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地源热泵应用与发展
贵州省浅层地温能开发利用
来源:中地大热能 2019-12-09
          浅层地热能是蕴藏在地表以下一定深度范围(埋深一般小于200米)内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能,是清洁环保的新型可再生能源,有着储量巨大、分布广、开发利用成本低等优点。贵州省是全国第一批“生态文明先行示范区”,“节能降耗”“生态环境保持优良”等是其主要目标之一。开发利用浅层地温能对贵州省的生态文明建设、构建资源节约型和环境友好型社会、改善现有能源结构、促进节能减排战略目标等,具有非常重要的现实意义。
       一、贵州省浅层地温能开发的社会需求
       我省地处祖国西南部,大部分地区气候温和,但随着近年来极端气候的变化及城市居民生活条件的改善,部分城市对冬季供暖/夏季制冷的需求也越来越大,集中供暖已成为大、中型医疗机构、政府部门、企业办公楼、中高档住宅小区等的必须配套。针对新能源的开发利用,从国家到省、市等层面均出台了一系列政策、文件,其中,《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》(国发〔2012〕2号)中要求贵州省积极开发风能、太阳能、生物质能、地热、浅层地温能等新能源;2014年,国家发改委、财政部、国土资源部、水利部、农业部、国家林业局等联合印发《关于印发贵州省生态文明先行示范区建设实施方案的通知》(发改环资[2014]1209号)文件,制定了推动绿色循环低碳发展的方向,推广绿色建筑,以100个城市综合体、100个示范小城镇为突破口,以绿色生态城区规划带动绿色建筑加快发展。建立绿色建筑发展激励机制,到2020年,城镇新建建筑节能标准执行率达到100%、绿色建筑标准执行率力争达到60%;太阳能、地热能、生物能等可再生能源建筑应用示范市、县、镇,可再生能源建筑面积达400万平方米以上;完成既有居住建筑节能改造和国家机关公共建筑和大型公共建筑节能改造面积200万平方米以上。
       二、我省浅层地温能开发利用的潜力巨大 浅层地温能资源在我省分布广泛,特殊的地层沉积和地温场使其具有丰富的浅层地温能资源。据贵州省地质矿产勘探开发局开展的“贵阳市浅层地温能调查评价”和“贵州省主要城市浅层地温能1:5万水文地质调查”项目成果资料,贵州省10个州市地下水地源热泵的夏季区域总换热功率为317万千瓦,可供冷面积0.33亿平方米;冬季区域总换热功率为159万千瓦,可制暖面积0.45亿平方米。地埋管地源热泵的夏季区域总换热功率为7560万千瓦,可供冷面积10.9亿平方米;冬季区域总换热功率为5000万千瓦,可制暖面积10.1亿平方米,开发利用潜力巨大。
       三、我省浅层地温能开发利用现状 我省浅层地温能开发始于2002年,大致经历了两个发展阶段。2002年~2010年以地下水水源热泵开发方式为主,2010年之后开始了地埋管地源热泵工程建设。
据不完全统计,到2015年为止,我省已建或在建浅层地温能工程36个,其中地埋管地源热泵工程13个,地下水地源热泵14个,地表水地源热泵8个,污水源地源热泵1个,地埋管与污水源地源热泵共用的项目1个。已建成浅层地温能工程共30个,服务建筑空调面积129.88万平方米,除个别项目因前期勘查论证等问题导致运行效果一般和部分项目还未投入使用外,总体运行效果良好;在建浅层地温能工程共6个,服务建筑空调面积215.97万平方米。
       2013年完成了“贵阳市浅层地温能调查评价”;2014年完成了“贵州省主要城市浅层地温能开发区1:5万水文地质调查”项目,基本查清了省内主要城市浅层地温能赋存特征、评价资源量,为我省浅层地温能的开发利用提供科学依据。
       另外,省国土资源厅完成了《贵州省浅层地温能勘查技术规范》地方标准、《贵州省浅层地热能调查评价与区划工作方案》、《贵州省地热能勘查开发利用专项规划》(2015-2020年)等工作。建成了贵州省地质科技园地源热泵工程、贵阳医学院学院部、贵阳医学院住院部、遵义肿瘤医院、六盘水市钟山区水月园区异地扶贫安置工程(一期)地源热泵空调系统、贵阳市观山湖区景怡园、黔西县行政中心及遵义国贸湘山广场等浅层地温能开发项目等。这些工程运行正常,为规模化推广浅层地温能的开发利用提供示范。
       四、我省浅层地温能开发利用中存在的主要问题
我省浅层地温能开发利用工作虽起步较晚,且由于所处的地质环境条件复杂,因此在开发利用中出现了一系列问题。
       一是浅层地温能开发宣传力度不够。目前,我省社会各界对浅层地温能的资源性质、开发方式、开发效果缺乏了解。由于浅层地温能开发起步晚,我省已建热泵工程数量少,而且部分已建热泵(主要为地下水水源热泵)工程效果不理想,因而未引起社会关注。
       二是对勘查评价工作重视不够。我省已建成的热泵工程尤其是地下水水源热泵工程部分不能正常使用,形成工程浪费。主要原因是未开展专门的水文地质勘察,对地下水资源量、回灌井的回灌能力缺少评价,对岩溶地区开发利用地下水可能引发的地面塌陷等环境地质问题估计不足。
       三是缺乏可靠的技术支撑。我省地质环境复杂、岩溶发育,与其他省市比较,浅层地温能赋存条件极其特殊,目前针对全省特殊地质背景下的浅层地温能勘查、开发未形成系统的理论,研究程度低,造成目前浅层地温能勘查、开发具有一定的盲目性。
       四是对系统监测重视不够。浅层地温能为绿色可再生能源,为实现资源可持续利用,应做好地质环境、水热环境、系统换热能效等监测工作,以便评估开发强度和开发方式的合理性,并对资源环境发展趋势做出预测,我省目前尚未建立与浅层地温能开发利用相关的监测机制和监测系统。
       五是存在机制障碍。目前,除贵阳市编制了浅层地温能开发利用方案外(尚未颁布实施),省内其余地州市均未制定浅层地温能的开发利用规划和相关政策,缺少政府层面的宣传、监管和引导。
       五、对我省浅层地温能开发利用的建议
       (一)大力宣传,政策引导。省政府相关部门要大力宣传浅层地温能开发利用的意义、社会效益,对如医院、学校、大型居民区要求使用浅层地温能开发利用工程。
       (二)建立浅层地温能勘查开发利用监管机制。由于浅层地温能开发利用涉及到国土资源、建设、水利等诸多部门,建议政府相关部门按照职责分工建立相互衔接、相互促进的协调机制,规范浅层地温能开发利用管理。
       (三)开展全省浅层地温能调查评价工作。我省浅层地温能调查评价程度总体较低,除10个主要的城市外,其余地区均未开展过系统的调查研究工作。建议用3-5年时间开展全省专项的浅层地温能调查评价工作,为省内浅层地温能的开发利用提供科学依据。
       (四)进一步加大浅层地温能工程补贴。建议我省加大对浅层地温能工程的补贴,提高社会资金对建设浅层地温能工程的积极性。
       (五)加强浅层地温能开发技术的基础性研究。浅层地温能虽然是绿色环保、节能减排的绿色能源,但技术措施不当可能影响工程效果,甚至造成工程浪费或引发环境地质问题。建议给予一定经费,开展高性能回填料、浅层地温能开发利用对岩溶地质环境影响、岩溶区浅层地温能适宜性评价模型和方法、岩溶区地埋管成孔关键技术等的研究。


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