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；

1993~1995年 Mikler和Yuill利用数值方法分析研究单井回灌的渗流及热交换过程，并取得大量试验数据；

2004年 Rees，Spiler，Deng等建立了系统二维、非稳态的数值模型，并利用一维的简化数值模型应用于实际工程计算；

二、国内研究现状

20世纪50年代以吕灿仁为代表的学着和专家开始研究浅层地热。

2005~2006年王秉忱、吴学敏、沈梦培等调研我国地热资源的开发利用问题并向国务院提交建议。

2008年《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]9号），标志我国浅层地热能资源开发利用将步入规范化轨道。

2009年国土资源部组织开展《全国地热资源潜力评估》工作。

2010年我国发布首部有关浅层地热能开发的行业标准《浅层地热能勘查评价技术规范》；

2011年29个省会级城市浅层地热能调查评价项目年内分两批实施。第一批包括石家庄、呼和浩特、沈阳、长春、杭州、合肥、济南、郑州、重庆、西安、兰州、乌鲁木齐12个城市。第二批实施的城市包括太原、哈尔滨、上海、拉萨、南京、福州、南昌、武汉、长沙、广州、南宁、海口、成都、贵阳、昆明、西宁、银川17个。港澳台除外。

2012年6月，国家能源局批准组建了国家地热能源开发利用研究及应用技术推广中心，并设立了技术委员会和指导委员会，分三个层次：一个层次是中石化新星，专攻地热能；另一个层次是中石化自己内部的勘探开发研究院——石油工程研究院，包括石油科学炼油研究院、化工研究院等研发力量；再一个层次是，知名大学、科研院所、企业等主要地热能研究团队和专家构成的体系。

2013年初，国家能源局、财政部、国土部和住房和城乡建设部联合发布了《关于促进地热能开发利用的指导意见》，给地热能这一新能源的开发利用奠定了政策基础。

2014年6月，国家能源局、国土资发出《关于组织编制地热能开发利用规划的通知》，要求近期地热能开发以浅层、中深层地热能为主，远期发展中温地热发电和干热岩发电。

2015年我国首部专门针对浅层地热能钻探的地方标准《浅层地热能钻探技

术规范》由河南省质量技术监督局正式发布；

起草单位：河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院、河南省深部探矿工程技术研究中心、河南省地热能开发利用有限公司、河南工程学院资源与环境学院、中国地质科学院勘探技术研究所。

主要起草人员：卢予北、张宗恒、洗星海、陈莹、吴烨、李贵明、王现国、董永志、王建华

规范主要内容：规定了浅层地热能地下水源井设计要求和施工要求、垂直地埋管钻孔设计要求和施工要求、工程验收方法。

2016年国家地热能中心、中石化着手开展《地热能开发技术标准体系研究与规划》，拟在“十三五”末建成世界上第一套具有自主知识产权的地热能开发技术标准体系；

地热资源开发利用是一门多学科的综合技术，涉及资源勘查与评价、钻井成井工艺、尾水回灌、梯级利用、高效运营、保温与换热、防腐防垢和发电等技术。目前，中国的地热工作者经过多年研发，初步建立了一套与中国地热资源特点相适应的技术体系，指导了地热资源勘查开发实践。

围绕浅层地热能展开调查研究的省市有：北京、天津（2010年止，我国利用地热供暖规模最大的城市、占全国地热供暖总面积的70%）、河北、河南、上海、浙江宁波、辽宁沈阳、江苏泰州南昌、山西、山东、安徽、黑龙江、江西、吉林。80%集中在华北和东北南部地区

三、存在的问题

我国使用最多的两种开发利用形式：水源热泵系统和土壤源热泵系统。浅层

地热能开发利用工程的关键技术主要是地下换热装置设计与施工。

1、引起的环境问题

①水质：地热水含有重金属和其他有害元素，尾水不经处理直接排放，会对地

表水、地下水水质造成污染

②水温：地热水经一次货多次利用后温度降低，但相对地下水来说尾水温度仍

然较高，地热尾水排入地表水体后，水体温度升高，打破原有温度场平衡，进而直接影响该水域生态平衡。

③资源问题：有效利用率低：被开采出来的地热能（即从井口得到的热量）只

有一部分被利用，即有效利用地热资源量低；

地热尾水回灌因为成本高，很多企业无力支付，选择尾水直接排放地表或地

表水体，长期以往，不仅造成地下水浪费，还会使地下水得不到及时补给，直接表现在地下水位下降，并产生地面塌陷或沉降等一系列次生地质灾害。

2、企业资质参差不齐

对开发、勘查、设计、施工企业未明确设置行业准入条件，致使施工质量良

莠不齐。

3、管理体制不健全

北京市的《关于发展热泵系统的指导意见》和《关于加强地热回灌，保护地热资源的通知》、天津市的《天津市地热利用工程设计标准(试行)》和《天津市地热回灌地面工程建设标准》、河北省的《河北省地热资源管理条例》、重庆市的《关于加强地热资源管理的意见》、咸阳市的《咸阳市地热资源管理暂行办法》、上海的《上海市浅层地热能管理暂行办法》等。

目前国内发布的地热能源开发相关标准有9项，其中，关于地热能评价勘察规范的2项，浅层地热能供热制冷相关技术标准1项，见表1。（石油行业：国内共计制定和发布1819项标准——包括国家标准163项，行业标准1656项）

①对已建工程运行效果、热均衡状况及其对地质环境条件的影响缺乏研究、

监控；

②缺少明确的监督管理部门，分工不明确，管理存在越位、错位和不作为

的混乱情况；

4、核心技术水平不高

(1)地下水源井技术是地下能源采集系统的核心和关键。

①地下水源热泵井管材选择

现在成井管材主要使用水泥管和螺旋钢管（钢板卷焊式桥式镀锌过滤管和普通钢管组合）。前者虽耐腐蚀，但抗冲击、抗弯曲、抗拉强度极小，后者强度虽极高，但是易腐蚀结垢。

新技术：PVC-U塑料管（优点：耐腐蚀、不结垢、轻便、寿命长等）抽水井和回灌井首选。但是，在施工过程中存在的问题和风险有2点：PVC-U塑料管材料密度小（1400Kg/m3），仅是钢材密度的18%左右，故，在井内充满泥浆的环境下浮力较大，下入困难；其物理力学性能指标远远低于钢管，故，在下管、投砾或洗井抽水过程中，井管内出现过大压差或遭受冲击力时，容易出现塑料井管爆裂事故。目前，国巧外供水管井使用的PVC-U塑料管多数在50-100m之间，并旦成井口径较小。

②钻井（孔）结构设计

井的滤层厚度要按照不同地层来设计，即钻井口径与成井管径的间隙在松散地层和基岩地层各有不同要求。

(2)回灌技术

影响回灌的主要因素：

①成井工艺：井身结构、钻井液、洗井方式、成井工艺

②回灌系统综合作用：地面净化系统、回灌方式、抽灌井间距

③回灌流体与储层相互作用：物理作用、化学作用、储层砂粒移动

（3）热贯通

由于回灌水与原始含水层温度存在的差异，在导热和对流等作用下，回灌水会导致抽水井温度有不同程度的升高或降低，这种现象就是“热贯通”。粗颗粒（卵砾石、砂砾）地层抽灌井间距约100m，细颗粒地层（粉、细砂）间距不低于50m。实际情况是，因为场地大小的限制，抽灌井间距在5-20m，由此造成热

贯通和地下水污染，轻则增加运行费用，重则导致机组瘫痪。

5、政策扶持力度不够大

①对地热供暖企业给予一定的财政补贴。目前，在地热供暖收费方面，大部

分城市仅参照燃煤锅炉供暖收费，忽略了生态效益，地热供暖收费标准总体上偏低，许多供暖项目由于经济效益低下而无法实施。

②制定地热发电上网电价补贴政策。目前，国家对风能、太阳能发电上网电

价出台了补贴政策，但对地热发电还没有相关优惠政策。建议参照其他可再生能源发电的上网电价补贴，制定地热发电上网电价补贴政策。

住房城乡建设部2009年启动可再生能源建筑应用城市示范，对纳入示范的城市，中央予以资金补助基准为每个示范城市5000万元，对推广应用面积大，技术类型先进适用，能源替代效果好能力建设突出，将相应调增补助额度，但每个城市最高不超过8000万元。

③对于地热尾水回灌，按回灌井费用的一定比例给予企业适当的配套资金投

入。地热尾水回灌一般采用“一采一灌”或“一采几灌”，即打一口生产井需要配套打一口回灌井或几口回灌井，给生产企业增加了沉重的额外成本，许多企业不堪重负，把尾水直接排放，结果造成了环境污染和资源快速枯竭。

2011年，河南省平原区面积占据全省面积一半，平原区广泛分布浅层地下水，资源量达131.79×108m3，大部水温15~18℃，富水性中等~极强，单井出水量一般100~120m3/h，部分地区120~200 m3/h，甚至达到200~300 m3/h，具有良好的回灌条件。水质除硬度超标外，基本满足地源热泵水质要求。具有丰富浅层地热能储量的城市就有郑州、开封、新乡、濮阳、许昌、漯河、周口、焦作、安阳、洛阳、南阳等，目前，浅层地热能开发的面积超过1600万平方米。

2015年郑州已有浅层地热能空调用户50多家，地能空调井200余眼，井深一般100m左右。

河南省地源热泵应用情况统计表

中石化集团在浅层地热方面的开拓

提出 2013年，中石化集团公司明确将地热能业务作为集团一个单独产业进行整体规划；

代表公司新星公司作为中石化集团清洁能源专业公司的发展定位；

调查 2015年，据中石化新星石油有限公司统计，我国浅层地热能资源量相当于95亿吨标准煤，现每年开发利用量相当于3.5亿吨标准煤，实现减排5亿吨

CO

。

2

发展 2015年3月，中冰地热技术研发中心，中石化新星公司为中方依托单位； 2016年5月，国家能源局国家标准化委员会授权中石化组建“能源行业地热能专业标准化技术委员会”

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

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

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。

地热能综述

地热能综述 11环工 赵松涛高蕾谢红丽汪汉 关键词：地热类型地球结构地热成因地热发电及其类型 摘要：能源危机日益严重，本文，介绍了地热的来源，地球的内部构造，地热的分类，地热在世界范围和在中国的分布及人们对地热利用。地热发电是地热利用的重要形式，也是未来发展的重点方向。本文详细介绍了地热发电的分类，及各类型地热发电的原理及其优缺点随着经济社会的发展，人类对能源的需求越来越大，化石燃料日益枯竭。地热作为一种储量大、近乎无污染的新能源近来受到人们极大的关注。地热能的开发利用无疑对解决能源危机的问题具有重要意义。 1.1地热能来源 所谓地热能，简单地说．就是来自地下的热能，即地球内部的热能。据计算，地球陆地以下五公里内，15摄氏度以上岩石和地下水总含热量达1.05E25焦尔，相当于9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准煤计算，可满足人类几万年能源之需要.如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热量作为标准来计算、那么，石油的贮存量约为煤炭的3％，目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭的15％，而地热能的总贮存量则为煤炭的1.7亿倍。 1.2地球构造 地球是一个巨大的实心椭球体，它的表面积约为5．11x108km2，体积约为1.0833x1012km2，赤道半径为6378km，极半径为6357km。地球的构造好像是一只半熟的鸡蛋，主要分为3层。 1)地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分，地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于10—70km之间， 2)地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆．地幅的厚度约为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000℃以上. 3)地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分．地核的温度在2000—5000 ℃之间，外核深2900—5100km，内核深5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的。 关于地热的来源源问题，目前有许多不同的假说，因此，关于地热的来源问题，也有许多不同的解释。但是，这些解释都一致承认，地球物质中放射性元素衰变产生的热量是地热的主要来源。放射性元素有铀238、铀235、针232和钾40等，这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。放射性物质的原子核．无需外力的作用，就能自发地放出电子、氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了热能。 1.3地热形成因素 形成地热资源有热储层、热储体盖层、热流体通道和热源4个要素。 2.2地热分类 通常我们把地热资源根据其在地下热储中存在的个同形式，分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型资源和岩浆型资源等几类。在上述5类地热资源中，目前能为人类开发利用的．是地热蒸汽和地热水两大类资源，人类对这两类资源已有较多的应用；干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段，开发利用很少。不过，仅仅是蒸汽型资源和热水型资源所包括的热能，其储量也是极为可观的。仅按目前可供开采的地下3km范围内的地热资源来计算，就相当于2.9×1012 t煤炭燃烧所发出的热量。 2.2.1蒸汽型资源

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

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；

地热能及其直接利用和发电技术结题

地热能及其直接利用和发电技术结题

1绪论 (2) 2 地热能的直接利用技术 (7) 2.1地源热泵技术 (7) 2.2地热务农技术 (9) 2.3地热医疗技术 (10) 3 地热发电技术 (10) 3.1地热发电原理与技术 (10) 3.1.1地热蒸汽发电 (10) 3.1.2地下热水发电 (11) 3.1.3联合循环发电 (12) 3.1.4利用地下热岩石发电 (12) 3.2地热发电循环系统 (13) 3.2.1单机扩容系统 (13) 3.2.2两级扩容系统 (14) 3.2.3双循环系统 (15) 3.3地热发电的技术关键 (15) 3.3.1地热田的回灌 (15) 3.3.2地热田的腐蚀 (16) 3.3.3地热田的结垢 (16) 4 地热能开发产生的问题 (18) 4.1利用率低 (18) 4.2过量开采导致地面下降 (18) 4.3环境污染 (18) 参考文献 (19)

地热能及其直接利用和发电技术 摘要：地热资源有节能减排、高效利用和价廉量稳的三大优势，20世纪70年代以来，国内外都在大规模地利用地热资源来发电、供暖。本文基于对国内外地热能及其应用技术的调研，总结了地热能的直接利用技术和地热能发电技术的发展和亟待解决的技术问题，以及地热能应用带来的影响。重点讨论了地热发电技术的原理和应用。 关键词：地热资源；开发；现状；发电技术；前景 1绪论 地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地热能是蕴藏于地球深处的热能。按照现有开发技术的可能性，地热能资源的范围一般指在地壳表层以下5000米以内岩石和地热流体所含的热量。 地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。 地球内部蕴藏着的热能称为地热能，来自(1)高温岩浆，(2)岩石中放射性元素衰变；在地球上所有的能源中，地热能仅次于太阳辐射能，排在第二位（火山爆发、地震和其他地壳变动）； 世界地热资源主要分布于以下5个地热带：（1）环太平洋地热带。世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界，即从美国的阿拉斯加、加利福尼亚到墨西哥、智利，从新西兰、印度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。世界许多地热田都位于这个地热带，如美国的盖瑟斯地热田，墨西哥的普列托、新西兰的怀腊开、中国台湾的马槽和日本的松川、大岳等地热田。（2）地中海、喜马拉雅地热带。欧亚板块与非洲、印度板块的

地热能利用与节能综合技术

地热能利用与节能综合技术 田卫平 中国天津港津建筑设计工程有限公司 [摘要]本文就供热采暖系统按户计量、分室调节的提出及设计中有关技术问题如：系统构成、管道敷设方式、热表安装以及设计和施工过程中的有关注意事项加以阐述。 [关键词]住宅、采暖系统、热计量表、温控阀、管道敷设 1、问题的提出： 随着我国由社会主义计划经济逐步向市场经济的转变,采暖供热由社会福利转为商品已将成为必然。多年来传统的采暖用热观念以及设计思路已完全不能适应当今社会的发展。为此建设部已在全国建筑节能“九.五”计划和2010年规划的发展目标中明文规定：“对集中采暖的民用建筑安设热表及有关调节设备，并按户计量收费的工作，1998年通过试点取得成效，开始推广，2000年在重点城市成片推行，2010年基本完成。”根据这一文件精神，99年在我国北方许多城市里的有关政府已有明文规定新设计的住宅建筑其采暖系统必须具有分户控制、分户计量、按户收费的功能，同时为满足人们生活水平的要求，采暖系统做到能够分室调节这一问题已提到议事日程。 面对福利性采暖供热向商品热的转变，即谁花钱谁用热，反之没有花钱就不能享受供热这一新情况，在采暖供热工程的设计中，作为设计人员以及房屋建设商们应对传统的观念有一根本的改变。就像设计中央空调必然增加设备投资、增加管道安装层高或增加必要的安装空间一样，按户计量分室调节的采暖系统同样也涉及到相应设备费用的增加以及土建设计施工的配合。同时要正确理解住宅建筑的节能绝不是要求降低设计参数的标准或是尽量少用热，而是要合理的用好热。分室调节正是满足了以上这两点，即用户可以根据对室温的不同要求对散热器进行设定温度的调节，同时亦可以在不需要用热是减小通过散热器的热水流量从而达到节能和少花钱的目的。 2、系统的构成： 一个要达到按户计量、分室调节目的的采暖系统，除传统的散热器、管道以及解决排气泄水等设施的基本构成外，还需要有如下设备构成：①超声波热计量仪：安装于采暖供热系统的供回水干管上，用于测量一栋建筑物、一个小区或若干个环路汇合后的采暖系统总流量。一般由一个积算仪（亦称微处理器），两个安装在供水管和回水管的温度传感器及一个超声波流量计组成，接口管径可有DN25-DN400。由于该设备价格较贵，故在分户小环路计量中不多使用，上述的积算仪可以使用电池或外接220V电源。

浅层地热能开发利用条件分析及开发利用实施步骤细节修改版

目录 1、学到了知识，初步掌握了建设中的关键环节 (2) 1.1地源热泵机组与适宜性评价 (2) 地源热泵系统的基本原理 (2) 地源热泵系统分类 (3) 地源热泵自身优点 (3) 地源热泵的发展前景 (5) 热泵机组与相关设备 (6) 地源热泵资源现状及适宜性评价 (8) 1.2地源热泵设计与施工 (9) 建筑物负荷计算 (9) 土壤源热泵系统设计 (10) 土壤源热泵系统的施工 (11) 1.3地源热泵建设中的相关经济参数 (12) 2、得到了启示，坚定了地源热泵开发利用的信心 (12) 2.1有行动才有结果 (13) 2.2有示范才有张力 (13) 2.3有开拓才有后劲 (13) 3、拓宽了思路明确了目标 (14) 4、浅层地热能开采中存在的问题及应注意事项 (15)

地源热泵学习考察报告 2012年6月18日至6月23日，我们一行五人带着院长的重托，就地源热泵技术的推广及应用等问题，到山东曲阜、泰安、济南、青岛等地组织学习考察。这次学习考察组织严密，内容丰富，形式活泼。在山东省地矿局韩在深总经济师的安排下，日夜兼程，边看边学边议，深感受益匪浅，体会较多。 本次通过对山东省第五地质矿产勘察院，山东省浅层地热能研究推广中心等单位的现场考察，室内学习及相关资料的收集整理，开阔了我们的眼界，看到了地源热泵开发利用的大好前景；学到了知识，初步掌握了建设中的关键环节；得到了启示，坚定了地源热泵开发利用的信心。现就本次考察学习的详细内容做如下报告： 1、学到了知识，初步掌握了建设中的关键环节 1.1地源热泵机组与适宜性评价 地源热泵系统的基本原理 热力学第一定律指出能量是守恒的，它只能从一个物体传递给另一个物体，或从一种形式转变成另一种形式。而热力学第二定律指出能量的传递具有方向性，从高温物体向低温物体传递的热量可以自发进行的，而低温物体向高温物体的热量传递需要借助外力才得以实现，正如我们把水从低处提升到高处时需要做功一样，这就是热泵技术的工作原理。 热泵的作用是从低温热源中吸取能量，并把它传递给高位热源。在这个过程中虽然消耗了一定的高品味能源，但是向高位热源供给的却是从低位热源中提取出的能量与高品位能源之和。因此，热泵装置是一种节能装置，其能效比可达到4。 在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于

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。

地热能开发与应用技术

地热能开发与应用技术 内容简介 本书主要针对我国目前地热勘探开发及利用技术方面的需要，在写作中力求突出地热技术的“新”与“实”，很多章节为国家“九五”、“十五”攻关项目所取得的成果及近年地热领域研究成果和先进技术，是近年来较多突出地热开发及应用技术的一本实用性较强的专业参考书。 全书共分7篇21章，内容涉及水文地质、地球物理及地球化学、地热资源勘察及评价方法、地热钻井工艺及技术、 抽水试验工艺过程、回灌井口设备及技术、地热井口设备及系统选材、地热综合利用技术、经济评价方法、地热工程计算软件、自动监测系统的设计、网络化信息管理（GIS）及评价体系、地热开发的环境问题，几乎涵盖了地热开发与利用的所有内容。 可供地热资源勘察、开发、工程设计部门在实际工作中使用，具有一定的参考价值。也可作为科研、高校相关专业和本科生、研究生教学的参考用书。 编辑推荐 本书主要针对我国目前地热勘探开发及利用技术方面的需要，在写作中力求突出地热技术的“新”与“实”，很多章节为国家“九五”、“十五”攻关项目所取得的成果及近年地热领域研究成果和先进技术，是近年来较多突出地热开发及应用技术的一本实用性较强的专业参考书。 全书共分7篇21章，内容涉及水文地质、地球物理及地球化学、地热资源勘察及评价方法、地热钻井工艺及技术、 抽水试验工艺过程、回灌井口设备及技术、地热井口设备及系统选材、地热综合利用技术、经济评价方法、地热工程计算软件、自动监测系统的设计、网络化信息管理（GIS）及评价体系、地热开发的环境问题，几乎涵盖了地热开发与利用的所有内容。 可供地热资源勘察、开发、工程设计部门在实际工作中使用，具有一定的参考价值。也可作为科研、高校相关专业和本科生、研究生教学的参考用书。 目 录 第1篇 总论 第1章 能源危机与地热能的开发利用 1.1 能源危机 1.2 可再生能源及发展战略 1.3 地热能在可再生能源中的地位 1.4 世界地热能开发利用 1.5 我国地热开发利用

地热能的利用及发展

地热能的利用及发展 一、地热能概述 地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7 000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1 200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。地球内部实际上是个大火球，但是我们生活在这个火球上却并不觉得灼热难忍，这得归功于组成地壳的岩石，它们是良好的热绝缘体，既有效地防止了地球内部的热量向太空散失，又很好的保护了我们免被地下高温烫伤。假定地球的平均温度是2000℃，地球的质量约为6×1024kg，地球内部的比热容为 1.05kJ/（kg·℃），那么整个地球内部的热含量大约是1.25×1031J。即便是在地球表面10km厚的薄薄一层里，所储存的热量就有1×1025J。地壳中的热主要靠导热传输，但地壳岩石的平均热流密度低，只有由于某种集热作用才能开发利用。大大盆地中深埋的含水层可大量集热，每当钻探到这种含水层时，就会流出大量高温热水，这是天然集热的常见形式：岩浆侵入地壳浅处，是地壳内最强的导热形式，侵入的岩浆体形成局部高强度热源，也成为地热能开发的有利条件。在地壳中，地热的分布可分为三个带，即可变温度带、常温带和增温带。可变温度带厚度一般为15～20m，它由于受到太阳辐射的影响，故温度有周期性变化的特点；常温带深度一般为20～30m，其温度变化幅度几乎等于零；增温带在常温带以下，温度随深度的增加而升高，其热量的主要来源是地球内部的热能。这种温度的变化称为地热增温率。各地的地热增温率差别很大，平均来说地热增温率为每加深100m，温度升高8℃，到达一定温度后，地热增温率由上而下逐渐减小。按照地热增温率的差别，把陆地上不同的地区划分为正常地热区和异常地热区。地热增温率接近3℃的地区，称为正常地热区；远超过3℃的地区，称为异常地热区。在正常地热区，较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的深处；在异常地热区，由于地热增温率较大，较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的较浅部位，有的甚至露出地表。按照地热资源的温度不同，通常把热储温度大于150℃的称为高温地热资源，小于90℃的称为低温地热资源。由于地热利用的范围越来越广，地热资源的温度分级也将随着利用价值而会有所改变。 二、世界各国地热能的利用 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下： （1）200一400℃，直接发电及综合利用。 （2）150一200℃，双工质循环发电、制冷、干燥、工业热加工。

国内外浅层地热能开发利用现状及对江西的启示

国内外浅层地热能开发利用现状及对江西的启示 孙占学 （东华理工大学，江西抚州，344000） 摘要：本文在简要介绍地源热泵技术的基础上，对国内外浅层地热资源的开发利用现状进行了述评，并对江西省的地热背景与浅层地热能开发的条件和前景进行了讨论。 1 引言 地热能是地球内部贮存的热能。目前，普遍认为，地球本身放射性元素衰变所释放的能量是地球内热的主要来源。所谓浅层地热能（Shallow geothermal energ y）指的是地表以下一定深度（一般为0-200 m，国外也有人认为是0-400m）范围内，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。浅层地热能是地热资源的一部份，蕴藏于土壤和地下水中，采用热泵技术进行采集利用后，既可供暖，又能制冷，而且环境效益良好。因此，近年来，得到了世界各国的高度重视，其开发利用增长迅速，已成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。 2 浅层地热能开发利用的地源热泵技术 热泵（Heat pump）技术是一种能将热能从低温热源转换为高温热源，也能将高温热源转换为低温热源的技术〔1〕。如我们现在用得很普遍的普通空调器，采用的是一种空气源的热泵技术，天冷时它能把室外空气中的热量转到室内，天热时则能把室内空气中的热量转到室外，从而达到调节室内空气的目的。由于户外空气温度很低时才需要采暖，因而常需要备用电阻加热才能达到采暖效果；室内需要制冷时户外气温也往往很高，这样设备就不得不低效率运行。可见，空气源热泵的工作效率受户外气温变化的影响很大。 地源热泵（Ground source heat pump）,又称地热热泵(geothermal heat pum p)，是一种先进的技术，它利用地下土壤、地表水、地下水温度相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。

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