把地下浅层的热能利用起来——中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心三年回顾
　　段金平　杨俊伟
　　编者按& 浅层地温能是地球热能的重要组成部分，具有可持续利用、取用方便、高效节能、运行费用低等优点，是重要的本地化、可再生无污　　染的资源。浅层地温能资源通过地源热泵技术，用少量的电能就能够解决建筑供暖、制冷及供应生活热水等问题。开发利用浅层地温能对构建　　资源节约型和环境友好型社会、改善我国现有能源结构、促进国家节能减排战略目标的实现具有非常重要的意义。据统计，目前全国浅层地温　　能开发利用项目服务面积已超过1亿平方米，且每年的增加面积将超过5000万平方米，各地都在轰轰烈烈地开展工作。中国地调局浅层地温能研　　究与推广中心成立三年来，取得了令人瞩目的成就。今刊登此事，推荐经验，以飨读者。　　在国土资源部的支持下，中国地质调查局于日成立了浅层地温能研究与推广中心。中心设在北京市地质矿产勘查开发局，业务上受　　中国地质调查局领导，行政上受北京市地勘局管理。该中心是从事全国浅层地温能研究与推广工作的专门机构，主要职能为：开展浅层地温能　　资源的调查与评价工作；开展浅层地温能相关技术交流与培训工作；开展浅层地温能相关标准的制定工作；开展浅层地温能资源调查、评价与　　开发的相关技术研发与推广工作。　　成果推广效果实在　　中国地调局浅层地温能研究与推广中心自2007年成立以来，在我国逐步探索出一条行之有效地浅层地温能应用推广之路：　　一是研制出浅层地温能冷热响应测试系统。针对浅层地温能资源热储量计算方法中的许多相关参数还不能做到实地测量的情况，2007年北京市　　地勘局资助开展了浅层地温能热冷响应测试系统研制工作，目前该系统研制工作基本完成，性能良好。浅层地温能热冷响应测试系统能够模拟　　地埋管换热器夏季的运行工况（向地层释放热量）和冬季的运行工况（从地层中取热），直接测定地埋管换热器的吸热能力和排热能力，可用　　于指导单项工程设计和进行区域浅层地温能资源量的评价。　　二是建成了浅层地温能综合实验室。2009年中国地调局浅层地温能研究与推广中心、北京市地勘局和北京市华清地热开发有限责任公司共同建　　设了浅层地温能综合实验室。目前实现的功能主要包括三个实验系统：室外地埋管换热影响因素实验系统；室内空调末端选择对比实验系统；　　地下岩土体地温场变化的监测实验系统。　　三是积极服务于北京奥运村、花博园和上海世博园等重大浅层地温能开发利用项目，敢于在有影响的重大工程中推广应用浅层地温能资源。其　　中北京奥运村为再生水热泵系统，北京花博园为地热+地源热泵系统，上海世博园为江水源+地源热泵系统。　　2008年，在举世瞩目的第29届奥林匹克运动会期间，北京市地勘局地质勘察技术院实施的奥运村再生水热泵冷热源系统工程，让41.3万平方米　　的奥运村真正实现了制冷供暖零排放、无污染，也实现了中国政府向世界作出的“绿色奥运”的承诺。　　日，“北京市平原区浅层地温能资源地质勘查”成果报告会在位于北京西四环的地质大厦召开。历时3年，由北京市财政出资，北京　　市地勘局承担，北京市地质勘察技术院、水文队、地调院、勘察院联合实施的这一项目，查明了北京平原区6400平方公里范围内3米～150米的　　浅层地温能资源特征和分布规律，研究评价了浅层地温能的资源量，并进行了开发利用方式适宜性区划，成果内容居世界科学前沿，总体达到　　国际领先水平。　　发展前景无比广阔　　为使地质工作成果更好服务于首都经济发展，北京市地勘局邀请国土资源部和全市10余家委办局参加成果报告会暨交接仪式，向其介绍项目取　　得的最新进展，并无偿地与相关政府部门、研究机构成果共享，回报社会，希望藉此大力推动浅层地温能健康有序发展，有效缓解北京化石燃　　料紧张和环境压力巨大的问题。“我们举行成果报告会暨成果交接仪式，就是用3年来的劳动成果回报大家、回报社会。”北京市地勘局局长魏　　连伟说。　　据介绍，浅层地温能开发利用从上世纪90年代后期得到发展，作为开发利用最早的城市之一，北京2008年底已有约1300万平方米的建筑利用浅　　层地温能供暖制冷。为确保应用的可持续性，在这项工作中建立了从资源赋存地质条件调查、适宜性区划、资源量计算、潜力评价、效益分析　　和环境监测等全方位的资源勘查-评价-开发-监测理论方法体系。　　“大力发展浅层地温能资源可以有效地缓解北京市化石燃料紧张和环境压力巨大的问题。”北京市地勘局副局长、中国地调局浅层地温能研究　　与推广中心主任卫万顺在成果报告会上给媒体算了这样一笔账：如利用浅层地温能供暖、制冷，按北京市2008年底已实现供暖制冷面积1300万　　平米计，节能方面：与燃煤+冷水机组相比，每年可节约能耗折合标准煤14.807万吨；与蓄热式电锅炉+冷水机组相比，每年可节约能耗折合标　　准煤54.743万吨。减排方面：与燃煤+冷水机组相比，每年可减少烟尘排放量0.055万吨，二氧化硫0.52万吨，二氧化碳35.38万吨，氮氧化合物　　0.20万吨；与蓄热式电锅炉+冷水机组相比，每年可减少烟尘排放量0.20万吨，二氧化硫1.92万吨，二氧化碳130.59万吨，氮氧化合物0.72万吨　　。 　　而“北京市平原区浅层地温能资源地质勘查”项目成果得出，在北京平原区地温降低1℃时，3米～150米深度内静态资源量为每年1.94×1015千　　焦，折合标准煤0.662亿吨；冬季可利用资源量为每年4.48×1014千焦，折合标准煤0.153亿吨，可供暖面积9.59亿平方米；夏季可利用资源量　　为每年8.95×1014千焦，可制冷面积16.02亿平方米。据北京市总体规划目标，到2020年北京市供暖总面积才达到10亿平方米。可见，浅层地温　　能开发利用的研究与推广在北京还有文章可做，发展前景美好。
　　相关链接　　中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心自2007年成立以来成绩斐然：　　在典型示范方面，中心完成了一批有影响的浅层地温能调查评价项目，其中在《北京平原区浅层地温能资源地质勘查》项目中，首次明确提出　　了浅层地热能属于资源范畴的概念，建立了浅层地热能调查评价方法体系，对浅层地热能资源量计算方法研究进行了系统研究，系统研究了浅　　层地热能资源量评价的相关参数，进行浅层地热能的开发利用方式适宜性分区，采用GPRS无线远程传输系统和网络管理技术，开展北京平原区　　区域浅层地热能资源量计算工作，开展了能耗对比分析工作，开展了环境效益评估工作等。　　在技术培训方面，中心成立3年成功举办4期全国浅层地温能资源开发利用高级研修班、两期全国浅层地温能学术交流会。其中高级研修班累计　　培训全国技术骨干500余人，学术交流会参会人员累计300人左右；建立了中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心网站，扩大、提高浅层地　　温能相关技术与知识的社会普及程度。　　在浅层地温能相关标准的制定方面，中心以《北京平原区浅层地温能资源地质勘查》项目成果为基础，为国土资源部相关部门起草《国土资源　　部关于大力推进浅层地温能开发利用的通知》、《浅层地温能勘查评价规范》（国土资源部行业标准）和《省级浅层地温能调查评价工作方案　　》提供了强有力的技术支撑，建立了一套完整的区域地质勘查-适宜性区划-资源量计算-资源潜力评价-经济效益评价-地质环境影响监测评价-　　管理评价系统的评价体系。　　在理论与关键技术及装备研究方面，中心已组织完成《北京市浅层地温能开发利用现状、问题与对策战略研究》、《浅层地温能资源开发利用　　政策研究》、《北京市再生水热能开发利用前景战略研究》、《北京浅层地温能资源》、《中国浅层地温能资源》、《浅层地温能资源评价》　　等专题研究和专著的编辑出版发行，发表近20篇相关论文。
浏览次数：　　国家能源局综合司与国土资源部办公厅日前下发通知，组织编制地热能开发利用规划。业内人士称，地热产业中长期规划有望于明年出台，一直不温不火的地热产业，有望迎来大的发展。
　　通知指出，近期地热能（/zt/direnengliyong/）开发利用规划以浅层地温能供暖（制冷）、中深层地热能供暖及综合利用为主，具备高温地热资源的地区可发展地热能发电。远期发展中温地热发电和干热岩发电，并提高地热综合利用水平。
　　通知要求，各省（区、市）根据地热资源勘探评价等已有工作基础，选择重点地区近期建设一批中深层地热能集中供暖项目，规模化推广浅层地温能开发利用，建设地热能利用示范区，同时探索并形成适合本地的地热能开发利用的商业运行模式。选择高温地热资源区域建设地热发电项目，对中温地热发电进行技术产业化示范。
　　通知提出，加强地热能开发利用规划与区域能源规划、城镇供热规划、城镇建设规划的统筹协调，将地热供暖规划纳入城镇供热体系，做好供热范围的划定和供热价格的衔接，并在市政基础设施建设、资金支持等方面为地热能开发利用提供保障。通知表示，各地可结合新能源示范城市和绿色能源县的创建，将地热能开发利用纳入&新城镇、新能源（/zt/8/1.html）、新生活&行动计划中，在城镇供能体系中统筹地热能开发利用。
　　地热是来自地球内部的一种能量资源。地热能是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔。科易网科技成果栏目（（/）推荐以下地热供暖、发电技术：
　　一种基于浅层地表热能技术的调温床。一种基于浅层地表热能技术的调温床，包括床头、床板、床腿、床垫、热源装置和控制装置，所述调温床的热源装置为浅层地表热能热源装置，通过埋于浅层地表的地下土壤中的浅层地表热能采集器采集浅层地热能源，并通过管道中的热流体将所采集到的浅层地热能源传输给设置在所述床垫内的浅层地表热能换热器与所述调温床的床垫进行热量交换，从而实现对所述床垫的加热或制冷的功能。
　　利用地热能发电的方法及装置。本项目的特点是：利用成熟技术集成；采用优选的专利低沸相变工质系列材料，它可以确保能够利用30摄氏度以上的热源吸收；自动抽热，井下的地热能，可以自动的以2-30/s的速度抽送到地面，不需另外用泵抽送。
　　地热发电。重力势能转换装置可实现对任意深层地热的开采，构造简单，制造安装容易，且成本低，不受气侯、地理位置限制，可在我国及世界范围内广泛推广。提取的热水温度在100。C以上可直接用于发电，中低温地热可用于工业干燥、实现地热农业、地热大棚蔬菜、地热养殖、地热旅游、地热冷暖两用空调、地热做饭、地热医疗等。
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母亲倒车压死女儿血肉...如何释放浅层地热“势能”
　　初期资金量大，后期收益慢等因素严重制约了建设单位积极性;浅层地热能要成为新能源应用领域的重要“增长极”尚需政策扶持。
　　文/《t望》新闻周刊记者马姝瑞冯雷
　　陆文军杜宇王昆孟含琪潘德鑫
　　冬季能供暖，夏季能制冷;比传统空调耗电量节约一半以上;实际能源综合利用效率超过任何一种传统能源利用方式……这样的建筑能源利用结果并不是实验室的理想状态，而是安徽合肥科学家园小区采用地源热泵技术，开发利用浅层地热能的现实。
　　记者调研了解到，尽管“地热能建筑”在新能源建筑领域具有十分重要的意义，但受制于投入成本、技术运行等因素，其技术标准仍相对滞后、市场占有率不高、产业发展水平有待提升。
　　为此，基层呼吁从提升行业“门槛”、完善激励扶持政策、壮大行业企业等方面入手，尽快提升我国“地热能建筑”的推广应用水平。
　　“浅层地热能建筑”节能优势突显
　　浅层地热能，是指地表土壤、地下水、河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地源热泵技术，是利用了浅层地热能作为冷热交换源，通过能量转换，为建筑物提供绿色清洁的空调系统。
　　“简而言之，就是改变了传统空调与室外空气进行热交换的原理，转而利用土壤等地下热能‘四季恒温’的特点：冬季把土壤中的热量‘取’出来，供给室内采暖;夏季把室内的热量‘抽’出去，释放到地能中，完成热交换。”合肥科学家园小区基建办主任曾杰说。
　　作为合肥市绿色节能建筑示范项目，在科学家园小区内，720个深入地下100多米的钻孔中，每个钻孔中都埋入了1个双“U”形管道，通过闭合水循环，将恒温的地热能与小区1200户家庭住宅内的室温进行“置换”，使居民家中达到“冬暖夏凉”的舒适效果。
　　曾杰告诉记者，这套地源热泵系统已经运行四年，运行费用主要包括水、电、维修保养、人员工资等方面。其中，设备的电费占80%-90%，每年的总成本大约200万元。“但如果采用传统中央空调的话，光电费就至少要翻一倍，效果还要打折扣。”他说。
　　“与传统燃煤、燃气供热相比，采用地源热泵的中央空调系统每消耗1千瓦能量，可以得到4千瓦以上的热量或冷量，加上运行维护费用低，综合节能超过50%，甚至可以达到70%左右。”安徽省建筑科学研究设计院能效测评所副所长沈念俊说。
　　2013年以来，安徽省住房和城乡建设厅对安徽省地质资料库、合芜蚌试验区科技创新公共服务和应用技术研发中心、黄山华茂国际大酒店、黄山香茗酒店徽商中心等4个具有代表性的浅层地热能建筑应用项目进行的调研实测显示：
　　在污染物排放方面，利用地源热泵系统相对于普通空调可减少污染物排放40%以上，与电供暖相比可减少污染物排放70%以上。同时，夏季减少了冷却塔的飘水损失，减缓了城市“热岛效应”;冬季无燃烧过程，对终端用户来说实现了污染物“零排放”。
　　在能源利用效率方面，上述4个项目相对于普通空调可节约用电40%以上，能效比高于常规“电制冷机组供冷+锅炉供热”系统20%--30%，高于风冷热泵系统约30%--40%，减少化石能源使用量近60%。
　　浅层地热能在工业领域的应用效果同样显著。在宝坻区，该市首个大规模集中供热地源热泵项目于2013年投入使用，取代了原有的两台20吨燃煤蒸汽锅炉，整个园区实现供热15万平方米。据测算，每年减少二氧化碳排放96吨，氮氧化物29.4吨，烟尘排放19吨。
　　从全国来内看，我国浅层地热能资源量相当于95亿吨标准煤，增强型地热能理论资源量更是相当于860万亿吨标准煤，大致相当于2013年全国能源消费总量的20多万倍。目前业内一致认为，浅层地热能平均利用系数是风电的3至4倍、太阳能的4至5倍、生物质能的1.5倍，在可再生能源当中属于优质能源。
　　地源热泵行业巨大潜力尚待发掘
　　记者了解到，作为发展建筑新能源应用、实现“浅层地热能建筑”的主要方式，瑞典等北欧发达国家普遍采取了地源热泵技术;而国内，这项技术从2003年开始市场萌芽，2013年，我国地源热泵行业产值已达到350亿元。
　　“1995年全国地源热泵应用面积为4000平方米，1999年达到6万平方米，2000年是10万平方米，2009年为1亿平方米，2013年达到3亿平方米。”中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任郑克Υ饲肮⒉嫉囊蛔槭菀蚕允荆夜卦慈缺眯幸狄呀肟焖俜⒄菇锥巍
　　据统计，我国现有500多亿平方米的建筑面积，预计到2020年将达到近700亿平方米建筑面积，建筑新能源应用市场巨大。
　　安徽两淮建设有限责任公司工程部部长韩非告诉记者，从技术层面来说，我国自主研发、设计、制造、施工的地源热泵设施设备已走向成熟，可以做到与建筑本身同寿命，施工成本也逐渐下降，目前已较最早时期下降了约20%。
　　尽管“地热能建筑”在新能源建筑领域具有十分重要的意义，但记者在各地采访中发现，受制于投入成本、技术运行等因素，其技术标准仍相对滞后、市场占有率不高、产业发展水平有待提升。本文来源：t望观察网
　　“当前，政府主管部门及行业内对浅层地能资源调查和评价还不够全面，技术、标准及产品体系建设也刚刚起步，动态监测和建筑物的能效检测缺乏，且由于产品认证制度、责任监管和产品淘汰制度尚不健全等原因，导致部分项目实际运行使用过程中，没有达到预期节能效果。”安徽省建筑节能和绿色建筑协会秘书长叶长青介绍说。
　　一些地源热泵行业企业也表示，当前，地源热泵系统科学评价体系和严格的市场准入制度都还没有建立完善起来，国家地热泵产品制造标准和应用技术规范也不够完善，二者不能有效统一。
　　为此，基层主管部门和行业企业建议，未来要结合各地实际，加快制定国家层面的浅层地热能应用计划，提升行业技术标准。特别是对已经发展较为成熟的地源热泵市场，严格规范管理，引导行业协会、龙头企业完善技术规范，并推动上升为国家技术标准或规范。
　　叶长青等基层干部还提出，要加强闭合监管，推进浅层地热能项目的集成示范。通过不定期专项检查等形式，强化工程项目实施过程监管力度，进一步推进浅层地热能应用项目规划、设计、施工、监理、测评等建设全过程闭合管理。在条件成熟的城市或地区，可统筹规划，扩大浅层地热能建筑应用集中连片示范，完善浅层地热能建筑应用的集成技术体系，以及相关技术标准、配套的政策法规。
　　亟待实质性扶持政策
　　作为国内推广应用可再生能源建筑较早的城市，合肥市从2006年就开始实施相关项目，主要的可再生能源利用形式就是太阳能光伏和地源热泵。“但主要受制于投资成本，利用浅层地热源的地源热泵技术至今依旧是鼓励性推广。”合肥市住建委科技处处长肖方初说。
　　目前国内空调市场上地源热泵的市场份额不足7%。尽管各地均通过财政补贴等手段，给予使用地源热泵的企业和项目资金奖励与补贴，这也成为地源热泵产品走向市场的最大推动力，如此前与就曾联合发文，对地源热泵应用工程提供资金补贴，但对市场的“撬动”作用依旧有限，其主要原因在于地源热泵初投资成本太高，初期推广困难。
　　安徽省住建厅提供的数据显示，浅层地热能建筑应用增量成本约为350--400元/平方米，而增量成本回收期平均为6--9年，初期资金量大，后期收益慢等因素严重制约了建设单位积极性。本文来源：t望观察网
　　“从前期投入上看，地源热泵由于技术和施工的特殊性，标准高、投入高，相对于普通的国产中央空调来说，也要多投入大约30%。”韩非说。
　　对此，业内人士建议，我国浅层地热资源丰富，随着城镇化的发展，居民对建筑性能和节能方面的要求都将逐步提升，而传统空调、采暖等使用方式，加重了城市热岛效应，并因燃煤等资源利用方式产生了一系列环保问题，特别是对南方既有建筑的改造上，地源热泵的改造方式相对简单易行，是一个很好的方式。为此，国家要在适合采用地源热泵技术的地区出台实质性扶持政策，大力提倡应用。
　　如为了突破地源热泵等浅层地热源应用项目的前期投入成本等障碍，国家应拿出专项资金，结合、、天津等多省市相继出台的激励政策和成绩经验，加大对浅层地热项目的扶持，给予一定节能补贴。
　　采访中，诸多受访对象也提出，建筑可再生能源应用的推广普及最终仍要经得起市场的检验，因此还需通过各种市场化手段打开“销路”，促进全行业良性健康发展。一是创新发展模式，调动供需双方积极性。二是补齐产业链“短板”，促进行业升级。三是鼓励和帮助行业企业与高校、科研院所等“对接”，围绕浅层地热能行业进行科研攻关和技术研发，加强“产学研”相关机构的交流与合作。□
（责任编辑：HN025）
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合肥“脚下”浅层地热资源丰富
每年可开采浅层地热相当于1.4亿吨标准煤 合肥已有小区启用获好评
　　据合肥晚报报道，冬季能供暖，夏季能清凉；与传统空调相比运行费用可节约40%，还没有污染，这样的能源利用有吗？近日，安徽省国土资源厅《安徽省浅层地热能调查与评价报告》在肥通过专家评审，报告称合肥拥有丰富浅层地热资源，土壤温度相对恒定，每年可开采的浅层地热能资源量相当于1.4亿吨标准煤，在民宅和公共建筑中的应用前景广泛。
　　合肥脚下地热资源丰富
　　地源热泵技术是利用地下恒温层中土壤一年四季温度稳定的特点，冬季把土壤中热量&取&出来，供给室内采暖；夏季把室内的热量&取&出来，释放到地能中去。
　　据了解，安徽省浅层地热资源分布广泛，再生迅速。最新的报告显示，全省若全部开发利用各地级市建设规划区浅层地热能资源，预计每年可节约标准煤8295万吨，减排有害物质近2亿吨，节省治理费用230亿元。
　　安徽地热能资源十分丰富，开发利用潜力巨大。目前通过勘查，全省浅层地热能开发利用方式多样，包括地源型(地埋管)、地表水源型及地下水源型方式。截至2012年底，16个地级城市已有104处浅层地热能开发利用工程，总服务面积594万平方米。
　　也适用于商场和办公楼
　　近年来已经有南屏家园、科学家园、彩虹新城等一批小区住户启用了地源热泵系统进行制冷、供暖，使用效果受到了一致好评。
　　不过，从总量来看，截至目前合肥市浅层地源热能建筑应用面积仅占很小一部分。&低碳环保的地源空调，既没啥污染，又比市政供暖省钱，希望有更多的企业愿意参与进来。&有关专家表示，这种地源空调消耗1千瓦能量，可以得到4千瓦以上的热量或冷量，与传统空调系统相比，运行费用可节约40%左右。
　　由于利用的是地球表面浅层地热资源，没有燃烧，废弃物很少，且不用远距离输送热量，环境效益也相当显著。据测算，仅污染物排放一项，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上；与电供暖相比，相当于减少70%以上。
　　地源热泵对地下热源没有特殊要求，不仅适用于普通民用住宅，也适用于宾馆、商场、办公楼、学校。据介绍，目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用，已被充分证明是成熟可行的技术，合肥市建设部门表示未来在可再生资源利用方面将做更多的推广努力。(周莹莹 记者 吴奇)
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