河北衡水市淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用現狀與應用前景

  開(kāi)發(fā)利用現狀

 

  目前衡水市區有淺層地熱能工程6處，服務(wù)面積47 000 m2，以商場(chǎng)、酒店、機關(guān)辦公樓等供暖制冷兩用的公共建筑為主。全部為地下水式換熱系統，地下水利用深度大部分為250 m左右，井間距在30～50 m。

 

  根據地下水換熱系統適宜性評價(jià)，市區范圍內單位涌水量小于300 m3/d·m，最大單位回灌量與單位涌水量百分比僅為5.6%，為地下水式換熱系統不適宜區。在目前使用的工程中即存在著(zhù)地下水不能完全回灌的現象，不能回灌的水量只能排入污水道。

 

  有的工程已被停止使用，造成資源的浪費。與地埋管換熱系統工程初期投資相比，地下水式換熱系統工程雖然從施工還是造價(jià)都顯得比較容易接受，但由于未考慮是否能長(cháng)期完全回灌，也沒(méi)有進(jìn)行先期淺層地熱能水文地質(zhì)調查工作，尤其是抽水回灌試驗工作，因此說(shuō)，衡水市目前淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用處于一種盲目發(fā)展的階段。

 

  應用前景

 

  衡水市地處平原區，礦產(chǎn)資源缺乏，但淺層地熱能資源分布廣泛，儲量豐富。利用好這一寶貴資源，對衡水市節能減排，實(shí)現跨越性發(fā)展將起到重大的推進(jìn)作用。

 

  地理氣候條件適宜

 

  淺層地熱能的利用最佳方式是冬季提取地下熱能用于供暖，夏季向地下儲存熱量用于制冷，這樣可保持地下熱能平衡，對地質(zhì)環(huán)境的影響最小。衡水市區屬暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，從氣候條件上有冬季供暖、夏季制冷的需求，地溫分布特征也適宜淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用，充分發(fā)揮其冬季取熱、夏季儲熱，雙向利用的優(yōu)勢。在其他只能單向利用的地區，長(cháng)期利用淺層地熱能，則可能破壞地溫場(chǎng)的平衡，從而大大降低其利用效率。

  另外，衡水市區水文地質(zhì)研究程度較高，在不同時(shí)期開(kāi)展過(guò)不同精度的針對不同目的的水工環(huán)地質(zhì)工作，這些地質(zhì)工作為淺層地熱能的研究和開(kāi)發(fā)利用奠定了基礎。

 

  開(kāi)發(fā)利用潛力巨大

 

  衡水市區淺層地熱能資源量巨大，根據評價(jià)和計算結果表明，衡水市區淺層地熱能單位溫度容量為0.526×10的14次方KJ，相當于標準煤179.5萬(wàn) t。地埋管式換熱系統換熱功率：夏季為359.31萬(wàn) Kw，冬季為260.90萬(wàn) Kw,可供暖制冷面積約3 600萬(wàn) m2，約為衡水市2005年竣工房屋建筑面積的10倍以上。而目前衡水市區淺層地熱能服務(wù)面積僅4.7萬(wàn) m2 ，不足可利用面積的0.2%，因此，衡水市區淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。

 

  節能環(huán)保效益明顯

 

  淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用具有明顯的節能減排的效益，傳統燃煤供暖時(shí)通過(guò)燃燒礦物燃料產(chǎn)生1 500℃～1 800℃的高溫、高品位熱能，而建筑供熱最終需要的是20℃～25℃的低品位熱能，而且通過(guò)若干個(gè)傳熱環(huán)節為建筑供熱，造成大量的可用能的損失。而淺層地熱能是通過(guò)電能驅動(dòng)熱泵從淺層地層中吸收低品位的能量，大大降低了供熱燃料的消耗，從而起到節約能源的效果。

 

  衡水市區按可利用面積3 600萬(wàn) m2計算，與傳統燃煤供暖相比，每年可節約用煤86萬(wàn)t，減少二氧化碳排放量22.3萬(wàn) t，二氧化硫0.17萬(wàn) t，氮氧化物0.06萬(wàn) t，粉塵0.09萬(wàn) t。由此可見(jiàn)，淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用的環(huán)境效益十分明顯。

 

  成功經(jīng)驗豐富效果顯著(zhù)

 

  根據北京市30多個(gè)典型工程進(jìn)行統計分析，地源熱泵工程期初投資相對較高，但運行成本大大降低，與傳統鍋爐供暖和空調制冷項目相比較，使用淺層地熱能冬季采暖能耗可節能30%以上，夏季可節能10%以上。衡水市區通過(guò)適宜性評價(jià)，適宜地埋管換熱系統的利用，但尚未有一家地埋管換熱系統工程，北京市現有投入商業(yè)運行的地埋管熱泵工程有64個(gè)，服務(wù)面積超過(guò)200萬(wàn) m2 。因此，衡水市可以根據本地淺層地熱能的利用條件，借鑒北京等發(fā)達城市的成功經(jīng)驗，探索適合自己的開(kāi)發(fā)利用模式，充分發(fā)揮淺層地熱能資源的優(yōu)勢。

 

  隨著(zhù)衡水市城市規模的不斷擴大，對能源的需求也日益增加。淺層地熱能作為一種可循環(huán)利用并且節能環(huán)保的能源越來(lái)越受到人們的重視。衡水市淺層地熱能資源豐富，適宜地埋管換熱系統的應用，其開(kāi)發(fā)利用潛力巨大，同時(shí)衡水市地理條件適宜，有巨大的供暖和制冷需求，適宜淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用，充分發(fā)揮其雙向利用優(yōu)勢。在政府部門(mén)的政策支持下，借鑒發(fā)達地區成功經(jīng)驗，衡水市淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊。