试谈浅层地热技术推广问题

□窦克林

试谈浅层地热技术推广问题

□窦克林

浅层地热能是赋存在地球表层岩土体中的低温地热资源，是一种新型的优质清洁能源，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性和可用性高等特点。

在节能减排压力逐渐增大的背景下，浅层地热技术这一新的建筑温控技术本应具有比较优势的。但事实上，该技术在应用推广的过程中并未能一路高歌猛进。那么，个中缘由何在？有何难以破解之处？近日，记者就浅层地热技术推广的关键、影响因素等问题采访了山东省浅层地热能研究推广中心的刘桂仪研究员。

窦克林：从目前掌握的资料来看，浅层地热能是一种清洁能源，开发利用对节能减排具有重要意义。请您简单介绍一下浅层地热利用技术是如何制冷、制热的？其关键是什么？

刘桂仪：浅层地热能开发是通过地源热泵系统来实现的。地源热泵系统主要由3部分组成：地下换热系统-热泵机组及循环系统-室内末端系统。根据室外热源的方式不同，又分为地下水与地埋管两种。地源热泵技术是开发和利用浅层地热能等可再生能源的技术，是将低品位能源转化为高品位能源的技术，它可以利用大量可再生能源（如地下水、地热水、土壤、江河湖水、工业废水等之中储存的大量低品位的能源），通过少量的电能，将其转化成高品位的能源，其能效转化比可达到1:4，即消耗1千瓦的电能可以得到4千瓦的冷热量。采用地源热泵技术可以大幅度降低用户的能源使用费用。同时，也可大量取代燃煤锅炉，缓解环保的压力。

地源热泵技术是暖通空调与水文地质相结合的综合技术，水文地质条件决定了浅层地热能开发利用的方式与规模。浅层地热能开发利用的一项主要工作就是对浅层地热能进行评价，了解地层结构、基岩埋深、水文地质参数、地温场的分布等，确定浅层地热能的分布状态、运移规律、品位高低、开发利用方式及规模，为制订开发利用规划和设计提供服务。我国近年来开发利用浅层地热能取得了很好的效果，但也出现了一些问题，如热泵工程或地下换热系统不能正常运转、效率降低等，而不进行浅层地热能的调查评价、没有制订科学的开发方案就盲目开发、不对已建工程的水热均衡进行研究及其对环境的影响进行监控等，是造成这些问题的根本原因。

窦克林：目前，推广浅层地热技术遇到的阻力有哪些？

刘桂仪：我认为存在以下几个方面的阻力：

社会认知程度低，宣传力度不够。浅层地热能开发利用属于新型技术。当前，社会对浅层地热能资源的认知程度还很低，人们对赋存于地壳表层丰富的浅层地热能资源特点及地源热泵技术了解不多，甚至相当一部分专业设计单位的人员对之也缺乏了解，直接影响到浅层地热这一新型能源的广泛应用。

初期投资偏高。由于岩性（基岩与土层）差异与换热方式（地埋管或地下水）不同，目前，浅层地热能开发利用的初期投资在122元/平方米～366元/平方米之间，包括地质勘查、地埋管与水源井施工、室外施工材料、热泵机组、泵房设备、室内供暖末端设备(地板采暖或风机盘管)等整个系统。但如果考虑到以下几个方面，就会发现开发浅层地热能的初期投资并不高：一是由于室内供暖末端设备与泵房设备采用任何供暖形式都是必须的，属建筑投资；二是即使采用其他供暖形式也都要进行初期投资；三是若按采用集中供暖方式，就要付接口费，一般为50元/平方米至100元/平方米。若考虑以上三点，浅层地热能开发利用的初期投资仅比普通供暖高20%～30%。

房地产商有短视行为。浅层地热能利用的主要特点是一次性投入且运行费用较低，节能效果显著。房地产开发商受利益的驱动，在选择供暖方式时往往仅考虑初期投资要小，认为节能是用户要考虑的事情，所以其利用地热能的积极性不高，影响了浅层地热技术的推广。

窦克林：目前，从政策层面来讲，浅层地热能的推广还存在哪些不足？

刘桂仪：第一，浅层地热能开发利用缺乏统一规划。很多省份就缺少对浅层地热能资源勘查、开发利用及监测工作的总体安排和发展蓝图，这就使得地热能开发利用出现了无序、盲目与滞后等问题，资金也难以形成配套投入，影响了浅层地热能产业的发展及其开发利用整体效益的提高。

第二，政府监管较为落后。山东省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都没有明确对应的管理部门，尤其是工程后期的管理与监测工作，尚无统一的部门来管理，使得人们无法对地源热泵工程运行后的节能性与经济性进行评定。只有当整个系统完全停止工作时，才知道出了问题，这样就增加了人们对浅层地热技术的担心和疑虑，影响了其推广应用。

第三，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，但目前存在着发展滞后的问题，其中一个主要原因就是对浅层地热能没有进行详尽的研究。浅层地热能在国外发展依靠的是地质工作先行，而在我国，则是一些地质以外的行业（主要是热泵机组厂商）为主要推动力量，有一部分人甚至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了。事实上，热泵就如同矿山中常用的凿岩机，只是一种手段，尽管效率很高，但并不能决定能否采出矿石，最终还是需要地质工作来评价的。浅层地热技术的发展前景取决于有关方面对当地的地质条件的研究程度。

浅层地热能的开发利用必须建立在水文地质勘查评价工作的基础上，要在对浅层地热能的可行性、适宜性及开发利用容量进行评价后，因地制宜地制订开发利用方案。由于对浅层地热能的分布规律、赋存条件和地层的热物性参数以及资源量与开发利用潜力不清，系统科学的浅层地热能调查尚未开展，社会影响不大。对一个地区是否适合进行浅层地热能开发利用，是采用地埋管换热还是地下水换热以及单位换热量多少等问题，其判断都缺乏依据。

目前，绝大多数地区工程都未进行勘查评价工作，不了解当地的水文地质条件就盲目建立地源热泵工程，浅层地热能的开发与勘查评价工作大多脱节，并直接导致开发规模与资源条件不配套、工程效益不高，且成功率偏低。当前，我国即将迎来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，这样才能更合理地根据供暖面积来决定工程施工方案。

第四，缺少必要的优惠扶持政策。浅层地热能的勘查开发前期投入相对较大，山东省缺少像北京、天津、辽宁、重庆等省市鼓励这一可再生清洁能源勘查开发的优惠扶持政策。如：北京市仅2007年就投入了5000万元财政资金用于浅层地热能的调查；为鼓励浅层地热能的开发利用，北京市出台了《关于发展热泵系统的指导意见》，对于市、区（县）政府投资的学校、医院、园林、行政事业办公楼等公益性项目，其供热制冷系统选用热泵系统所需投资均由市政府固定资产投资安排解决；在该市辖区内建设的各类项目，供热制冷优先使用热泵系统的，根据建筑面积从该市固定资产投资中安排一次性补助。补助标准为：地下（表）水源热泵35元/平方米，地源热泵和再生水源热泵50元/平方米。此外，为发挥示范工程的带动作用，北京市政府还出资数千万元建设了华清地热开发示范工程。

第五，缺少必要的地下监测工作。近几年来，部分地市建成了借助地源热泵技术利用浅层地热能制冷与供暖的工程项目，规模在逐渐增大。但在目前已建成的工程中，很少系统考虑过浅层地热能开采可能会带来的环境问题，建成后也大都没有建立地下水（岩土）监测体系，对热泵在运行过程中对其影响范围内环境地质体中的岩土体温度、地下水温度及其水质等影响并不明确，也没有及时分析地热能场的变化规律，对未来的变化趋势更是心中无数。这对于一个地区长久、合理地应用浅层地热能产生了阻碍，对当地政府统一规划、科学利用地热能和调控资源等也是极为不利的。

（原载《中国矿业报》）