浅层地热能开发主要问题(PPT资料整理)

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

4 勘查评价技

术规范

DZ/T 0225-2009

5 城镇地热供

热工程技术

规范

CJJ 138-2010

中深

层地

热供

热技

术

行

业

标

准

6 地热发电用

汽轮机技术

条件

JB/T 6506-1992

地热

发电

行

业

标

准

7 地热发电用

汽轮机规范

GB/T 28812-2012

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

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。

2010年河南

省城

市浅

层地

热能

专

著

大部

分城

市

本书主要介绍

了河南浅层地

热能开发利用

现状存在的主

要问题，研究的

目标任务、研究

内容和方法；概

述了河南省18

个省辖市城市

浅层地热能形

成的区域地质

背景；阐述了城

市浅层地热能

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131.79×108m 3，大部水温15~18℃，富水性中等~

极强，单井出水量一般100~120m 3/h ，部分地区120~200 m 3/h ，甚至达到200~300 m 3/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”

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

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

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。

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

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

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；

中国地热资源及开发利用

中国地热资源及开发利用 发布时间：2010-7-20信息来源：消费导刊·理论版 [摘要]介绍了我国地热资源的分布情况和开发现状,从地热发电和地热采暖等多个方面论述了地热资源在我国的利用,对我国地热资源在开发利用过程中存在的问题进行了深入分析并提出相关建议,从资源、社会、经济、环境等角度指出地热资源在我国具有广阔的发展前景。 一、我国地热资源概述 地热是指地球内部所蕴藏的热能,它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。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,它与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源,将太阳能、风能、潮汐能与地热能加以比较,地热能是新能源中最为现实的能源。地热资源按赋存形式可分4种类型:一是热水型,即地球浅处(地下100~4500m)所见到的热水或水蒸汽;二是地压地热能,即在某些大型沉积盆地深处(3~6 km)存在着高温、高压流体,其中含有大量甲烷气体;三是干热岩地热能,由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体;四是岩浆热能,即储存在高温(7001 200℃)熔融岩浆体中的巨大热能;根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50℃)、中温型(90~150℃)和低温型(<90℃)三大类,高温地热资源主要用于地热发电,中、低温地热资源主要用于地热直接利用。 我国是地热资源相对丰富的国家,地热资源总量约占全球的7.9%(表一),可采储量相当于4626.5亿t标准煤。我国的高温地热资源(热储温度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省,环太平洋地热带通过我国的台湾省,高温温泉达90处以上;地中海喜马拉雅地热带通过西藏南部和云南、四川西部。西藏高温热田主要集中在羊八井裂谷带,其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田,构成中国高温热田最富集的地带;云南是全国发现温泉最多的省,高温热田主要分布在怒江以西的腾冲-瑞丽地区,约2O处;川西分布着8个高温地热区,为藏滇高温地热带的一部分。我国主要以中低温地热资源为主,中低温地热资源分布广泛,几乎遍布全国各地,主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、山东半岛和东南沿海地区,其主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩,温度在40~80℃左右,目前已发现全国共有地热温泉3000多个,其中高于25℃的约2200个。从温泉出露的情况来看,我国主要有四个水热活动密集带[1]:藏南-川西-滇西水热活动密集带;台湾水热活动密集带;东南沿海地区水热活动密集带;胶东、辽东半岛水热活动密集带。从地质构造上看,我国地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中,主要类型为沉积盆地型和隆起山地型。 二、我国地热资源开发现状 我国地热资源的利用历史悠久,但真正大规模勘查和开发利用始于20世纪70年初期,尤其是20世纪90年代以来,在市场经济需求的推动下,地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。近年

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。

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

天津市浅层地热能资源开发利用试点工作方案

天津市浅层地热能资源开发利用试点工作方案 天津市人民政府批转天津市国土房管局拟定的天津市浅层地热能资源开发利用试点工 作方案的通知 津政发[2010]13号 各区、县人民政府，各委、局，各直属单位： 市人民政府同意市国土房管局拟定的《天津市浅层地热能资源开发利用试点工作方 案》，现转发给你们，望遵照执行。 二○一○年三月十九日 天津市浅层地热能资源开发利用试点工作方案 为贯彻落实《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）和全国浅层地热能与地热资源管理工作会议精神，全面推进我市浅层地热能资源开发利用示范城市建设，现就我市与国土资源部联合开展浅层地热能资源开发利用试点工作制定如下方案：一、试点工作意义浅层地热能资源是一种可再生、环保、清洁的新型能源。开发利用浅层地热能是发展绿色经济、低碳经济和循环经济的必然趋势。天津地处华北平原北部，平原区1万多平方公里范围内覆盖有200米以上的松散沉积层，浅层地热能量非常丰富，具有明显的浅层地热能资源开发优势。据估算，我市浅层地热能冬、夏季可交换资源量为2573×1012千焦，约合8.78万吨标准煤，可减少二氧化碳排放20.7万吨。当前，我市正处在经济快速发展时期，能源需求量巨大。开发利用好浅层地热能资源，对我市建设资源节约型、环境友好型的生态城市具有重要意义。 我市与国土资源部联合开展浅层地热能资源开发利用试点工作，通过在全市全面开展浅层地热能资源调查评价、编制开发利用规划、建设不同类型的示范工程、建立动态监测系统、制定开发利用管理制度和技术规范，实现我市浅层地热能资源科学、规范、有序开发，为在全国推广浅层地热能资源开发利用和管理起到示范作用。二、试点工作主要内容按照《国土资源部关于同意联合开展天津市浅层地热能资源开发利用试点工作的复函》（国土资函[2009]1246号）的要求，结合我市工作实际，确定开展以下五个方面专题工作：（一）天津市浅层地热能资源调查。在全市平原区11250平方公里范围内，开展浅层地热能资源调查与评价。根据天津市城市总体规划，以中心城区、滨海新区、环城四区、新城（中心镇）为重点调查区，其他地区为一般调查区。 1.工作内容。 （1）广泛收集以往水文地质、工程地质及地热地质工作成果； （2）开展工程现状调查和钻探、物化探、地温测试、原位试验、抽灌试验等实物工作，

地热能——地心热的开发利用

地热能——地心热的开发利用 【摘要】地球的内部非常热，其地心温度大约为4000℃，热能持续不断地在流向地面，从地表辐射出去并消失在太空中。这一表面的平均热能量值为82毫瓦/米2，如果地球的表面积为5.1×1014米2，那么，这种连续不断的热流失率大约为42兆兆瓦(热)。 何谓地热 地球的内部非常热，其地心温度大约为4000℃，热能持续不断地在流向地面，从地表辐射出去并消失在太空中。这一表面的平均热能量值为82毫瓦/米2，如果地球的表面积为5.1×1014米2，那么，这种连续不断的热流失率大约为42兆兆瓦(热)。 到达地表的能量多数是很劣质的热，很少被搜集后直接使用。然而，在近百万年间发生火山活动的地区，大量优质热留存于熔岩或已结晶的2～10公里深的岩石中，用现代技术(如向岩石钻探)可有效予以搜集。 从地壳岩石中抽取热量并运至地表，需要热传递介质。自然界是通过地下水实现这一点的。地热库下边热的熔岩将地下水加热，热水通过岩石中相互连接的断层、裂缝和孔洞浮上来。断层、裂缝和孔洞中的开放空间只占岩石体积的2%～5%，但当它们充满了热水并且相互连接，将形成一个多孔渗透地热库。 地热水的温度在一处与另一处可相差极大。有的地热源可产生300℃以上的热水，有的则产生沸点以下(在海平面水的沸点为100℃)的水。高于150℃的高温热源一般可用以发电，低温热源可直接加热使用，如工业加工、区域供热、温室加热、食品干燥和水产养殖。 地热发电 地热发电，实际上是用蒸汽动力发电。通过打井找到正在上喷的天然热水流。由于水是从1～4公里的地下深处上来的，所以水是处在高压下。一眼底部直径25厘米的井每小时可生产20～80万公斤的地热水与蒸汽。由于水温的不同，5～10眼井产出的蒸汽可使一个发电装置生产出55兆瓦的电。 这种发电装置有两类：汽轮机发电和二元发电装置。为了供给一台汽轮发电机蒸汽，抽出的地热水(带压)在称为闪蒸罐容器的表面释放出来，一部分水(约占35%，取决于它的温度)闪蒸(沸腾)为蒸汽，进入汽轮发动机进而带动一台发电机。涡轮的排气用传统冷却塔冷却。闪蒸罐内剩余的水在沸腾阶段之后又注入热库边缘的地下，它有助于维持热库的压力并补充对流的水热系统。 在二元发电装置中，不是将热水闪蒸为蒸汽，而是送至一台热交换器，用以加热工作介质，后者通常是有机化合物，如异丁烷或异戊烷。工作介质被气化，用气化后的蒸汽驱动涡轮发动机，进而带动发电机。在离开涡轮后工作介质冷凝为液体，流回热交换器再次被气化。地热流体通过喷射井又回到地下，这一点与汽轮发电机中的情况很相似。由于在二元地热发电装置中所用的工作介质是在比水低的温度下蒸发的，所以它的发电效率比汽轮发电机高。 这两类发电装置各有其优点。汽轮发电机制造和运行都不太贵，但为了在高效率下操作，它要求水温在180～200℃以上。二元发电装置制造和运行费用较高，但它可用100℃或更