等待深度開發的綠色可再生能源——淺層地溫能

    2007年年末的一天，在北京召開的全國淺層地溫能資源開發利用高級研修班暨學術研討會呈現出極其熱烈的場面：原本預計40人參加的會議，最終來了100多人，會務組不得不臨時增加了很多座位。用淺層地溫能來取暖制冷，在全國范圍內剛剛興起，但是研討會的火爆，充分體現了全國各地對于淺層地溫能開發利用的渴望。

    這個會議結束的當天，中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心正式授牌成立，這是我國第一個以淺層地溫能為研究和推廣對象的國家學術機構。國土資源部副部長汪民在授牌儀式上說，淺層地溫能資源是一種分布廣泛、儲量巨大、清潔環保、可以再生的新型能源，它的利用和開發已經成為實現可持續發展的一條重要途徑。

    關注資源本身而不僅是技術

    “以前人們關注淺層地溫能，更多的是關注其中的熱泵技術，而不是淺層地溫能資源本身，而且有很多從事淺層地溫能利用的公司對淺層地溫能的認識也不夠。這直接導致淺層地溫能的利用效果受到影響。”中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心主任、北京市地勘局副局長衛萬順在接受記者采訪時說。

    淺層地溫能是賦存在地球表層巖土體中的低溫地熱資源，是一種新型的優質清潔能源，具有可再生、分布廣、儲量大、清潔環保、經濟實惠、安全性強和可用性強等特點。它是地球淺表層數百米內（<200米）的土壤巖石和地下水中所蘊藏的一種低溫熱能，其能量主要來源于太陽輻射和地球梯度增溫，主要采用熱泵系統（包括水源熱泵和地源熱泵兩種）進行開發利用。

    北京市地勘局曾對380多個鉆孔中的土壤進行測試，得出的結論是淺層地溫在150米以內的溫度是18℃～20℃，而且是恒溫的。與此同時，北京市地勘局還針對不同的地質體進行了研究，發現不同的地區換熱效果明顯不同。

    “正是由于把淺層地溫能作為一種資源，并進行了基礎性、先行性的工作，使得北京市現在的淺層地溫能利用得到人們的認可。”衛萬順說。北京市地勘局從1999年開始開展利用地溫能為建筑物供暖的研究與試驗，至今已完成熱泵空調項目數百項，占北京市淺層地溫能利用面積的40%。完成的熱泵工程項目種類全，既有土壤源熱泵系統，又有水源熱泵系統。

    北京市地勘局局長魏連偉介紹，在北京市1050萬平方米的采用淺層地溫能供暖制冷的建筑中，包括國內目前運行的最大地源熱泵系統工程——中石化管理干部學院地源熱泵空調系統、天湖國際會議酒店巖土源熱泵空調系統等；又有地下水源熱泵系統，如國內單體規模最大的地熱采暖工程——北苑家園地熱采暖示范工程、全國最大的燃煤鍋爐改為水源熱泵供暖項目——北京友誼醫院項目、北京第一個大型商用水源熱泵空調系統——空軍招待所水源熱泵項目和北京市地質勘察技術院立水橋基地水源熱泵項目等。這些項目分布在北京市的不同地區，既有適宜于水源熱泵的地區，也有適宜于土壤源熱泵的地區；有北部地區，也有南部地區。

    魏連偉說，對北京來說，節約能源主要指節約不可再生的常規能源，而要真正實現規模的節約效應，就必須大力發展地熱能、太陽能、生物質能和風能等可再生能源及新能源。

    淺層地溫能作為一種清潔可再生能源，在利用的過程中，它不像化石燃料那樣在獲取能源和生產電力的同時排放大量的燃燒產物，對環境造成嚴重污染，引起溫室效應、酸雨、土地沙漠化等問題。
 
    因此，開發利用清潔無污染的淺層地溫能已是社會發展的必然趨勢。

     開發淺層地溫必須依賴科學研究

    “淺層地溫能在我國起步并不晚，但現在發展已經落后了。一個主要的原因就是我們對淺層地溫能沒有進行詳盡的研究。”衛萬順說，淺層地溫能在國外發展依靠的是地質先行，而在我國，則是一些地質以外的行業作為推動力量，有一部分人以為只要有了先進的熱泵技術就可以進行淺層地溫能的開發。“事實上，熱泵就如同礦山中常用的鑿巖機，只是一個手段，盡管效率很高，但究竟可不可以采出礦石，最終還是需要地質工作來評價的。”

    用于開發淺層地溫能的熱泵技術是1912年由瑞士人提出的，1946年第一個熱泵系統在美國俄勒岡州誕生。1974年起，瑞士、荷蘭和瑞典等國家政府逐步資助建立示范工程。20世紀80年代后期，熱泵技術日臻成熟。在國際社會中，由于其在減少二氧化碳方面得到普遍認可而受到廣泛關注。

    利用熱泵技術開發利用淺層地熱能較好的國家有美國、瑞典、瑞士和德國，已有大量裝機的國家有加拿大、奧地利、法國和荷蘭，開始重視和推廣應用的國家有中國、日本、俄羅斯、英國等。熱泵增長較快的主要還是在美國和歐洲地區。

    我國1965年研制成功國內第一臺水冷式熱泵機組，隨后發展緩慢。直到20世紀80年代末，相關領域才開始了一些研究，在熱泵模型仿真、試驗裝置、能耗評價以及系統材質等方面取得了一些進展。

    衛萬順認為，淺層地溫能發展的好壞，取決于對地質條件的研究程度。當前，我國即將迎來一個淺層地溫能利用的高潮，需要有大量能夠研究淺層地溫能結構和換熱效果的專業隊伍，這樣在設計的過程中才能更合理地根據供暖面積來決定工程的施工方案。

    北京市、天津市、沈陽市是我國應用地源熱泵技術開采淺層地溫能，對建筑物進行控溫較早且發展較快的城市。近年來，河南、陜西、內蒙古、山東、安徽、湖北、湖南、廣東等省也都開始了開發利用淺層地溫能的探索和試點工作。

    衛萬順強調，淺層地溫能的利用，一定要建立準入門檻，因為要進行淺層地溫能評價，必須得有資質。每一個淺層地溫能項目都必須經過國土資源部門審批，必要時，國土資源部門應對淺層地溫能的開發和利用進行統一規劃。