地熱資源開發利用

淺層地熱能的特點與意義

  淺層地熱能接近常溫,品位較低,需要通過熱泵技術將其品位提升后加以利用。淺層地熱能既可以作為熱泵低溫熱源用于供熱,也可以作為熱泵的冷卻源用于制冷。通過熱泵技術淺層地熱能用于建筑供熱制冷具有很多優勢,同時也存在很多需要注意的問題。※淺層地熱能的優勢(1)分布廣泛。淺層地熱能在地球表層以下接近均勻分布,到處都有,從地下水、地下土壤和江河湖海等地表水中都能采集到淺層地熱能,可以根據項目的條件在周邊就近提取和利用,不需要大規模的集中開采和遠距離輸送,不需要大規模一次性投資建設。
 
  (2)儲量巨大。據測算,我國近百米內的土壤每年可采集的淺層熱能是我國目前發電裝機容量4×108kW的3750倍,而百米以內地下水每年可采集的淺層熱能也有2×108kW。
 
  (3)穩定持續。淺層地熱能是一種溫差勢能,其溫度一年四季相對穩定,冬季比環境空氣溫度高,夏季比環境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源空調冷源
 
  (4)清潔環保。淺層地熱能作為一種清潔的可再生能源,主要通過熱泵技術進行采集利用。利用淺層地熱能不會像利用化石燃料那樣排放大量的CO2、SOX、NOx、粉塵等燃燒產物,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熱能資源已是社會發展的必然趨勢。
 
  ※淺層地熱能的不足
 
  (1)淺層地熱能是一種品位很低的能源,不能作為獨立的能源使用,必須借助熱泵才能利用,運行時需要消耗一部分高品位能源,主要是電能。同時,淺層地熱能的有效利用是一項系統工程,涉及能量的采集、提升、釋放等三部分。
 
  如果應用條件不合適、設計施工不合理、產品性能不合格或者運行管理不到位,都有可能造成投資過大或者運行成本過高,使用戶的經濟負擔過重,不利于淺層地熱能的推廣應用。
 
  (2)淺層地熱能的采集受所在地水文地質條件的影響較大。盡管淺層地熱能理論上均勻分布于地球表層以下,存在于地下水、地下土壤和江河湖海等地表水中。但實際應用中,在不同的水文地質條件下利用淺層地熱能的成本差異是相當大的。
 
  對于利用地下水的情況,必須考慮到使用地的水文地質條件,確保可以通過打井獲得充足的地下水資源,同時還要保證地下水在被提取溫度之后可以順利回灌至地下。
 
  在無法得到充足的地下水源或地下水很難回灌的地區,可以采取在地下埋設換熱管的方式取代地下水井。這種方法適用于土壤層或細沙層較厚的地區,在以巖石層或卵石層為主的地區使用會因鉆孔成本過高而使投資大幅度增加。
 
  (3)淺層地熱能的采集受到場地的限制。采集淺層地熱能最常用的方式是地下水井方式和地埋管方式,這兩種方式都需要較大的場地。現在城市建筑的密度越來越大,建筑周邊的空地越來越少,這使得利用地下水方式或地埋管方式采集淺層地熱能變得十分困難,尤其是地埋管方式,在城市中心地區已經很難實施。