市淺層地溫能資源家底
    2008年12月，國(guó)土資源部下發(fā)了《關(guān)于大力推進(jìn)淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的通知》，從調(diào)查評(píng)價(jià)、編制規(guī)劃、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)三個(gè)方面，對(duì)大力推進(jìn)我國(guó)淺層地溫能資源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了部署。國(guó)土資源部這一部署是非常及時(shí)和必要的，表明我國(guó)的淺層地溫能資源開(kāi)發(fā)利用將駛?cè)肟茖W(xué)化、規(guī)范化軌道。面對(duì)全國(guó)的發(fā)展形勢(shì)和需求，國(guó)土資源部地質(zhì)環(huán)境司、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局借助中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心這個(gè)平臺(tái)，連續(xù)三年成功舉辦了四期全國(guó)性的淺層地溫能資源勘查評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用研修班暨學(xué)術(shù)交流會(huì)，為在全國(guó)范圍推廣利用淺層地溫能工作儲(chǔ)備了人才。因此，各地區(qū)都應(yīng)積極利用這些優(yōu)勢(shì)，及時(shí)開(kāi)展淺層地溫能的調(diào)查評(píng)價(jià)工作，查清淺層地溫能資源分布特點(diǎn)等，為今后科學(xué)開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能、編制專項(xiàng)規(guī)劃提供依據(jù)。

第四節(jié)
關(guān)注地溫能開(kāi)發(fā)利用對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

    淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用主要有兩種方式，即地下水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)。隨著使用淺層地溫能項(xiàng)目的增多、規(guī)模的擴(kuò)大，不同利用方式在其發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如地下水源熱泵系統(tǒng)地下水回灌難，造成水位下降，地面沉降；系統(tǒng)整體不節(jié)能；水質(zhì)污染；地溫場(chǎng)的變化等問(wèn)題。
　　地下水熱泵系統(tǒng)是通過(guò)抽取地下水，利用地下水全年溫度恒定的特點(diǎn)，與水源熱泵的冷凝器或蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，或通過(guò)板式換熱器與冷凝器產(chǎn)生的高溫?zé)崴ㄏ募竟ぷ鲿r(shí)）或蒸發(fā)器產(chǎn)生的低溫冷水（冬季運(yùn)行時(shí)）進(jìn)行熱交換。然后將置換冷量或熱量后的地下水全部回入同一含水層中。目前地下水連續(xù)、實(shí)時(shí)回灌的技術(shù)尚不成熟，多為自然回灌，造成回灌量降低的原因主要是回灌井的堵塞現(xiàn)象。造成堵塞的原因包括物理、化學(xué)等原因。如果成井工藝不當(dāng)，可能造成水中含沙量較多，造成井的物理堵塞而影響回灌。另外，抽/灌水溫度的不同和壓力的變化，使水中一些物質(zhì)析出、沉淀也是造成井堵塞的原因之一。在大多數(shù)情況下，回灌井的堵塞不可避免?；毓嗖焕挚稍斐伤Y源浪費(fèi)，并且是造成地面沉降的隱患。淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用可能造成水質(zhì)污染是因?yàn)椴煌|(zhì)的含水層水混抽混灌引起的。對(duì)于直接進(jìn)入機(jī)組的地下水工質(zhì)、潤(rùn)滑油的泄漏也是水質(zhì)污染潛在的危險(xiǎn)。目前，由于缺乏必要的地質(zhì)環(huán)境影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，淺層地溫能開(kāi)發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響沒(méi)有定論。所以需要對(duì)地下水位、水質(zhì)、水溫進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
　　地埋管地源熱泵系統(tǒng)由于采用埋管的閉式循環(huán)進(jìn)行換熱，對(duì)地下水影響不大，但需要較大的換熱溫差和較高的埋設(shè)密度，對(duì)局部地溫場(chǎng)的干擾比較大。因此有必要在土壤換熱孔內(nèi)不同深度和周圍土壤中布置測(cè)溫元件，采集其溫度場(chǎng)，測(cè)得土壤層內(nèi)溫度變化動(dòng)態(tài)，更好地為優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算換熱量和評(píng)價(jià)環(huán)境影響提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。當(dāng)換熱管內(nèi)的傳熱介質(zhì)含有防凍劑時(shí)，如果泄漏，也可能造成對(duì)地下水的污染。施工中如果換熱孔穿透不同水質(zhì)的含水層，也有可能造成地下水水質(zhì)的改變。因此，有必要對(duì)地下水、地溫場(chǎng)采取一定的監(jiān)測(cè)措施。
　　《北京平原區(qū)淺層地溫能資源地質(zhì)勘查》成果采用GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化管理的方法，建立了地下水式地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站1處、地埋管式地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站1處以及20個(gè)地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，系統(tǒng)運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，取得了部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。利用ARCGIS技術(shù)建立了北京平原區(qū)淺層地溫能資源專項(xiàng)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)庫(kù)。在實(shí)施《北京市平原區(qū)淺層地溫能資源地質(zhì)勘查》項(xiàng)目的過(guò)程中，北京市地勘局在平谷建立了一個(gè)關(guān)于淺層溫能開(kāi)發(fā)利用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　各地在開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能的同時(shí)應(yīng)建立淺層地溫能地質(zhì)環(huán)境影響監(jiān)測(cè)網(wǎng)。對(duì)不同深度的地溫場(chǎng)、地下水水位和水質(zhì)、地面標(biāo)高等項(xiàng)目實(shí)施長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握地溫變化動(dòng)態(tài)、水土質(zhì)量和地面變形情況，一旦發(fā)現(xiàn)地溫長(zhǎng)期持續(xù)單向變化，或水土污染、地面沉降，應(yīng)立即采取有效措施加以解決，防止產(chǎn)生地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。為了對(duì)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用方法、技術(shù)等方面加強(qiáng)示范引導(dǎo)，各省(區(qū)、市)應(yīng)選擇有代表性的城市建立若干監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)區(qū)。

第五節(jié)  
推進(jìn)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的快速發(fā)展

    淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用需要優(yōu)惠政策支持
　　淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用明顯受經(jīng)濟(jì)成本與效益制約。淺層地溫能資源開(kāi)發(fā)利用的主要方式是地源熱泵技術(shù)。因此，地源熱泵項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益分析和研究對(duì)于淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用具有十分重要的意義。地源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析的主要費(fèi)用構(gòu)成是項(xiàng)目初投資、運(yùn)行成本和投資回收周期。
　　工程初投資：工程初投資包括熱泵機(jī)房、室外換熱系統(tǒng)和室內(nèi)末端系統(tǒng)三個(gè)部分。影響地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)初投資的因素很多，如氣候條件、地質(zhì)條件、建筑類型、建筑密度、材料和勞動(dòng)力價(jià)格水平等。從初投資上看，全國(guó)不同類型的項(xiàng)目，從南到北，氣候不同，使用功能不同，會(huì)有較大的差距。
　　運(yùn)行成本：熱泵系統(tǒng)運(yùn)行成本包括年消耗能源費(fèi)用、熱泵系統(tǒng)管理維護(hù)人員工資和熱泵系統(tǒng)維修費(fèi)三部分。
　　影響運(yùn)行成本的因素主要有，地下?lián)Q熱器的影響；土壤特性對(duì)地源熱泵的運(yùn)行特性有重要的影響；熱泵機(jī)組性能、容量和循環(huán)泵的類型；地下?lián)Q熱器設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)挠绊?；運(yùn)行管理策略、運(yùn)行方式和日常維護(hù)的合理性。
　　根據(jù)實(shí)際工程運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，在地質(zhì)條件適宜，系統(tǒng)配置合理的情況下，地源熱泵與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)相比，冬季采暖運(yùn)行成本可以節(jié)約30%以上，夏季可以節(jié)約10%以上。
　　投資回收周期：投資回收周期是工程增量成本與年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的比值，它是評(píng)估能源利用是否合理的主要指標(biāo)之一。地源熱泵系統(tǒng)靜態(tài)投資增量回收期大概在4～10年不等，伴隨著地源熱泵技術(shù)逐步推廣應(yīng)用，政府補(bǔ)貼的逐步完善，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模不斷加大，生產(chǎn)廠家和集成商逐漸增多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇，地源熱泵系統(tǒng)初投資將會(huì)進(jìn)一步降低，這將有利于費(fèi)用年值降低和投資回收期的縮短，更有利于地源熱泵技術(shù)在全國(guó)的推廣應(yīng)用。
　　為應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源短缺的矛盾，一些國(guó)家自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，在大力開(kāi)展替代能源技術(shù)研究與創(chuàng)新的同時(shí)，大力開(kāi)展制度創(chuàng)新，運(yùn)用各種經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)和促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。國(guó)外的做法主要包括政府直接投資，設(shè)立專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)推廣可再生能源，另外，政府出資開(kāi)展資源調(diào)查與評(píng)價(jià)，同時(shí)為商業(yè)化發(fā)展提供免費(fèi)的信息服務(wù)；政府也會(huì)給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼扶持可再生能源的發(fā)展；通過(guò)稅收、價(jià)費(fèi)優(yōu)惠措施也是激勵(lì)可再生能源發(fā)展的手段之一。通過(guò)收集我國(guó)及各?。▍^(qū)、市）從2004年至2008年的各類實(shí)施意見(jiàn)、管理辦法、指導(dǎo)意見(jiàn)、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)。已出臺(tái)政策的省份(城市)以北方為主，說(shuō)明開(kāi)發(fā)利用主要集中在北方地區(qū)。地源熱泵系統(tǒng)用在供暖解決能源及大氣污染問(wèn)題需求更迫切。政策及規(guī)范的制定以建設(shè)主管部門為主，另外，已有政策較分散，對(duì)地下資源的合理利用關(guān)注不足。對(duì)地下水源熱泵管理嚴(yán)格，為保護(hù)地下水資源安全，如北京、天津、武漢對(duì)地下水源熱泵發(fā)展有管理規(guī)定，審批較嚴(yán)格。一方面保護(hù)了水資源，但在一定程度也限制了水源熱泵系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)利用，大多數(shù)城市趨于對(duì)地下水資源的保護(hù)，采取謹(jǐn)慎態(tài)度。從中不難看出，淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的快速發(fā)展與政府政策扶持力度的逐步加大息息相關(guān)。
　　根據(jù)北京市能源規(guī)劃和地?zé)嵋?guī)劃的要求，“十一五”期間，北京市利用淺層地溫能面積將達(dá)到3500多萬(wàn)平方米。為進(jìn)一步優(yōu)化北京能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，加強(qiáng)和規(guī)范熱泵系統(tǒng)的管理，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，2006年5月，北京市政府印發(fā)《關(guān)于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，對(duì)選用地下（表）水源熱泵，每平方米補(bǔ)助35元，選用地源熱泵和再生水源熱泵的，每平方米補(bǔ)助50元。
　　2009年財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)可再生能源建筑應(yīng)用城市示范實(shí)施方案的通知》。《通知》指出，為貫徹國(guó)務(wù)院關(guān)于節(jié)能減排戰(zhàn)略部署，深入做好建筑節(jié)能工作，加快可再生能源在城市建筑領(lǐng)域應(yīng)用，對(duì)納入示范的城市，中央財(cái)政將予以專項(xiàng)補(bǔ)助5000萬(wàn)元，具體根據(jù)2年內(nèi)應(yīng)用面積、推廣技術(shù)類型、能源替代效果、能力建設(shè)情況等因素綜合核定，切塊到省。推廣應(yīng)用面積大，技術(shù)類型先進(jìn)適用，能源替代效果好，能力建設(shè)突出，資金運(yùn)用實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，將相應(yīng)調(diào)增補(bǔ)助額度，每個(gè)示范城市資金補(bǔ)助高不超過(guò)8000萬(wàn)元。《通知》中的“可再生能源在建筑中的應(yīng)用”主要指太陽(yáng)能和地源熱泵技術(shù)，其中地源熱泵包括土壤源熱泵、淡水源熱泵、海水源熱泵、污水源熱泵等技術(shù)。
　　近年來(lái)，雖然一些地方政府以極大的熱情和力度來(lái)推廣淺層地溫能，但仍存在市場(chǎng)不規(guī)范、地區(qū)發(fā)展不平衡等問(wèn)題，亟待政府相關(guān)部門制定一系列優(yōu)惠政策，進(jìn)一步鼓勵(lì)、引導(dǎo)和規(guī)范行業(yè)的有序發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)淺層地溫能的科學(xué)、有序的開(kāi)發(fā)利用。
    淺層地溫能資源的社會(huì)認(rèn)知程度亟須提高
　　淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用在國(guó)外發(fā)展了幾十年。在我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)起步較晚，只有十多年的歷史，盡管目前淺層地溫能供暖在我國(guó)已經(jīng)有了大量的應(yīng)用實(shí)例，在我國(guó)也有多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)進(jìn)行性能研究和工程實(shí)踐,但由于社會(huì)各界包括開(kāi)發(fā)商及相關(guān)部門管理者對(duì)這一技術(shù)相關(guān)知識(shí)了解不夠，對(duì)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性還不了解，認(rèn)知程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；一些設(shè)計(jì)單位由于認(rèn)知不足，缺乏經(jīng)驗(yàn)，還沒(méi)有接受這項(xiàng)技術(shù)，采取敬而遠(yuǎn)之的態(tài)度。這些都嚴(yán)重制約了淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的推進(jìn)。
　　因此，各地應(yīng)提高全社會(huì)對(duì)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的認(rèn)知程度。有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的宣傳工作，普及淺層地溫能知識(shí)，推進(jìn)學(xué)科間的溝通互動(dòng)，促進(jìn)這一新能源的開(kāi)發(fā)利用。在這一點(diǎn)上，國(guó)土資源管理部門責(zé)無(wú)旁貸，大有可為。我們應(yīng)該抓緊時(shí)機(jī)，利用媒體，組織專題報(bào)道和科普宣傳，尤其是把一些開(kāi)發(fā)利用較好的項(xiàng)目作為示范向全國(guó)推介，大力宣傳其節(jié)能減排的實(shí)際效果，使這一綠色環(huán)保新型能源真正深入民心。各地應(yīng)進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí)，積極行動(dòng)起來(lái)，營(yíng)造一種大力推進(jìn)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的良好社會(huì)氛圍。
　　此外，為更好地開(kāi)發(fā)利用這項(xiàng)技術(shù)，各大專院校、科研單位、專業(yè)協(xié)會(huì)及相關(guān)單位應(yīng)發(fā)揮各自專業(yè)優(yōu)勢(shì)，組織開(kāi)展淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)利用相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)交流。針對(duì)技術(shù)難題，進(jìn)行科技攻關(guān)，不斷提高淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)水平。
　　大力推進(jìn)淺層地溫能開(kāi)⒗?，哉C鞘薪ㄖ諛苤幸庖逯卮?，全脣云进势栽r匭小Ｕ廡枰緇岣鶻緄墓餐Γ卸鵠矗⑶以諦卸兇⒁餳憂孔試吹目輩櫧蘭郟；せ肪?，紤n靠蒲а芯亢圖際豕ス?，掌握规律科学利用，葌兂层地温能为构建自嚧阶晩A禿突肪秤押瞇蛻緇岱⒒癰笞饔謾?
　　總之，淺層地溫能是一種可再生的新型環(huán)保能源，瞄準(zhǔn)淺層地溫能資源是大勢(shì)所趨，要緊緊盯住關(guān)鍵問(wèn)題，大力推進(jìn)淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的快速發(fā)展。必須破解淺層地溫能資源勘查滯后的瓶頸問(wèn)題，盡快摸清我國(guó)主要城市淺層地溫能資源家底；超前關(guān)注淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響；積極降低經(jīng)濟(jì)成本，制定優(yōu)惠政策，提高開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能的積極性；加大宣傳培訓(xùn)，提高全社會(huì)對(duì)淺層地溫能資源的認(rèn)知程度。

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