地熱供暖如何促進(jìn)清潔能源低碳環(huán)保？地大熱能

我國北方地區、高原寒冷地區乃至南嶺以南部分地區冬季氣溫低，建筑取暖需求大。由于化石燃料使用過(guò)多，特別是部分地區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)。

對此，國家大力提倡利用包括地熱能在內的清潔能源取暖，霧霾天數逐年減少，大氣環(huán)境呈現向好趨勢。地熱取暖是利用地熱資源，使用換熱系統提取地熱資源中的熱量，向用戶(hù)供暖的方式，其技術(shù)模式按照所利用地熱資源、賦存介質(zhì)特征及換熱技術(shù)的不同，可以分為淺層地熱能取暖（制冷）模式、水熱型地熱能取暖模式、中深層地源熱泵取暖模式。

地源熱泵技術(shù)是一種利用淺層地熱資源的低品位熱源、既可供熱又可制冷的高效節能的空調技術(shù)。它能夠實(shí)現對建筑物三聯(lián)供系統的能源供給，是淺層地熱能最主要的開(kāi)發(fā)利用方式。地源熱泵主要分為地埋管熱泵、地下水熱泵和地表水源熱泵等。

中深層水熱型地熱資源一般深度在3000米以淺，由地下水作為傳熱載體，可以通過(guò)抽取熱水或者水汽混合物提取熱量。水熱型地熱取暖技術(shù)通過(guò)開(kāi)采井抽取地熱水，通過(guò)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(hù)，溫度降低后的地熱尾水通過(guò)回灌井注入地下，實(shí)現循環(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，將地熱井內換熱器加熱循環(huán)出來(lái)的熱水作為熱源進(jìn)入高溫熱泵機組，通過(guò)高溫熱泵機組的提升，達到建筑物供熱所需的供水溫度，實(shí)現向建筑物穩定供暖。它具有節能環(huán)保、應用靈活和穩定可靠等優(yōu)勢，是實(shí)現地熱可持續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。該項技術(shù)僅在我國個(gè)別地區試驗性應用，未來(lái)的研究重點(diǎn)是通過(guò)鉆孔與儲層的關(guān)聯(lián)強化、供熱系統效率的優(yōu)化來(lái)提高單井每延米的取熱能力。

但隨著(zhù)地熱能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一些新的問(wèn)題不斷涌現。我國地熱取暖產(chǎn)業(yè)潛力有多大？未來(lái)應當朝什么方向發(fā)展？如何引導產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續地發(fā)展？

我國地熱資源潛力巨大

地熱資源按深度劃分為淺層、中深層和深層地熱資源。淺層地熱能通過(guò)鉆孔熱交換器（BHE）及熱泵得以開(kāi)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。中深層地熱資源一般介于 200米和 3000米之間，開(kāi)采系統還可細分為水熱系統中的對流換熱系統（在含水層中布置開(kāi)采井和回灌井）和傳導換熱系統（深井換熱系統-DBHE）。深層地熱資源埋深通常超過(guò)3000米，可分為干熱巖、水熱系統。

在板塊構造格局的影響下，我國主要沉積盆地的地熱背景由東至西，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，地熱資源相對豐富。在沉積盆地地熱系統中，主要熱儲類(lèi)型有砂巖孔隙型熱儲和基巖裂隙—巖溶型熱儲。其中，基巖裂隙—巖溶型地熱儲的熱流體循環(huán)條件更加優(yōu)越，開(kāi)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(wàn)平方千米，隱伏面積達250萬(wàn)平方千米以上?；趲r溶發(fā)育程度的差異，以雄縣地熱系統和蘇北地熱系統為參照，采用類(lèi)比法估算了全國巖溶熱儲地熱資源潛力，結果為5000~50000億噸標準煤，可見(jiàn)潛力巨大。雄安新區和北京市副中心均在巖溶型熱儲分布的渤海灣盆地內，實(shí)測大地熱流值顯示出了雄安新區極好的構造熱背景。未來(lái)，在雄安新區和北京市副中心清潔取暖中，地熱資源均將大有作為。

淺層地熱能的利用始于20世紀60年代，近10年來(lái)，地源熱泵系統在建筑物空調系統中的應用得到了快速發(fā)展，并取得了良好的節能效果。由于淺層地熱能儲量巨大和清潔環(huán)保，利用熱泵技術(shù)，幾乎適用于任何建筑物。長(cháng)三角淺層地熱能地質(zhì)條件優(yōu)越，適宜開(kāi)發(fā)，在國家政策和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，長(cháng)三角地區地熱取暖產(chǎn)業(yè)必將得到快速發(fā)展。