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      淺層地溫能開發(fā)利用前景廣闊

      更新時(shí)間:2016-08-04 點(diǎn)擊量:1112

      淺層地溫能開發(fā)利用前景廣闊

      隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長,能源形勢日趨嚴(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)、保障國家能源安全、改善我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)國家節(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)中國地調(diào)局淺層地溫能研究與推廣中心主任衛(wèi)萬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:地質(zhì)工作在淺層地溫能開發(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)體中的一種無形自然資源,地質(zhì)條件對(duì)開發(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,國家需要利用這一技術(shù)優(yōu)勢為節(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、開拓市場,使淺層地溫能資源的開發(fā)利用成為地勘單位一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增加點(diǎn)。

        問:圍繞淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開發(fā)利用國土資源部門做了哪些主要工作?
        答:國土資源部十分重視淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開發(fā)利用工作。2006年開始淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)試點(diǎn)工作;2007年國土資源部在北京組織召開了全國地?zé)崮埽\層地?zé)崮埽╅_發(fā)利用現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)交流會(huì),中國地質(zhì)調(diào)查局在北京市地勘局成立中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心;2008年國土資源部下發(fā)了《國土資源部關(guān)于大力推進(jìn)淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的通知》,全面部署我國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)測工作;2009年國土資源部在天津召開了全國淺層地?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》;中國地質(zhì)調(diào)查局委托中國地調(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淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開發(fā)利用研修班。徐紹史部長要求,要突出淺層地溫能開發(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)劃和開發(fā)利用作為開拓新領(lǐng)域、延長工作鏈的一項(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)勘查開發(fā)局、中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心組織編寫的《中國淺層地溫能資源》正式出版,汪民副部長為該書寫了序。該書的出版,對(duì)全國淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)和開發(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,全面加強(qiáng)淺層地溫能勘查評(píng)價(jià)和開發(fā)利用的局面即將形成。
        問:今后一段時(shí)期的重點(diǎn)工作是什么?
        答:針對(duì)目前淺層地溫能開發(fā)利用中存在的一些問題,今后一段時(shí)期的重點(diǎn)工作主要是盡快開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,淺層地溫能無疑是一種無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,所以開發(fā)利用淺層地溫能資源是保障國家能源安全的必然選擇,是確保我國能源結(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)專家測算,我國每百平方公里(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)過一個(gè)冬季的連續(xù)開采利用后,在換熱區(qū)域內(nèi)造成了局布地溫場異常,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,使開發(fā)利用工程年內(nèi)總的熱開采量和補(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的動(dòng)態(tài)平衡,從而可長期循環(huán)利用。
        可就近利用。由于資源無處不在,利用工程可以就地?。ㄅ牛帷⒕偷厝〔?,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發(fā)利用只通過消耗少量的電能,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%。可以說淺層地溫能資源的開發(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)
      攻克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所趨
          大力發(fā)展淺層地溫能資源可有效地緩解我國化石燃料緊張局面?!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0.055萬噸,二氧化硫0.52萬噸,二氧化碳35.4萬噸,氮氧化合物0.2萬噸;與蓄熱式電鍋爐+冷水機(jī)組相比,每年可減少煙塵排放量0.2萬噸,二氧化硫1.9萬噸,二氧化碳130.6萬噸,氮氧化合物0.7萬噸。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4.09萬噸,二氧化硫38.33萬噸,二氧化碳2610.13萬噸,氮氧化合物14.43萬噸。
        大力發(fā)展淺層地溫能資源可明顯提高我國節(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1090萬噸。
        淺層地溫能勘查滯后的難題亟待攻克
          勘查評(píng)價(jià)是淺層地溫能科學(xué)開發(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)條件和地溫場分布,以便為開發(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)使淺層地溫能的開發(fā)利用成為可能,可供人類長期使用。任何資源都有可采資源量和開采強(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)體中的一種無形自然資源,地質(zhì)條件對(duì)開發(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發(fā)適宜性的評(píng)估。
        據(jù)介紹,我國近年來淺層地溫能開發(fā)迅速,市場化推動(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)和開發(fā)利用相關(guān)技術(shù)研究的薄弱,仍存在開發(fā)利用地區(qū)發(fā)展不平衡等問題。因此開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發(fā)利用現(xiàn)狀、問題與對(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,為國內(nèi)其他城市開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發(fā)利用對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響監(jiān)測系統(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;初步查明北京地區(qū)淺層地溫能資源開發(fā)利用工程現(xiàn)狀;詳細(xì)分析了淺層地溫能資源開發(fā)利用的能耗,淺層地溫能開發(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)—開發(fā)—監(jiān)測方法理論體系
          “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)測等的資源勘查—評(píng)價(jià)—開發(fā)—監(jiān)測方法理論體系。成果內(nèi)容居世界科學(xué)前沿,總體達(dá)到水平。為全面開展淺層地溫能資源勘查—評(píng)價(jià)—開發(fā)—監(jiān)測提供了理論基礎(chǔ)和方法保障。
      盡快摸清我國主要城市淺層地溫能資源家底
          2008年12月,國土資源部下發(fā)了《關(guān)于大力推進(jìn)淺層地?zé)崮荛_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)測三個(gè)方面,對(duì)大力推進(jìn)我國淺層地溫能資源的開發(fā)利用進(jìn)行了部署。國土資源部這一部署是非常及時(shí)和必要的,表明我國的淺層地溫能資源開發(fā)利用將駛?cè)肟茖W(xué)化、規(guī)范化軌道。面對(duì)全國的發(fā)展形勢和需求,國土資源部地質(zhì)環(huán)境司、中國地質(zhì)調(diào)查局借助中國地質(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性的淺層地溫能資源勘查評(píng)價(jià)和開發(fā)利用研修班暨學(xué)術(shù)交流會(huì),為在全國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,及時(shí)開展淺層地溫能的調(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)注地溫能開發(fā)利用對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

          淺層地溫能開發(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)展過程中出現(xiàn)了一些問題,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;地溫場的變化等問題。
        地下水熱泵系統(tǒng)是通過抽取地下水,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。回灌不利又可造成水資源浪費(fèi),并且是造成地面沉降的隱患。淺層地溫能開發(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)測系統(tǒng),淺層地溫能開發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響沒有定論。所以需要對(duì)地下水位、水質(zhì)、水溫進(jìn)行長期監(jiān)測,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。
        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溫元件,采集其溫度場,測得土壤層內(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、地溫場采取一定的監(jiān)測措施。
        《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)測站1處、地埋管式地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測站1處以及20個(gè)地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場數(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。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)于淺層溫能開發(fā)利用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
        各地在開發(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)測網(wǎng)。對(duì)不同深度的地溫場、地下水水位和水質(zhì)、地面標(biāo)高等項(xiàng)目實(shí)施長期監(jiān)測,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)境問題。為了對(duì)淺層地溫能開發(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)測實(shí)驗(yàn)區(qū)。

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

          淺層地溫能開發(fā)利用需要優(yōu)惠政策支持
        淺層地溫能開發(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,市場競爭逐漸加劇,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,一些國家自20世紀(jì)80年代開始,在大力開展替代能源技術(shù)研究與創(chuàng)新的同時(shí),大力開展制度創(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。通過收集我國及各?。▍^(qū)、市)從2004年至2008年的各類實(shí)施意見、管理辦法、指導(dǎo)意見、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)。已出臺(tái)政策的省份(城市)以北方為主,說明開發(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》,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*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8000萬元?!锻ㄖ分械?ldquo;可再生能源在建筑中的應(yīng)用”主要指太陽能和地源熱泵技術(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,雖然一些地方政府以極大的熱情和力度來推廣淺層地溫能,但仍存在市場不規(guī)范、地區(qū)發(fā)展不平衡等問題,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)我國淺層地溫能的科學(xué)、有序的開發(fā)利用。
          淺層地溫能資源的社會(huì)認(rèn)知程度亟須提高
        淺層地溫能開發(fā)利用在國外發(fā)展了幾十年。在我國該項(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已經(jīng)有了大量的應(yīng)用實(shí)例,在我國也有多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)淺層地溫能開發(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)這一新能源的開發(fā)利用。在這一點(diǎn)上,國土資源管理部門責(zé)無旁貸,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,尤其是把一些開發(fā)利用較好的項(xiàng)目作為示范向全國推介,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,營造一種大力推進(jìn)淺層地溫能開發(fā)利用的良好社會(huì)氛圍。
        此外,為更好地開發(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,組織開展淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)及開發(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發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)水平。
        大力推進(jìn)淺層地溫能開⒗茫誄鞘薪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?,并且灾B卸兇⒁餳憂孔試吹目輩櫧蘭郟;せ肪?,紤n靠蒲а芯亢圖際豕ス兀莆展媛煽蒲Ю?,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所趨,要緊緊盯住關(guān)鍵問題,大力推進(jìn)淺層地溫能開發(fā)利用的快速發(fā)展。必須攻克淺層地溫能資源勘查滯后的瓶頸問題,盡快摸清我國主要城市淺層地溫能資源家底;超前關(guān)注淺層地溫能開發(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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