地熱資源開發利用

河北衡水市淺層地熱能開發利用現狀與應用前景

  開發利用現狀
 
  目前衡水市區有淺層地熱能工程6處,服務面積47 000 m2,以商場、酒店、機關辦公樓供暖制冷兩用的公共建筑為主。全部為地下水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,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%,為地下水換熱系統不適宜區。在目前使用的工程中即存在著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都顯得比較容易接受,但由于未考慮是否能長期完全回灌,也沒有進行先期淺層地熱能水文地質調查工作,尤其是抽水回灌試驗工作,因此說,衡水市目前淺層地熱能的開發利用處于一種盲目發展的階段。
 
  應用前景
 
  衡水市地處平原區,礦產資源缺乏,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,實現跨越性發展將起到重大的推進作用。
 
  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,對地質環境的影響最小。衡水市區屬暖溫帶大陸性半干旱季風氣候,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發利用,充分發揮其冬季取熱、夏季儲熱,雙向利用的優勢。在其他只能單向利用的地區,長期利用淺層地熱能,則可能破壞地溫場的平衡,從而大大降低其利用效率。
  另外,衡水市區水文地質研究程度較高,在不同時期開展過不同精度的針對不同目的的水工環地質工作,這些地質工作淺層地熱能的研究和開發利用奠定了基礎。
 
  開發利用潛力巨大
 
  衡水市區淺層地熱能資源量巨大,根據評價和計算結果表明,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 t。地埋管換熱系統換熱功率:夏季為359.31萬 Kw,冬季為260.90萬 Kw,可供暖制冷面積約3 600萬 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面積僅4.7萬 m2 ,不足可利用面積的0.2%,因此,衡水市區淺層地熱能開發利用潛力巨大。
 
  節能環保效益明顯
 
  淺層地熱能的開發利用具有明顯的節能減排的效益,傳統燃煤供暖時通過燃燒礦物燃料產生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,而且通過若干個傳熱環節為建筑供熱,造成大量的可用能的損失。而淺層地熱能是通過電能驅動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 m2計算,與傳統燃煤供暖相比,每年可節約用煤86萬t,減少二氧化碳排放量22.3萬 t,二氧化硫0.17萬 t,氮氧化物0.06萬 t,粉塵0.09萬 t。由此可見,淺層地熱能的開發利用的環境效益十分明顯。
 
  成功經驗豐富效果顯著
 
  根據北京市30多個典型工程進行統計分析,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。衡水市區通過適宜性評價,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運行的地埋管熱泵工程有64個,服務面積超過200萬 m2 。因此,衡水市可以根據本地淺層地熱能的利用條件,借鑒北京等發達城市的成功經驗,探索適合自己的開發利用模式,充分發揮淺層地熱能資源的優勢。
 
  隨著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利用并且節能環保能源越來越受到人們的重視。衡水市淺層地熱能資源豐富,適宜地埋管換熱系統的應用,其開發利用潛力巨大,同時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發利用,充分發揮其雙向利用優勢。在政府部門的政策支持下,借鑒發達地區成功經驗,衡水市淺層地熱能開發利用前景十分廣闊。