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地?zé)峁┡绾未龠M(jìn)清潔能源低碳環(huán)保?地大熱能

我國北方地區(qū)、高原寒冷地區(qū)乃至南嶺以南部分地區(qū)冬季氣溫低,建筑取暖需求大。由于化石燃料使用過多,特別是部分地區(qū)冬季大量使用散燒煤及熱效率低下的小型燃煤鍋爐,大氣污染物排放量大霧霾污染嚴(yán)重,迫切需要推進(jìn)清潔取暖。這與廣大群眾生活水平的提高和生活環(huán)境的改善息息相關(guān)。


對(duì)此,國家大力提倡利用包括地?zé)崮?/a>在內(nèi)的清潔能源取暖,霧霾天數(shù)逐年減少,大氣環(huán)境呈現(xiàn)向好趨勢(shì)。地?zé)崛∨?/a>是利用地?zé)豳Y源,使用換熱系統(tǒng)提取地?zé)豳Y源中的熱量,向用戶供暖的方式,其技術(shù)模式按照所利用地?zé)?/a>資源、賦存介質(zhì)特征及換熱技術(shù)的不同,可以分為淺層地?zé)崮?/a>取暖(制冷)模式、水熱型地?zé)崮?/a>取暖模式、中深層地源熱泵取暖模式。


地源熱泵技術(shù)是一種利用淺層地?zé)豳Y源的低品位熱源、既可供熱又可制冷高效節(jié)能空調(diào)技術(shù)。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑物三聯(lián)供系統(tǒng)的能源供給,是淺層地?zé)崮?/a>最主要的開發(fā)利用方式。地源熱泵主要分為地埋管熱泵、地下水熱泵地表水源熱泵等。


中深層水熱型地?zé)豳Y源一般深度在3000米以淺,由地下水作為傳熱載體,可以通過抽取熱水或者水汽混合物提取熱量。水熱型地?zé)?/a>取暖技術(shù)通過開采井抽取地?zé)崴?/a>,通過換熱站將熱量傳遞給供熱管網(wǎng)中的循環(huán)水,輸送給用戶,溫度降低后的地?zé)嵛菜?/a>通過回灌井注入地下,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。


中深層地源熱泵技術(shù)基于同軸雙套管水循環(huán)原理,將地?zé)峋?/a>內(nèi)換熱器加熱循環(huán)出來的熱水作為熱源進(jìn)入高溫熱泵機(jī)組,通過高溫熱泵機(jī)組的提升,達(dá)到建筑供熱所需的供水溫度,實(shí)現(xiàn)向建筑物穩(wěn)定供暖。它具有節(jié)能環(huán)保、應(yīng)用靈活和穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢(shì),是實(shí)現(xiàn)地?zé)?/a>可持續(xù)利用的一種重要途徑。但是,單井每延米取熱能力有限,單一熱源的供熱能力有限。該項(xiàng)技術(shù)僅在我國個(gè)別地區(qū)試驗(yàn)性應(yīng)用,未來的研究重點(diǎn)是通過鉆孔與儲(chǔ)層的關(guān)聯(lián)強(qiáng)化、供熱系統(tǒng)效率的優(yōu)化來提高單井每延米的取熱能力。


地源熱泵系統(tǒng)-地?zé)峁┡?地大熱能


但隨著地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)的發(fā)展,一些新的問題不斷涌現(xiàn)。我國地?zé)崛∨?/a>產(chǎn)業(yè)潛力有多大?未來應(yīng)當(dāng)朝什么方向發(fā)展?如何引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)地發(fā)展?


我國地?zé)?/a>資源潛力巨大

地?zé)豳Y源按深度劃分為淺層、中深層深層地?zé)豳Y源。淺層地?zé)?/a>能通過鉆孔熱交換器(BHE)及熱泵得以開發(fā)利用,其深度范圍一般為200米以淺,包括土壤層及淺層含水層。中深層地?zé)豳Y源一般介于 200米和 3000米之間,開采系統(tǒng)還可細(xì)分為水熱系統(tǒng)中的對(duì)流換熱系統(tǒng)(在含水層中布置開采井回灌井)和傳導(dǎo)換熱系統(tǒng)(深井換熱系統(tǒng)-DBHE)。深層地?zé)豳Y源埋深通常超過3000米,可分為干熱巖、水熱系統(tǒng)。


在板塊構(gòu)造格局的影響下,我國主要沉積盆地地?zé)?/a>背景由東至西,依次為熱盆、溫盆和冷盆分布。東部的松遼盆地、渤海灣盆地、蘇北盆地等屬于熱盆,地?zé)豳Y源相對(duì)豐富。在沉積盆地地?zé)嵯到y(tǒng)中,主要熱儲(chǔ)類型有砂巖孔隙型熱儲(chǔ)和基巖裂隙—巖溶型熱儲(chǔ)。其中,基巖裂隙—巖溶型地熱儲(chǔ)熱流體循環(huán)條件更加優(yōu)越,開發(fā)利用潛力更大。


我國碳酸鹽巖的分布總面積占陸地面積的1/3,裸露面積約為90萬平方千米,隱伏面積達(dá)250萬平方千米以上?;趲r溶發(fā)育程度的差異,以雄縣地?zé)嵯到y(tǒng)和蘇北地?zé)嵯到y(tǒng)為參照,采用類比法估算了全國巖溶熱儲(chǔ)地?zé)?a href="http://m.zxkjjt.com/t/資源.html" >資源潛力,結(jié)果為5000~50000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可見潛力巨大。雄安新區(qū)北京市副中心均在巖溶型熱儲(chǔ)分布的渤海灣盆地內(nèi),實(shí)測(cè)大地熱流值顯示出了雄安新區(qū)極好的構(gòu)造熱背景。未來,在雄安新區(qū)和北京市副中心清潔取暖中,地?zé)?a href="http://m.zxkjjt.com/t/資源.html" >資源均將大有作為。


淺層地?zé)?/a>能的利用始于20世紀(jì)60年代,近10年來,地源熱泵系統(tǒng)在建筑物空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用得到了快速發(fā)展,并取得了良好的節(jié)能效果。由于淺層地?zé)崮?/a>儲(chǔ)量巨大和清潔環(huán)保,利用熱泵技術(shù),幾乎適用于任何建筑物。長三角淺層地?zé)崮?/a>地質(zhì)條件優(yōu)越,適宜開發(fā),在國家政策市場(chǎng)需求的推動(dòng)下,長三角地區(qū)地?zé)崛∨?/a>產(chǎn)業(yè)必將得到快速發(fā)展。

 

地?zé)豳Y源開發(fā)利用-地?zé)峁┡?地大熱能