寒區(qū)地溫能研究綜述

(黑龍江大學 黑龍江 哈爾濱 150008)

一、 問題的提出

寒區(qū)地溫能作為一種新型的能源具有可再生、清潔、環(huán)保、儲量巨大、分布范圍廣泛的優(yōu)點，目前我國霧霾問題嚴重，而寒區(qū)地溫能的開發(fā)利用，將會大大減少煤炭的用量，減少二氧化碳的排放，對于治理霧霾，改善環(huán)境具有重要作用。2017年1月13日“開發(fā)寒區(qū)地熱能源，助推龍江綠色發(fā)展” 學術研討會暨中國地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟寒區(qū)地熱能開發(fā)推進大會在黑龍江大學召開，本次會議探討了寒區(qū)地熱能源的開發(fā)利用，介紹了中國地源熱泵技術?；诒敬未髸刈鞔似撐模Ｍㄟ^本篇綜述為研究地溫能及地源熱泵方向的同行提供參考。

二、 國家政策

中國工程院院士曹耀峰在報告中指出，2016年8月份國務院印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，提出深空、深海、深地(含干熱巖)、深藍“四深”戰(zhàn)略。在2016年12月21日的中央財經(jīng)領導小組第十四次會議上，把“霧霾”作為一個問題提出，習總書記強調(diào)，盡可能利用清潔能源，加快提高清潔化供暖比重。

中國能源研究會地熱專業(yè)委員會專家委員會主任鄭克棪在報告中提到，我國已經(jīng)制定了《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，其中就包括了地熱能，到2020年地熱供暖利用總量達到4200萬噸標準煤。

國務院資深參事王秉忱在報告中提到淺層地溫能的開發(fā)利用已經(jīng)提到了政府部門的重要工作議程。2014年財政部與住建部聯(lián)合發(fā)文，對地源熱泵應用工程提供資金補貼。國家能源局、財政部、國土資源部、住建部等四部門聯(lián)合下發(fā)《關于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見》，要求到2015年，基本查清全國地熱能資源情況和分布特點，建立國家地熱能資源數(shù)據(jù)和信息服務體系。

總之，無論是國家的“四深”戰(zhàn)略，十四次中央財經(jīng)領導小組提出的重點治理霧霾問題，《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，還是《關于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見》，都表明了淺層地熱能的優(yōu)點及對于改善能源結(jié)構(gòu)的重要性已經(jīng)得到了國家的高度重視，并制定了相關政策，此舉將會為我國地熱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供機會，促進淺層地熱能的開發(fā)利用。

三、 工程技術

會議上，對于地溫能涉及的工程技術做了相關的報告，其中中國地源熱泵理事長方肇洪對中國地源熱泵的技術與應用做了詳細的報告，分別介紹了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的限制條件，地埋管地源熱泵系統(tǒng)的技術集成，地熱換熱器的傳熱模型，地埋螺旋管傳熱模型的改進以及介紹了地源熱泵-太陽能復合系統(tǒng)。吉林大學張延軍教授介紹了“2m”測溫綜合測試儀，主要介紹了“2m”測溫法的研發(fā)及未來的應用前景，初步確定地熱異常區(qū)范圍，還可以探測出地下水流分布和斷裂帶，測量土壤熱物性等。黑龍江省地溫能學會理事張彪作“地溫能檢測與分析”報告，介紹了地溫能開發(fā)中的測控系統(tǒng)，分布式地溫場溫度監(jiān)控系統(tǒng)及寒地地溫場分析、預測。

總之，目前地溫能開發(fā)利用的工程技術雖然沒有歐洲發(fā)達國家成熟，但已然具備了進行地溫能開發(fā)的條件，在未來的研究中，地溫能開發(fā)利用的工程技術將進一步完善，最終達到先進水平。

四、 技術理論

對于地溫能開發(fā)利用技術的理論研究，不僅有中國工程院院士、中國能源研究會的專家、國務院的專家，還有地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的技術骨干，和各高校的學者教授。此次會議上，中國工程院院士武強對“淺層地熱能采集系統(tǒng)數(shù)值模擬與應用”作了報告，主要介紹了地下能源采集子系統(tǒng)的采集方式、淺層地熱能資源的地質(zhì)調(diào)查和評價、數(shù)值模擬與評價平臺。哈爾濱工業(yè)大學馬最良教授做了“關于熱泵發(fā)展過程的思考”的報告，主要提出熱泵技術在發(fā)展過程中出現(xiàn)了下滑的趨勢，并分析了導致熱泵發(fā)展下滑的因素。

總之，目前對地溫能的理論研究已激發(fā)了各學者、專家的熱情，積極的投身到地溫能研究的理論中，從地質(zhì)調(diào)查、地溫能的采集到換熱器的研究，地溫能開發(fā)利用的理論在逐步的完善。

五、 應用前景

黑龍江省地溫能學會理事長祁福利介紹了寒區(qū)地熱資源潛力及其開發(fā)應用前景，報告中介紹了寒區(qū)地溫能的主要特點，存在的問題，研究利用的方向。

中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心常務副主任李寧波介紹了淺層地溫能開發(fā)利用的現(xiàn)狀及高效利用的相關研究，特別對寒區(qū)淺層地溫能的利用進行探討并為淺層地溫能的推動提出建議。

總之，我國的淺層地溫能資源豐富，寒區(qū)的冬季供暖問題可依靠地溫能來取代傳統(tǒng)的燃煤供暖，對于改善我國的資源結(jié)構(gòu)和空氣質(zhì)量具有重要的意義，并且我們已經(jīng)掌握了地溫能開發(fā)利用的技術。因此寒區(qū)地溫能的開發(fā)利用勢在必行，且具有良好的發(fā)展前景，我們應該加快寒區(qū)地溫能的開發(fā)，早日實現(xiàn)地溫能供暖、制冷。

六、 研究平臺

我國目前對于淺層地溫能的研究已經(jīng)加快步伐，成立了職能齊全的各研究平臺，下面對于各研究平臺作簡要的概述。

中國地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于2016年8月11日正式成立。該產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成員涵蓋地源熱泵行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的研發(fā)、制造、銷售單位，系統(tǒng)集成單位，相關維護運營等企業(yè)，同時也接納聘任國內(nèi)外地源熱泵行業(yè)內(nèi)有影響的專家、學者、個人會員。

黑龍江省地溫能學會于2015年8月30日在哈爾濱成立，是國內(nèi)首個省級地溫能學會，該學會的成立旨在提高黑龍江寒區(qū)地溫能的應用與技術水平，對寒區(qū)地溫能的發(fā)展具有重要意義。

黑龍江省地溫能學會寒區(qū)水文地質(zhì)專業(yè)委員會于2016年5月13日在黑龍江大學水利電力學院成立。該專業(yè)委員會是黑龍江省地溫能學會下屬的學術性團體，旨在推進黑龍江省寒區(qū)地下水方面的研究與應用，對寒區(qū)水文地質(zhì)的研究具有重大的推動作用。

總之，目前地溫能研究平臺的建立已基本完善，不僅有中國地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，黑龍江省地溫能學會的成立，而且在高校、企業(yè)和雜志都設有地溫能的研究平臺，這將大大提高地溫能的開發(fā)利用的速度，對于地溫能的發(fā)展起到積極推進的作用。

七、 研究展望

黑龍江省對于淺層地熱能的研究目前正處于起步階段，但對于寒區(qū)地下水的研究早已成立了研究機構(gòu)，黑龍江大學水利電力學院，成立了寒區(qū)地下水研究所，并與俄羅斯合作，共同進行地下水的研究，但目前仍處于理論研究狀態(tài)，仍需加強。黑龍江大學水利電力學院對于地下水的研究比較廣泛，不但與俄羅斯合作，還進行了林甸溫泉地熱尾水處理項目，地熱尾水是地熱資源的一部分，通過對地熱尾水處理的研究，使得地熱尾水能夠滿足排放條件，這對于地熱資源的利用也是必須的，在進行地溫能的開發(fā)利用中，我們也需要考慮水污染問題。未來對于地溫能的研究還需更多的學者投入到其中來，相信未來寒區(qū)地溫能的發(fā)展將一片光明。

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