浅层地温能开发要因“地”制宜

由于对地质条件的不甚了解,导致目前一些本应节能的地源热泵项目并不节能,甚至一些本不适宜开发利用浅层地温能的地区,居然成了开发利用示范区。中国地调局浅层地温能研究与推广中心总工程师冉伟彦表示,浅层地温能的开发利用方式要根据不同地区对供暖和制冷的不同需求,更要根据一个地区的地质条件而定——     

莱州市浅层地温能初步评价

莱州市经济条件良好,自然地理、气候条件适宜,采用浅层地温能资源,实现夏天制冷,冬季供暖,具有发展浅层地温能的基础条件。在已有的区域地质、水文地质、地热地质等资料的基础上,分析岩土体换热性能,评价浅层地温能开发利用潜力,并进行浅层地温能开发利用适宜性规划,划分出了地埋管热泵适宜性好、适宜性中等和适宜性差区。     

浅层地温能资源地质勘查评价体系探讨——以北京平原区浅层地温能资源地质勘查为例

浅层地温能资源作为一种可再生、环保、清洁,储量巨大的新型能源资源,逐渐被人们认识、接受和重视。在北京许多地区合理开发利用浅层地温能资源已经取得了较好的经济．社会和环境效益。根据北京平原区地质条件和浅层地温能资源开发利用实际情况,从可持续开发利用与环境保护角度出发,对北京平原区浅层地温能资源的地质勘查评价进行了初步总结,提出地质调查一开发利用方式适宜性区划一资源评价一效益评价一开发利用对地质环境影响监测一信息管理评价体系。     

天津滨海新区浅层地热资源评价及开发利用对策分析

文章从天津滨海新区城市发展对浅层地温能资源需求出发,在分析本区浅层地热能赋存概况的基础上,针对该区浅层地热能利用方式（地下水源热泵、地埋管地源热泵）计算了适宜区与较适宜区的浅层地热储量和换热功率,以及带来的经济和社会价值;提出适宜滨海新区的浅层地温能开发利用方向及对策.     

如何实现“浅层地温能+”的模式

目前,为了贯彻落实绿色发展理念,浅层地温能已经得到了越来越广泛的关注。从国家到地方出台了很多政策、法规支持着这种新型可再生能源的开发利用,其发展前景十分广阔。但各地因地理环境、浅层地温能资源禀赋条件和开发利用方式不同,而呈现较大的差异发展。如何能更好地利用浅层地温能,最大限度地做到资源的高效、节约利用,是我们当前需要解决的重点问题。为此,本文在多年浅层地温能研究与实践工作的基础上,总结经验,创新思路,开创可持续发展道路,提出因地制宜、多能并举的发展模式,以浅层地温能为主,充分结合其他可再生能源的开发利用方式,归纳为"四个结合",并给出浅层地温能未来发展的几点建议,以供参考和借鉴。     

浅层地温能和地热资源评价方法对比

浅层地温能作为地热学新的分支,其资源特征、评价方法与传统地热存在差异。本文从传统"地热能"与"浅层地温能"的科学内涵入手指出两者的相互关系,对比分析了资源分布规律、资源赋存条件评价方法、资源潜力评价方法。浅层地温能资源分布边界依据地质条件、地理分布和应用目的而相应变化,主要受浅层地温场控制;浅层地温能资源赋存条件评价与传统地热评价过程不完全一致,资源适宜区划分受到开发利用方式的限制,浅层地温能资源的计算实际是对地球浅表热量调蓄能力的评价。浅层地温能和地热资源评价的区别与联系,凸出了浅层地温能资源的特殊性,提高了热能资源勘查评价的科学性和合理性。     

浅层地温能开发利用中的关键问题研究

浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,开发利用前景广阔。为了更好地满足我国浅层地温能开发利用快速发展的需要,有必要研究浅层地温能资源科学开发利用中的关键问题。研究表明：开展浅层地温能勘查评价工作十分必要、十分紧迫;应超前关注浅层地温能开发利用对地质环境的影响;浅层地温能开发利用的积极性明显受经济成本与效益制约;需要通过政策支持推动浅层地温能开发利用快速发展;需要提高全社会对浅层地温能资源的认知程度。     

贵安新区浅层地温能资源开发利用适宜性分区及潜力评价

以贵安新区直管区浅层地温能调查评价项目为依托,在对贵安新区浅层地热能赋存条件分析的基础上,进行浅层地温能开发利用适宜性分区划定和资源潜力评价,结果显示:研究区地下水地源热泵适宜区主要分布在清镇职教城、贵安生态新城以及马场科技新城沿马场河沿线一带三处核心职能聚集区,较适宜区主要分布在天河潭新城、马场科技新城东侧及高峰镇大部分,不适宜区主要位于高峰山及贵阳花溪大学城一带;研究区地埋管浅层地温能潜力为:冬季可供暖面积1.22×10~9m~2,夏季可制冷面积1.18×10~9m~2。研究结果为合理开发利用浅层地温能资源和相似区域推广利用浅层地温能提供参考。     

河南省主要城市浅层地温能特征及开发利用建议

河南省浅层地温能资源具有分布广泛、资源量丰富、开发利用方便等特点,发展前景广阔。通过对河南省主要城市的地质、水文地质条件和岩土体结构特征等浅层地温能赋存特征的分析,采用数理统计和对比分析等综合研究的方法,对比研究了不同地貌类型城市200m以浅的岩土体热物性特征、浅层地温场分布特征和岩土热响应特征等的异同及其分布与变化规律。结果显示:河南省主要城市浅层地温能的赋存层位主要为第四系及新近系上部的各类松散堆积物,这些松散的堆积物和储存于其孔隙内的地下水为浅层地温能的载体;岩土导热系数会随着孔隙率的增加而减小,随岩性颗粒变粗而增大;城市地层综合导热系数和换热能力与地下水径流条件呈正相关;位于盆地和山前地带水文地质条件优越的城市或地段,浅层地温能开发利用宜采用地下水换热方式,松散堆积物厚度较大且以细粒相沉积为主的城市或地段,宜采用竖直地埋管换热方式。     

徐州市主城区浅层地温能开发适宜性分区研究

浅层地温能以其分布广、储量大、高效无污染的特点,越来越多地被用于城市建筑供暖与制冷,但制约浅层地温能开发应用的因素很多,主要有地质、水文地质、岩土体热物理性质以及施工条件。目前徐州市浅层地温能处于无序开发状态,造成了极大的资源浪费和环境地质问题。该文重点进行了地埋管地源热泵开发利用适宜性分区研究,通过对徐州市主城区岩土样采集及现场热响应试验,认为在仅考虑热物性条件的前提下,可开展地埋管地源热泵的开发利用,并就其开发利用的钻探成本进行区域适宜性分区,划分为适宜区、较适宜区和不适宜区。     

中国省会城市浅层地热能开发利用条件及潜力评价

浅层地热能资源以其高效和环保的特点,近年来在中国得到了广泛的应用。地质条件、浅层地温场特征、岩土热物性特征等参数,是影响浅层地热能开发利用的重要参数。笔者在阐述浅层地热能开发利用条件的基础上,结合全国省会城市浅层地热能调查评价成果,对浅层地热能开发利用适宜性和资源潜力进行了评价。结果表明,在我国陆区范围内,恒温带温度受太阳辐射影响最大,恒温带顶板埋深与气温变化趋势相反,岩土体导热系数受岩性影响明显。中国浅层地热能资源主要用于建筑物供暖和制冷。我国31个省会城市80%的土地面积适宜利用浅层地热能,浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤2.8亿t,可为供暖和制冷提供丰富的能源储备。按利用方式、需求程度将我国浅层地热能开发分为全年集中利用区、全年分散利用区、分散式冬季供暖区和分散式夏季制冷区4类。浅层地热能开发利用对推动中国绿色、低碳、节能型城市化发展,解决京津冀地区冬季雾霾和南方城市冬季供暖问题具有重要意义。     

Evaluation of shallow geothermal energy resources in the Beijing-Tianjin-Hebei Plain based on land use

To discover the characteristics, distribution and potential of shallow geothermal energy in the Beijing-Tianjin-Hebei Plain area. This paper, based on a large amount of data collection and field investigations, evaluateed the shallow-layer geothermal energy in the study area through the analytic hierarchy process and comprehensive index method. Based on suitability zoning results superimposed with 1:100 000 land use data, the study area is divided into encouraged, controlled, restricted and prospective mining areas regarding the development of shallow geothermal energy, and the economic availability of shallow geothermal energy in the encouraged and controlled areas are evaluated. The results show that the shallow geothermal energy in the Beijing-Tianjin-Hebei Plain can meet the heating and cooling demand of 6×108 m~2 of buildings, equivalent to 1.15×10~7 t of standard coal, thus reducing carbon dioxide emissions by 2.73×10~7 t and reducing sulfur dioxide emissions by 1.95×10~5 t. According to the development and utilization mode, the energy demand level and the Beijing-Tianjin-Hebei coordinated development plan, the development and utilization of geothermal resources in the plain area has two types: Urban concentrated mining areas and rural scattered mining areas. The scale and level of intensive utilization of regional geothermal resources are of great significance.     

浅层地热能勘查评价

利用热泵技术开发利用浅层地热能正在快速发展,为了保证浅层地热能的合理开发和可持续发展,必须进行勘查评价。区域浅层地热能调查查明区域浅层地热能资源数量、质量以及分布规律,进行开发利用区划,为浅层地热能可持续利用提供依据。地源热泵工程浅层地热能勘查为地下换热系统提供可靠的利用浅层地热能的依据。浅层地热能利用环境评价和经济评价是勘查中的必要内容。浅层地热能资源计算评价方法是本文首次系统提出的。     

世界地热能开发利用现状与展望

地热能作为一种零碳、清洁能源,其开发利用对于碳中和具有重要价值。2015-2020年,全球新增地热发电约3649 GW,增长约27%;地热直接利用总装机容量增长52.0%。两者之和,所用热能比2015年增长72.3%。全球每年地热直接利用可防止7810万t碳和2.526亿t CO₂排放到大气中。世界地热能发展呈现五大趋势：（1）发展非常规地热系统;（2）向海上地热资源开发进军;（3）降低钻探成本与石油热能协同生产;（4）加大浅层地热能的开发利用;（5）加强含水层热能储存技术研发。     

Discussion on establishing monitoring networks for temperature fields of shallow thermal energy in Shandong,China

In the recent decade, the construction projects related to shallow geothermal energy engineering have undergone rapid development in Shandong Province. The predominant type of these developments and applications was heat exchange through buried tubes and the main targets were residential and office buildings. However, an overwhelming majority of the completed geothermal heat pump projects lacked monitoring devices so that they were unable to comprehensively reflect the background values for the geothermal fields within the province and few researches were conducted on their influence on the geological environment. In this paper, locations for monitoring shallow geothermal energy and their validity of the monitoring point deployment were studied in view of the development and application status as well as geological background conditions of various projects located in multiple cities providing data support for analyzing the fluctuation trend and influence of large-scale shallow geothermal energy applications on the shallow geothermal and the feasibility and parameter designs of newly built systems in Shandong Province in the future.     

浅层地温能资源开发利用发展综述

能源是人类生存、经济可持续发展和社会文明进步的重要物质保证和必要推动力,是关系国家经济命脉的重要战略物资。随着全球变暖、温室效应和能源紧缺等问题的日益严重,作为清洁可再生的浅层地温能资源逐渐得到各国政府高度重视,到2010年已有43个国家开发利用这种资源。近年来我国新能源和可再生能源得到了长足的发展,可再生能源利用的技术水平有了很大提高,产业已初具规模,特别是浅层地温能的开发利用,已从20世纪90年代的起步阶段步入快速发展期,据不完全统计,目前我国浅层地温能的服务面积已近2×108m2,成为建筑节能的主力军。本文对国内外浅层地温能资源的开发利用现状进行了概括,特别是热泵技术,有助于了解和掌握浅层地温能开发利用的发展动态,对开展浅层地温能资源评价和工程建设具有重要意义。     

鲁北平原地下咸水浅层地热能开发利用条件研究

为了解决鲁北平原区农村冬季清洁供暖问题,扩大地下水地源热泵系统的应用规模,以区内广泛发育的咸水体为研究目标,在简述第四纪地层特征的基础上,阐明了第四纪含水砂层与咸水体的分布特征,总结了区内以往开展的4个浅层地热能勘查项目所施工的水文地质勘探孔抽水试验与回灌试验成果。结果表明: 研究区咸水含水层单井涌水量320~475 m³/d,单位涌水量12.76~28.3 m³/(d·m),自然回灌条件下单井回灌量30~56 m³/d,单位回灌量5.85~17.5 m³/(d·m); 单眼开采井可供暖面积为3 481.02 m²,可满足约35户农村住宅的冬季供暖需求; 研究区在进行浅层地热能开发时建议优先选择地下水地源热泵系统,对于供暖/制冷能耗需求较小的农村单户建筑,可选择地埋管地源热泵系统进行分散式供暖/制冷。     

关中盆地主要城市浅层地热能资源量赋存规律研究

具有无污染、可再生、分布广、能量大以及可就近利用等诸多优势的浅层地温能是一种建筑节能的洁净能源,具有广泛的应用前景。根据关中盆地主要城市工程地质、水文地质、环境地质条件等因素,分别建立了每个城市地下水热泵和地埋管热泵系统的适宜分区评价体系,并进行了适宜性综合分区。基于适宜性分区评价结果,对主要城市进行了浅层地热能资源量评价,包括热容量计算、换热功率计算和热能潜力计算,旨在有效地丰富浅层地温能勘察评价与开发利用的理论、奠定浅层地温能广泛开发利用的基础,为改善我国现有能源结构、构建环境友好型社会和节能减排的目标服务。     

Study on the development and utilization prospection of shallow geothermal energy of saline underground water in Northern Shandong Plain

In order to provide a way to expand clean heating energy and promote the utilization scale of groundwater heat pump system, the authors focused on the widespread saline water body in the study area, based on the stratigraphic characteristics of Quaternary strata. The distribution patterns of sand and saline water body of Quaternary were analyzed, and the pumping tests and reinjection hydrogeology tests from four previous shallowing geothermal energy exploration projects were summarized. The results show that the yield of a single well is 320-475 m³/d in saline water layers, with the unit yield of 12.76-28.3 m³/(d·m). And the natural reinjection rate is 30-56 m³/d, with the unit reinjection of 5.85-17.5 m³/(d·m). The total allowable heating floor area is 3 481.02 m² for one well, which could satisfy the heat load of 35 rural houses in winter. The groundwater heat pump system is preferable in the shallow geothermal development in the study area, while the scatter distributed ground-coupled heat pump system is optional for single rural building with less energy need for space heating/cooling.