浅层地热能开发春天来临
浅层地热能的特点
---本文出自华誉能源总裁张军的新书《地热能、余热能与热泵技术》第2.2章节 浅层地热能的特点与意义 浅层地热能接近常温，品位较低，需要通过热泵技术将其品位提升后 加以利用。浅层地热能既可以作为热泵的低温热源用于供热，也可以作为 热泵的冷却源用于制冷。通过热泵技术将浅层地热能用于建筑的供热和制 冷具有很多优势，同时也存在很多需要注意的问题。 ※浅层地热能的优势 （1）分布广泛。浅层地热能在地球表层以下接近均匀分布，到处都有，从地下水、地下土壤和江河湖海等地表水中都能采集到浅层地热能，可以根据项目的条件在周边就近提取和利用，不需要大规模的集中开采和远距离输送，不需要大规模一次性投资建设。 （2）储量巨大。据测算，我国近百米内的土壤每年可采集的浅层地热能是我国目前发电装机容量4×108kW的3750倍，而百米以内地下水每年可采集的浅层地热能也有2×108kW。 （3）稳定持续。浅层地热能是一种温差势能，其温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。 （4）清洁环保。浅层地热能作为一种清洁的可再生能源，主要通过热泵技 术进行采集利用。利用浅层地热能不会像利用化石燃料那样排放大量的CO 2、SO X 、 NO x 、粉尘等燃烧产物，对环境造成严重污染，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等问题。因此，开发利用清洁无污染的浅层地热能资源已是社会发展的必然趋势。 ※浅层地热能的不足 （1）浅层地热能是一种品位很低的能源，不能作为独立的能源使用，必须借助热泵才能利用，运行时需要消耗一部分高品位能源，主要是电能。同时，浅
层地热能的有效利用是一项系统工程，涉及能量的采集、提升、释放等三部分。 如果应用条件不合适、设计施工不合理、产品性能不合格或者运行管理不到位，都有可能造成投资过大或者运行成本过高，使用户的经济负担过重，不利于浅层地热能的推广应用。 （2）浅层地热能的采集受所在地水文地质条件的影响较大。尽管浅层地热能理论上均匀分布于地球表层以下，存在于地下水、地下土壤和江河湖海等地表水中。但实际应用中，在不同的水文地质条件下利用浅层地热能的成本差异是相当大的。 对于利用地下水的情况，必须考虑到使用地的水文地质条件，确保可以通过打井获得充足的地下水资源，同时还要保证地下水在被提取温度之后可以顺利回灌至地下。 在无法得到充足的地下水源或地下水很难回灌的地区，可以采取在地下埋设换热管的方式取代地下水井。这种方法适用于土壤层或细沙层较厚的地区，在以岩石层或卵石层为主的地区使用会因钻孔成本过高而使投资大幅度增加。 （3）浅层地热能的采集受到场地的限制。采集浅层地热能最常用的方式是地下水井方式和地埋管方式，这两种方式都需要较大的场地。现在城市中建筑的密度越来越大，建筑周边的空地越来越少，这使得利用地下水方式或地埋管方式采集浅层地热能变得十分困难，尤其是地埋管方式，在城市中心地区已经很难实施。
济南市浅层地热能开发利用情况
济南市城区浅层地热能开发利用情况 1、济南市城区热泵工程分布情况 在济南市历下、历城、槐荫、市中、天桥、长清区内，截至到2012年3月，一共有32处建成或正在建设热泵工程，其中地源热泵25处，水源热泵7处。总供暖冷面积为56.0万m2，供暖冷对象包括办公楼、体育馆、商场、博物馆、高层住宅、别墅、实验室等。 地源热泵工程主要分布在济南市东部高新区、南部及长清区，少量分布在市中区。供暖冷面积43.2万m2，最大、最小单工程供暖冷面积分别为162000、1000m2，最早建成时间为2001年，大多数工程建成时间段在2009～2011年。 水源热泵工程主要分布在长清区，少量分布在市中区及历下区。供暖冷面积万12.8m2，最大、最小单工程供暖冷面积分别为60000、2200m2，最早建成时间为2005年，大多数工程建成时间段在2005～2008年。 2、工程设计施工情况 对于地埋管换热方式来说，大部分工程在施工前均有专门单位进行设计，采用的地埋管工程间距一般在4～5m左右，单孔深度以80～120m 为主，所有工程均采用双U型垂直地埋管，管材规格有PEφ32与PEφ25两种。大部分工程均采用软化水作为循环介质，少部分面积较小的工程采用自来水作为循环介质。 地埋管工程施工地层以灰岩为主，有21个工程施工地层为灰岩，3个为第四系，1个为辉长岩。第四系与辉长岩钻探与下管施工难度较小，
部分灰岩地区施工难度较大，特别是济南东南部的山前地带，如山东省环保产业研发基地、山东省奥体中心，普遍遇到岩溶裂隙及充填砾石发育导致施工困难。 对于地下水换热方式来说，由于工程普遍较小，只有2处进行了前期施工设计，施工水井一般在2～3口，1～2口抽水1口回灌，也有少量如强力胶棍公司只有一口抽水井。水井深度在长清地区一般为40～80m，其它地区多在200～300m左右。 3、工程运营情况 区内地埋管换热方式工程在夏季供暖效果较好,普遍能使室内温度达到26℃以下，冬季有部分工程效果一般，大部分房间内温度在18-20℃左右，别墅类工程供暖效果较差，甚至只有17℃。 通过多年运行来看，节能效果比较好。夏季运行费用普遍在0.066～0.191元/m2·d左右，冬季费用在0.028～0.128元/m2·d左右。冬季运行费用少于集中供暖，夏季制冷明显比空气源热泵用电要少。 对于地下水换热方式工程来说，工程投资小，供暖、制冷效果均较好，使用费用只有集中供暖和空气源制冷的一半甚至三分之一，节能效果十分明显。但长清地区部分浅井回灌效果较差，只有历下区公安局能达到全部同层回灌。 4、浅层地热能开发利用存在的问题 通过对已有工程调查，普遍存在前期勘查不足、冬夏热不平衡、冬季供暖效果较差、运营管理落后、监测系统缺乏等问题。 除了部分政府部门、科研机构施工的工程外，大部分工程前期没有
浅层地热能单井回灌节能原理
浅层地热能单井回灌节能原理 对于地下200米以上的浅层地热能不但提取比较容易，而且节能环保，是可以循环利用的可再生资源。冬季供热时浅层地热能通过热泵机组提取热量，使供热水温可达到45℃---85℃之间；夏季制冷通过热泵机组提取的冷量，使空调冷冻水温度可达7℃左右。地下浅层资源丰富、可以长期循环利用，利用该资源供冷、供热比传统的燃煤、燃气锅炉及普通空调供热供冷要节能约40%-70%。 单井循环技术是利用专业钻探设备从地层表面往下钻成孔，孔径为800mm 以上，深度为200米以内成孔后进行数据测定，根据电测数据对复杂的地层进行精确的计算，主要对其渗透系数、地下水流量、流速和热传导系数进行精确计算。通过以上的计算要先设计水井桥式滤水管和螺旋管的下管位置，因为地质结构和下管位置的直接影响到单井换热量的大小，最后要确定最佳换热地层。利用不同地层的物理特性结构把回水按不同的地质结构进行回灌设计，地质结构的不同每百米的换热量也有所不同，百米换热量一般在200kw-800kw范围之间。 注：地下水在土壤中常年在不停的横向流动，浅层地热能单井回灌技术是通过技术手段改变其流动方向形成垂直流动，主要利用回水水流冲通地下土壤中的水通道，以传导和对流的方式交换能量。横向流动主要以回水水流与土壤或沙层砾石等易于流动的地层进行能量转换。当水泵在井的下部抽水时形成负压，通过负压差的作用加快回水和扩散换热面积，其单井换热能效主影响区域宜为20-25米之间，再通过水泵循环、交换提取土壤、沙层、或砾石等地质中的能量。交换过程不损耗地下水、不污染地下水资源。单井回灌节能技术是目前国内最佳的节能、环保技术；也彻底解决了常规水源热泵系统井水回灌难题。而且本技术具有初装费低、质量可靠，使用寿命长等优点，是解决水源热泵系统回灌问题的最佳方法。 河南省空调冷冻节能协会
国内外地热能开发及利用现状介绍
国内外地热能开发及利用现状介绍 中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶 地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分。地热资源既属于矿产资源，也是可再生能源。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地温能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。在全球各国积极应对气候变化，努力减少温室气体排放的背景下，近年来，全球地热能开发及利用取得较快发展，也越来越引起我国政府及企业的重视。 一、全球地热资源分布及利用 （一）全球地热资源分布 全球地热储量十分巨大，理论上可供全人类使用上百亿年。据估计，即便只计算地球表层10km厚这样薄薄的一层，全球地热储量也有约1.45×1026J，相当于4.948×1015吨标准煤，是地球全部煤炭、石油、天然气资源量的几百倍。[1]世界上已知的地热资源比较集中地分布在三个主要地带：一是环太平洋沿岸的地热带；二是从大西洋中脊向东横跨地中海、中东到我国滇、藏地热带；三是非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。这些地带都是地壳活动的异常区，多火山、地震，为高温地热资源比较集中的地区。[2]图1所示为全球地热资源集中分布带：
图1 全球地热资源集中分布带 来源：鹿清华, 张晓熙, 何祚云. 国内外地热发展现状及趋势分析[J]. 石油石化节能与减 排, 2012, 2(1): 39-42 （二）全球地热资源利用 地热资源按赋存形式可分热水型、地压地热能、干热岩地热能和岩浆热能四种类型；根据地热水的温度，又可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类。地热能的开发利用可分为发电和非发电两个方面，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要是直接利用，多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。此外，对于25℃以下的浅层地温，可利用地源热泵进行供暖、制冷。 根据2010世界地热大会的最新数据，2010年，全球有24个国家开发了地热发电项目，总装机容量10715MWe，年发电利用总量为67246GWh，平均利用系数为0.72；有78个国家开展了地热直接利用活动，总设备容量为50583MWt，年利用热能121696GWh，平均利用系数0.27。 表1 地热发电排名前10的国家 国家装机容量 （MWe）运行能量 (MWe) 总生产能量 (GWh/y) 运行率 (%) 运行机组 (套) 美国3093 2024 16603 0.94 209 菲律宾1904 1774 10311 0.66 56 印尼1197 1197 9600 0.92 22 墨西哥958 958 7047 0.84 37 意大利843 843 5520 0.75 33 新西兰628 628 4055 0.74 43 冰岛575 575 4597 0.91 25 日本536 422 3064 0.83 20 萨尔瓦多204 192 1422 0.85 7 肯尼亚167 167 1131 0.78 6 表2 地热直接利用排名前10的国家国家总生产能量GWh/y 主要利用方式 中国20932 直接供热、地源热泵、洗浴 美国15710 地源热泵 瑞典12585 地源热泵 土耳其10247 直接供热 日本7139 洗浴 挪威7001 地源热泵
全面解读《地热能开发利用“十三五”规划》
全面解读《地热能开发利用“十三五”规划》 国家发展和改革委员会日前透露，《地热能开发利用十三五规划》已经正式印发。根据规划内容，十三五期间地热能开发将拉动总计2600 亿元投资。在此过程中，将探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和PPP 模式，并且将放开城镇供热市场准入限制，引导地热能开发企业进入城镇供热市场。 发改委介绍，十三五期间，新增地热能供暖（制冷）面积11 亿平方米，新增地热发电装机容量500 兆瓦。到2020 年，地热供暖（制冷）面积累计达到16 亿平方米，地热发电装机容量约530 兆瓦。2020 年地热能年利用量7000 万吨标准煤，地热能供暖年利用量4000 万吨标准煤。京津冀地区地热能年利用量达到约2000 万吨标准煤。 同时，初步估算，十三五期间，浅层地热能供暖（制冷）可拉动投资约1400 亿元，水热型地热能供暖可拉动投资约800 亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600 亿元。此外，地热能开发利用还可带动地热资源勘查评价、钻井、热泵、换热等一系列关键技术和设备制造产业的发展。 据介绍，我国地热资源相对丰富，目前全国336 个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合7 亿吨标准煤；全国水热型地热资源量折合1.25 万亿吨标准煤。到2015 年底，全国浅层地热能供暖（制冷）面积达到3.92 亿平方米，水热型地热能供暖面积达到1.02 亿平方米。但另一方面，地热能发展仍存在诸多制约，包括资源勘查程度低，管理体制不完善，缺乏统一的技术规范和标准等。 对此，在十三五时期，按照集中式与分散式相结合的方式推进水热型地热供暖，并将开展干热岩开发试验工作，建设干热岩示范项目。其中包括，大
浅层地热能地下换热工程验收规范 DB41_T 1944-2020 河南
ICS27.010 F 15 DB41 河南省地方标准 DB41/T 1944—2020 浅层地热能地下换热工程验收规范 2020-01-21发布2020-04-21实施河南省市场监督管理局发布
DB41/T 1944—2020 浅层地热能地下换热工程验收规范 1 范围 本标准规定了浅层地热能地下换热工程的验收。 本标准适用于新建、改建和扩建的竖直地埋管地源热泵系统和地下水地源热泵系统的浅层地热能地下换热工程的验收。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50366 地源热泵系统工程技术规范 DZ/T 0148 水文水井地质钻探规程 DZ/T 0225 浅层地热能勘查评价规范 3 术语和定义 GB 50366界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB 50366中的一些术语和定义。 3.1 浅层地热能地下换热工程 浅层地热能开发利用过程中，与地下岩土体或地下水进行换热的各类直接设施及其相关附属设施的总称。 3.2 地源热泵系统 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。 [GB 50366—2005，定义2.0.1] 3.3 隐蔽工程验收 浅层地热能地下换热工程施工过程中，在施工现场对影响地下换热工程施工质量的隐蔽性项目的检查过程。 3.4 整体工程验收 对浅层地热能地下换热工程施工与设计符合程度的检查、确认的过程。 3.5 钻孔 1
地热能及地热发电技术概述
地热能及地热发电技术概述 摘要文章主要介绍了地热资源及其分类，地热发电的原理，并对发展地热发电中需要解决的关键问题进行了简要的分析，最后对我国地热发电的发展前景做了一下展望。 关键词地热资源；类别；发电原理；关键问题；发展前景 随着人类对资源的过度开采，煤，石油等化石能源在几十年或一百多年后将被消耗殆尽；另一方面，这些能源的燃烧所造成的环境污染也日益凸显，严重威胁着人类社会的可持续发展。因此，开发可再生新能源已成为当前社会不容忽视的必由之路。我国地处欧亚板块，有着丰富的地热资源，太平洋地热带和地中海——喜马拉雅地热带经过我国版图。因此，开发地热能对解决我国能源短缺有着重大意义，具有美好的发展前景。 1地热资源及其分类 地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，能够从地壳中科学、合理的开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组成。地热能是通过漫长的地质作用而形成的集热、矿、水为一体的矿产资源。地热资源按它在地下的储存形式可分为五大类：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。 1）蒸汽型地热资源：指以温度较高的蒸汽为主的地下对流水热系统，这类地热资源由于需要特殊的地质条件才能形成，因此储量较少。一般蕴藏在1.5 km 左右的地表深度。 2）热水型地热资源：指地下以水为主的对流水热系统，是存在于地热区的水从周围储热岩体中获得能量形成的，包括喷出地面的热水和湿蒸汽。这类资源分布广泛，储量丰富，是当前重点研究对象。 3）地压型地热资源：蕴藏深度为2km~3 km，以高压水形式存在，溶解大量碳氢化合物，开发时可同时得到压力能，热能，化学能。 4）干热岩型地热资源：在地壳深处，岩石具有很高的温度，储存大量得热能，干热岩型地热资源主要指地表下10km左右深处的干燥无水的热岩石。这类资源十分丰富，是未来开发的重点。 5）岩浆型地热资源：指蕴藏在地层深处的呈完全熔融状态或半熔融状态的岩浆中所具有的巨大能量。 2地热发电的原理及技术
我国城市浅层地热能开发利用现状与趋1
我国城市浅层地热能开发利用现状与趋势 慧聪空调制冷网近年来，浅层地热能开发利用得到迅速发展，成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷，沈阳市已超过4300万m2。北京国家大剧院和奥运村、上海世博会等标志性工程都使用了地源热泵系统。作为可再生能源之一，浅层地热能开发利用工作将成为城市地质工作中的重要部分，做好城市地质工作中浅层地热能开发利用工作，对生态城市建设和节能环保发展具有十分重要的意义。 一、我国浅层地热能 （一）浅层地热能资源 地热能是可再生的清洁能源，按照埋藏深度，200米以浅的称为浅层地热能，浅层地热能的温度略高于当地平均气温3～5℃，温度比较稳定，分布广泛，开发利用方便，具有十分广阔的开发利用前景。浅层地热能的利用，主要是通过热泵技术的热交换方式，将赋存于地层中的低品位热源转化为可以利用的高品位热源，既可以供热，又可以制冷。开发浅层地热能，可以改善我国能源消费结构，减少二氧化碳排放。 （二）我国浅层地热能应用潜力 我国浅层地热能资源十分丰富。最新数据表明，我国287个地级以上城市浅层地热能资源量为每年2.78×1020J，相当于95亿吨标准煤。每年浅层地热能可利用资源量为2.89×1012kWh，相当于3.56亿吨标准煤。扣除开发消耗电量，则每年可节能2.02×1012kWh，相当于标准煤2.48亿吨，减少二氧化碳排放6.52亿吨。到2015年，我国利用的浅层地热能资源量将达到4.26×1011kWh，相当于5269万吨标准煤（占我国浅层地热能可利用资源总量的14.8%）。 （三）地源热泵技术 地源热泵技术的进步是带动浅层地热能开发利用的关键因素，实践证明，利用地源热泵技术开发浅层地热能是实现节能减排十分有效的途径。 1912年瑞士人首先提出了地源热泵技术，1946年第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立了示范工程。20世纪80年代后期，地源热泵技术日臻成熟，其节能和减排效果得到了普遍认可。2010年世界地热大会的统计数据，地源热泵的年利用能量达到了214782TJ（1012焦耳），与2005年世界地热大会的统计数据相比，五年内增长了2.45倍，平均年增长率达到了19.7%。2010年世界地热大会的统计的地源热泵的设备容量为35236MWt（兆瓦热量），其在五年间增长了2.29倍，平均年增长率为18.0%。 二、浅层地热能开发利用现状 我国起步较晚，九十年代才引入地源热泵技术。清华大学徐秉业教授把这项技术引入中国，从此开启了地源热泵技术在中国的发展潮流。我国利用地源热泵技术开发浅层地热能与国外相比，虽然起步晚，但发展很快，其范围之广、规模之大已远超国外。据初步统计，目前在全国范围内，除港澳台地区外，31个省、市、直辖市、自治区均有开发浅层地热能的地源热泵系统工程。 应用浅层地热能供暖制冷的建筑物面积1.4亿m2，浅层地热能供暖、制冷的单位（住宅小区、学校、工厂等）约3400个，80%集中在华北和东北南部地区，包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等省市。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷，沈阳已超过4300万m2。据估算，2010年浅层地热能的开发利用，使我国二氧化碳减排约2200万吨。 （一）政策推广 为促进浅层地热能开发利用，北京市、沈阳市和国家有关部门先后出台了有关文件。2006年5月，北京市发改委等九个部门联合印发了《北京市关于发展热泵系统的指导意见》，对选用地下（表）水地源热泵的每平方米补助35元，选用地埋管地源热泵和再生水地源热泵的，每平方米补助50元。2007年７月，沈阳市出台了《地源热泵系统建设应用管理办法》，凡符合城市供热规划和地源热泵技术推广应用规划要求，并具备应用地源热泵技术条件的新建、改建、扩建项目，以及耗能大的单位，应当建立地源热泵系统。
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等)。由于地热温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷或制热工作性能系数均可达到3.5～4.4，与空气源热泵(空气-空气或空气-水热泵)相比，要高40%左右。因此，近五年来，地源热泵空调系统在北美，如美国、加拿大及中北欧，如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，我国地源热泵市场也正在日趋活跃。 水源热泵，夏季作“制冷机”应用时，通过冷却塔与空气进行热(湿)交换，最终的高温热汇，与空气热源热泵一样，仍为大气。但其效率因利用空气的特征——湿球温度低于干球温度，而高于空气-空气或空气-水热泵;可是，冬季作“热泵” 应用时，如该场合中，无废热可利用，又不利用太阳能，则需另设辅助热源，其效率又低于空气-空气或空气-水热泵。 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等)。由于地热温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷或制热工作性能系数均可达到3.5～4.4，与空气源热泵(空气-空气或空气-水热泵)相比，要高40%左右。因此，近五年来，地源热泵空调系统在北美，如美国、加拿大及中北欧，如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，我国地源热泵市场也正在日趋活跃。 水源热泵，通常指整体式水源热泵，即以一台机组的形式，向环境(水热源)放热或吸热，而以水(或者其他液态媒质)或空气，间接或直接地冷却(或加热)被控对象;水源热泵，又发展为分离式水源热泵，即以多台机组组合，通过水环路向环境(水热源)放热或吸热，同样以水(或者其他液态物质)或空气，间接或直接地冷却(或加热)被控对象。该类水源热泵又谓：水环路热泵。水源热泵在制冷工况时，其最终的高温热汇仍可为大气;在制热工况时，其最终的低温热源又可以是大气、太阳、废热、或辅助热源等。因而，水源热泵的应用是有一定地域与场合的限制。 地源热泵，其最终的高温热汇或低温热源均是地热。只是在制冷工况时，以地热为高温热汇，向地热放热;在制热工况时，以地热为低温热源，向地热吸热。地源热源的不同形式，又使该类热泵之构成有所差异：如以地表水为热源，可以直接(或间接——通过热交换器)排放(或吸取)热量;如以地下水为热源，需设置取水井与回灌井排放(或吸收)热量;如以土壤为热源，需设置地下水平(或垂直)埋管排放(或吸取)热量。因而，前二种形式比后一种形式，在初投资和施工，以及应用过程中热量交换之速率上，都有一定优胜，也是目前国内在很多地区正在实验的形式。但是如果地下水应用不当，会造成地面下沉和地下水污染。土壤地源热源除初投资和施工问题外，城市土地紧缺，地下埋管不足，土壤传热性能又差，容易造成夏季土壤热量难以散失，损及持久运行;冬季土壤热量不易吸取与补充，土壤会形成冻结，破坏地下结构，损及建筑基础。因而，地源热泵的应用也是有一定地域与场合的限制。 从制冷行业的产品发展史看，以水为高温热汇的制冷机，先于以空气为高温热汇的制冷机;以空气为低温热源的热泵，又先于以水为低温热源的热泵;其后，才出现以地热热源为低温热源的热泵。我国制冷空调制造行业基本也遵循上述过
中国地热能开发利用问题及建议
中国地热能开发利用存在的问题及建议 中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶 地热能是一种可再生的清洁能源，积极开发利用地热能对缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设等具有重要意义。我国地热资源丰富，近年来在开发利用方面取得了很大的成绩，但同时也还存在一些问题，这些需要引起国家的高度重视，认真解决，以促进我国地热能开发利用更好更快地发展。 关键词：能源地热能地热资源可再生能源 一、地热能及其开发利用的特点 （一）地热资源再生速度慢 地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，地热流体的循环要经历加热、运移、富集等过程，最后储藏在含水层中，但由于埋藏深，补给途径远，这个循环周期少则几十年，多则成千上万年。与冷水循环相比，其形成、补给和径流情况要复杂得多，周期也长得多。虽然与化石能源相比，地热能的再生速度要快得多，但如果过量开采，超过了补给速度，也会造成地热资源的枯竭。从这个意义上讲，地热资源并不是取之不尽，用之不竭的，地热产业更不是一个适合迅速做大的产业。据统计，每年地热的新再生量只有200多亿吨油当量，远低于太阳能的130万亿吨油当量、风能的1400亿吨油当量、生物质能的600亿吨油当量。1与其他可再生能源相比，地热能的优势主要体现在热能的累积存量上。 （二）具有潜在的环境问题 地热能虽然是较为清洁的可再生能源，但地热水成分复杂，且属于地质构造的一部分，如果管理和保护不善，对地热资源的开采也同样会带来环境问题，这些问题主要包括： 1、地面沉降。如果长期抽取地下热水而不回灌会引起水位下降，导致地层进一步的压密，从而加剧地面沉降的发生。根据天津市对市区的沉降测量表明，开采300m深度以下地下水，对地面沉降影响约占总沉降量的35%—50%。2在人口居住区会造成住宅楼和其他建筑物基础的坍塌，而在非人口居住区会对地表水径流系统
关于推进浅层地热能开发利用的建议
关于推进浅层地热能开发利用的建议 随着我国经济快速增长，能源形势日趋严峻。在节能减排呼声日益高涨的今天，浅层地热能作为一种非常重要的新型能源，对于缓解能源供应压力，建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。浅层地热能的利用和开发已经成为实现可持续发展的一个重要途径。因此，不论是政府部门还是企业，都相当看好这项有着巨大社会效益和经济效益潜力的节能环保新技术。 近年来，我国浅层地热能开发迅速，但在开发中也存在一些技术、经济上的难题。虽然一些地方政府以极大的热情和力度来推广，但仍存在市场不规范、地区发展不平衡等问题，亟待政府相关部门制定一系列优惠政策，进一步鼓励、引导和规范行业的有序发展，促进我国浅层地热能的科学、有序地开发利用。 政策支持对开发利用影响重大 为应对经济发展与能源短缺的矛盾，一些国家自20世纪80年代开始，在大力开展替代能源技术研究与创新的同时，大力开展制度的创新，运用各种经济手段鼓励和促进可再生能源的发展。国外的做法主要包括政府直接投资，设立专门机构负责推广可再生能源，另外，政府出资开展资源调查与评价同时为商业化发展提供免费的信息服务；政府也会给予适当的补贴扶持可再生能源的发展；通过税收、价费优惠措施也是激励可再生能源发展的手段之一。
通过收集我国及各省（市、区)从2004年至2008年的各类实施意见、管理办法、指导意见、规划、标准，不难看出，浅层地热能开发利用的快速发展与政府政策扶持力度的逐步加大息息相关。 2004年，在国家《节能中长期专项规划》中明确指出，要加快地热等可再生能源在建筑物中的利用。于2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》，地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励的发展范围，之后相继出台了一系列管理办法、实施意见等。 2006年5月，财政部发布了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，重点扶持包括太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。2006年7月由国家发改委会同科技部、财政部、建设部、国家质检总局、国家环保总局、国管局和中直管理局组织编制并下发了《“十一五”十大重点节能工程实施意见》，提出在建筑节能工程中“开展再生能源技术城市级示范活动，探索推广机制和模式，包括太阳能利用、淡水源热泵、海水源热泵、浅层地能利用和可再生能源技术集成等”。2006年8月出台的《建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》，明确大力推进太阳能、浅层地能等可再生能源在建筑领域的应用。2007年9月印发的《可再生能源中长期发展规划》，提出合理利用地热资源，推广满足环境保护和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术，在夏热冬冷地区大力发展地源热泵，满足冬
泰州市地热资源和浅层地热能管理办法
泰州市地热资源和浅层地热能管理办法 【法规类别】机关工作综合规定 【发文字号】政府令[2016]2号 【发布部门】泰州市政府 【发布日期】2017.01.16 【实施日期】2017.03.01 【时效性】现行有效 【效力级别】地方规范性文件 泰州市地热资源和浅层地热能管理办法 （政府令〔2016〕2号） 《泰州市地热资源和浅层地热能管理办法》于2017年1月6日经市人民政府第44次常务会审议通过，现予公布，本办法自2017年3月1日起施行。 市长：史立军 2017年1月16日 泰州市地热资源和浅层地热能管理办法
第一章总则 第一条为加强全市地热资源和浅层地热能勘查、开发利用与保护，推进低碳经济和可再生能源发展，根据《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国矿产资源法实施细则》、《江苏省矿产资源管理条例》等法律法规，结合本市实际，制定本办法。 第二条本市行政区域内地热资源和浅层地热能的勘查、开发利用、保护及其管理适用本办法。 第三条地热资源是指能够经济地被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分，包括蒸气型、热水型、地压型、干热岩型、岩浆岩型等类型。其中，热水型地热资源是指流温在25℃以上的地热流体。 浅层地热能（又称浅层地温能，下同）是指地表以下200m以内，温度低于25℃，蕴藏在岩土体、地下水和地表水中的热能。 第四条勘查、开发利用地热资源和浅层地热能应当遵循统一规划、统一管理、科学勘查、合理利用、有效保护和有偿使用的原则。 第五条县级以上地方人民政府应当加强地热资源和浅层地热能的勘查、开发利用和保护工作，并纳入当地国民经济和社会发展规划。
新能源与材料——_地热能的开发与利用.
、引言 二、中国地热能研究及发展现状 2.1 工程地热系统地热能 2.2 2050 年发展愿景 2.3 地热能利用技术 三、我国地热能的利用现状 3.1 我国地热能开发利用概况 3.2 地热能发电 3.3 地热能采暖（制冷） 3.4 地热温室 3.5 产业化现状 四、当前我国发展地热能存在的问题 4.1 人才资源缺乏、研究力量薄弱 4.2 全国地热资源勘查评价程度低 4.3 地热利用关键技术尚待突破 4.4 地热产业缺乏扶持政策 五、应采取的对策和措施 六、参考文献： 目 录 10 11
、引言 在可再生能源大家族中，地热是唯一的来自地球内部的能量。因为地球处于 壮年期，地心温度高达45000C,所以能量巨大。由于人类利用的热量很小，地 温一般可以在相同的时间尺度上恢复. 因而地热能是可再生能源只要设定合理的利用上限，地热田的寿命可以达到100?300a。地热能是一种清洁的能源，基本不污染大气. 也不排放温室气体。地热能具有来源稳定的特征，平均利用系数高达73%，地热电站的利用系数可达95%，也易于调峰和实施热电联供。而且，电站建设与运行费用也不算高，地热直接利用的成本更低采用地源热泵技术开采浅层地热能也比其他热源更为有利，主要在于它可以把夏季回收的热量用于冬天供热，从而降低了能耗。2011 年5 月，联合国政府气候变化专门委员会（IPCC） 第三工作组发表分析报告指出，就技术开采潜力而言，地热能是仅次于太阳能的 第二大清洁能源。IPCC和国际能源署预测到2050年地热发电装机容量将占世界电力总装机容量的3%。 中国地热能研究及发展现状 2.1工程地热系统地热能 根据国土资源部最近发布的评价数据，中国浅层地热能资源量相当于95亿t 标准煤。每年可利用量相当于3.5 亿t 标准煤。全国水热型地热能资源储量折合标准煤8530亿t;何年可利用量相当于6.4亿t标准煤。中国大陆3000-10000m 深度范围内干热岩地热能资源量相当于860万亿t 标准煤，相当于中国大陆2010 年度能源消耗总量的26 万倍。汪集等根据最近更新的大地热流数据和深部地温资料，给出了中国陆域干热岩地热能资源评价，圈定了优势区域，按照开采比例. 其能量相当于 2%的可2010年中国总能耗的4400倍。 2014年，中国非电直接利用的能量当量为: 装机容量3687MW，t 相当于电量 TW h,其中55%乍为洗浴及温泉疗养，14%为地热供暖，其他14%为地热“份联供”，属世界首位。近年来，浅层地热能的利用为3000MW，t 且发展迅速。截止
浅层地热能开发主要问题(PPT资料整理)
浅层地热能 概念 浅层地热能（shallow geothermal energy）：指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200m埋深），温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。[河南省规范的定义] 地表以下200 m深度范围内在当前技术经济条件下具备开发利用价值的蕴藏在地壳浅部岩土体和地下水中温度低于25 ℃的低温地热资源。浅层地热能属于 低位热能，适合采用热泵技术加以利用，利用时不产生CO 2、SO 2 等污染气体，目 前主要用于城市冬季供暖和夏季制冷。 中国常规地热资源分布 中国中低温地热资源广布于板块内部的大陆地壳隆起区和地壳沉降区。东南沿海地热带是地壳隆起区温泉最密集的地带，主要包括江西东部、湖南南部、福建、广东及海南省等地。在板块内部地壳沉降区，中国广泛发育了中、新生代沉
积盆地，如华北盆地、松辽盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地、渭河盆地、苏北盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地和柴达木盆地等，这些盆地蕴藏着丰富的中低温地热资源。 我国浅层地温能开发利用适宜区为东北地区南部、华北地区(京津冀蒙[呼、包、鄂、乌])、江淮流域（安徽大部、江苏大部、河南东部、湖北中东部、湖南北部、江西北部、浙江北部）、四川盆地。浅层地热能开发主战场：京津冀地区、辽宁、河南、山东、内蒙古、山西。基于我国地质、水文条件和地形地貌不同的地域特点，将我国城市浅层地温能资源的应用环境划分为4类：①滨海型城市，浅层地温能开发利用应优先考虑地埋管地源热泵方式和地表水（江水、海水）地源热泵方式。②平原型城市，冲积平原型城市的浅层地温资源的开发利用一般可采取地下水或地埋管地源热泵方式；冲积三角洲平原城市的浅层地温资源开发利用一般侧重于地埋管地源热泵方式；山前平原城市的浅层地温资源的开发利用原则上讲应侧重于地下水地源热泵方式。③内陆盆地型城市，以地下水地源热泵方式和地埋管地源热泵方式为主；④高原河谷型城市，在深切峡谷区可选择地下水地源热泵方式，山坡地区可选择基岩地埋管地源热泵方式。但是，在进行浅层地热能开发的时候一般首要考虑水源热泵，当地下水资源缺乏的情况下，才适用地埋管地源热泵方式。 目前，中国在利用方式上形成了以天津、陕西、河北为代表的地热供暖，以沈阳为代表的浅层水源热泵供热制冷，以大连为代表的海水源热泵供热制冷。考虑到经济性和可用性，当前定义浅层地温能利用深度一般为200米。我国南方地区以散热方式为主，经济的地埋管施工深度一般为100米左右；北方地区以冬季取热为主要用途，由于浅部地温较低，根据地热增温率，开发利用深度可增加到300或400米。 一、国外研究现状 瑞士人（1912年）首先提出地源热泵技术； 第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生（1946年） 1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立示范工程； 1986年 Tan和Kush根据线热源理论通过模型近似计算出地源热泵系统长期运行过程中井（孔）周围土壤（岩石）的温度的解析解；
浅层地热能利用技术
浅层地热能利用技术 1前言 地热能是地球内部贮存的热能,它包括地球深层由地球本身放射性元素衰变产生的热能及地球浅层由接收太阳能而产生的热能。前者以地下热水和水蒸气的形式出现,温度较高,主要用于发电、供暖等生产生活目的,其技术已基本成熟,欧美国家有很多用于发电,我国则多用来直接供热,这种地热能品位较高,但受地理环境及开采技术与成本的影响因而受限较大;后者由太阳能转换而来,蕴藏在地球表面浅层的土壤中,温度较低,但开采成本和技术相对也低,且不受地理环境的影响,特别适合于建筑物的供暖与制冷,因而受到了暖通空调及 节能行业越来越多的关注。 地球表面是一座巨大的天然太阳能集热器和储热库。到达地球表面的太阳能相当于全世界能源消耗量的2000倍,只是由于太阳能能流密度低,地球表面的温度变化大,使得对这部分热能的直接利用困难较多。但实际上,温度受天气变化影响较大的部分主要集中在地表面至地下10m之间的区域内,从10m深度再往下,大地温度就稳定在当地全年的平均气温上了。我国大部分地区这个温度都在15℃左右,如果把这样的温度搬运到地面上来稍做处理,就可成为很好的空调系统,这就是目前浅层地热能利用的主要方式。 浅层地热能利用通常需借助于热泵,它是一项新兴绿色节能技术。在冬天它以大地为低温位热源,从大地中提取热量,经过地面上热泵的转换,提高温位向房屋供暖;在夏天则以大地为高温位热源,将房屋内的热量输送到大地土壤中。由于地下温度十分稳定且很接近房屋居住所需的温度,因此,相对于以大气环境为热源的热泵和燃煤、燃油的供暖供冷系统,以大地为提取热量或排放热量的热源的热泵效率大大提高,同时还减少了燃烧产物的排放和制 冷剂的用量,对环保十分有利。 从大地土壤中提取热量用于房屋的供暖早在20世纪30年代就已提出,只是由于长期以来石化燃料价格低廉,供应充足,它才没有得到重视,导致其进展缓慢。到20世纪80年代以后,由于全球性能源紧张和环境污染日趋严峻,这项技术才逐渐受到青睐,目前已趋于成熟,正在欧洲、北美和日本得到推广应用。在我国则还处于实验研究阶段,目前国内几家科研院所和高校正在开展这方面的研究,要进入商业化的实际工程应用尚需进行长期不懈的努力。 2浅层地热能利用系统及其特点 浅层地热能属于低品位热能,直接使用达不到一般要求的温度,通常需设置一套热泵,组成地热能热泵利用系统,将地下热能的温度进行一定的提高或降低。因此,地热能利用系统主要由热泵、地热换热器及用户端组成,而其中地热换热器是关键。 2.1地热能热泵地热能热泵的工作原理与通常的热泵相同,都是由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置组成。通过消耗一部分高品质能源即电能,吸收低温物体的热能排放给高温
浅层地热能开发利用存在的问题及对策
浅层地热能开发利用存在的问题及对策 存在的问题虽然浅层地热能应用发展很快，但由于地源泵技术在我国的应用时间不长，人们对它的认识和一些规程规范的不尽完善，使得地源热泵技术的全面推广与应用存在不同程度的问题，尤其是这一行业的多专业结合性，各专业的密切配合，合理利用地温资源，优化利用热泵技术仍然是今后工作的重点，应引起高度重视。为此，需要聚集“地源热泵技术、水文地质工程地质勘察、监测与数字模拟和系统控制”等多专业的技术力量联合开展这一技术的研发与应用。 首先是我国大部分地源热泵工程的审批、设计、施工和验收，以及后期的监测与管理的整套程序没有明确的管理部门。目前，只有少数地方政府设立审批部门，如北京、沈阳等。尤其是工程后期的管理与监测工作，尚无统一部门管理，因此，造成地源热泵工程运行后的时间里，不了解地源热泵系统是否节能与经济。只有当整个系统完全停止工作时，才知道出了问题，这样导致人们对地源热泵技术的担心和疑虑，影响了新技术的推广应用。 其次是浅层地热能地质基础研究工作比较滞后。“浅层地热能在我国起步并不晚，但现在发展已经滞后了。一个主要的原因就是对浅层地热能没有进行详尽的研究。”专家说，浅层地热能在国外发展依靠的是地质先行，而在我国，则是一些地质以外的行业（主要是热泵机组厂商）作为推动力量，有一部分人以为只要有了先进的热泵技术就可以进行浅层地热能的开发。“事实上，热泵就如同矿山中常用的凿岩机，只是一个手段，尽管效率很高，但究竟可不可以采出矿石，最终还是需要地质工作来评价的。”浅层地热能发展的好坏，取决于对地质条件的研究程度。当前，我国即将迎来一个浅层地热能开发利用的高潮，需要有大量能够研究浅层地热能结构和换热效果的专业队伍，这样在设计的过程中才能更合理地根据供暖面积来决定工程的施工方案。 另外，我国的地源热泵工程规模普遍比国外的大，国外大部分都集中在1万平方米以下，我国十几万平方米的工程很多，而且建设规模有越来越大的趋势，现在20～30万平方米的工程很多城市都有。工程越大对地下环境的要求越高，尤其是大量地埋管换热器集中在一个地块，在城市里不但没有充足的地下空间，而且对地下环境的影响也很大。有些工程把成百上千的地埋管换热器集中布置在一块地方，长期运行后，在中间部位的换热器的换热能力大大下降，从而影响整个地源热泵系统的效率，甚至导致系统的瘫痪。 对策 针对浅层地热能开发与利用过程中出现的一些问题,北京有关专家与学者提出了可持续开发 利用和保护浅层地热能资源的对策。 1、依靠科技进步和创新，提高浅层地热能利用技术水平。地源热泵系统是地质环境、热泵系统、自动控制和暖通空调系统等多学科的有机结合。需要加强暖通空调与水文地质工程地质人员的密切配合，做到每一部分都要与整体相协调，才能使整个系统达到经济、节能与环保。 2、要贯彻落实科学发展观，坚持"在保护中开发，在开发中保护"的方针。重视开发利用资源前环境影响评估工作，开展水源热泵适用区开发利用浅层地热能资源对环境影响的评估工作，重点评估因开发浅层地热能资源而造成新的地面沉降、水质污染和热污染等环境地质问题，减少环境隐患，实现可持续发展。
在全国浅层地热能与地热资源管理工作会议上的讲话
今天，我们召开全国浅层地热能与地热资源管理工作会议，主要任务是：深入贯彻落实中央关于节能环保的工作要求，明确今后一段时期浅层地热能与地热资源开发管理的主要任务，完善思路，强化措施，推动浅层地热能与地热资源开发利用又好又快发展。 部党组高度重视这次会议，徐绍史部长要求我们尤其要突出浅层地热能开发利用这一重要工作，将加强浅层地热能与地热资源评价、规划和开发利用作为开拓新领域、延长工作链的一项重要工作予以支持，完善措施，强力推进，尽快形成新的局面。我们一定要深刻领会徐部长的重要批示精神，切实抓好贯彻落实。 这次会议得到了国务院有关部委、特别是天津市人民政府和天津市国土资源和房屋管理局的大力支持。在此，我代表国土资源部和与会代表表示衷心的感谢。 下面，我谈几点意见。 一、全国浅层地热能与地热资源开发取得积极进展 多年来，国土资源部门就浅层地热能与地热资源勘查评价、开发、规划与管理做了大量工作，取得明显成效。 (一)勘查评价取得重要进展 自新中国成立以来，我部相继组织 开展了全国温泉和重点地区的地热资 源勘查评价，为国家探明了一批中高温 地热田。初步掌握了全国2000米以浅的 地热资源基本状况和分布规律。 我国高温(温度＞150℃)地热资源 主要分布于藏南—川西—滇西和台湾 地区。其中，西藏的地热显示664处，羊 八井钻孔揭露的最高温度超过250℃。 云南滇西地区出露的温泉有296处，高 温热泉98处。台湾岛也是我国的高温热 储区。 中低温(温度＜150℃)地热资源主 要分布于华北平原、汾渭盆地、鄂尔多 斯盆地、松辽平原、苏北盆地、江汉盆 地、四川盆地、银川平原、河套平原、准 噶尔盆地等沉积盆地，以及东南沿海地 区和胶东、辽东半岛。在其他地区。也有 部分中低温地热资源分布。 截止到2008年年底，全国经正式勘 查并经国土资源主管部门审批的地热 (水)田为103处，经初步评价的地热(水) 田214个，合计提交地热可采资源量每 年约8.3亿立方米。 浅层地热能勘查评价于2006年开 始试点，去年下发了《国土资源部关于 大力推进浅层地热能开发利用的通知》 (国土资发〔2008〕249号)，今年发布了 《浅层地热能勘查技术规范》，勘查评价 工作正在各地全面展开。先期开展工作 的北京市、河北省和江西省的南昌市已 初步完成区域勘查评价工作。从评价结 果看，潜力很大，应用前景非常广阔。 (二)开发利用成效显著 我国是世界上利用地热资源较早 的国家之一，开发利用历史悠久。新中 国成立后，五、六十年代先后建立温泉 疗养院160多家。70年代起，地热资源的 开发利用进入加快发展阶段。尤其是90 年代以来，在市场需求的推动下，地热 资源的开发利用得到蓬勃发展。1990 年，全国地热供暖面积为190万平方米， 2008年为2400万平方米，18年间增长 12.63倍；1990年，全国地热供生活热水1 万户，2008年为50万户，18年间增长50 倍。 目前，全国现有温泉2700余处，已 开发利用的约700处；地热田1048处，已 开发利用的259处；地热开采井约1800 余眼，年开采量约3.68亿立方米。我国的 地热资源主要用于供暖、发电、医疗保 健、温泉洗浴、水产养殖、温室种植等方 面。其中，洗浴和疗养占47.55％，供暖占 30.77％、其他占21.68％。 地热资源开发利用带动了当地经 济发展，产生了明显的社会效益、经济 效益和环境效益。据统计，我国现有地 在全国浅层地热能与地热资源管理工作会议上的讲话 汪民 (2009年8月30日)