地熱資源開發(fā)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(yōu)勢,同時也存在很多需要注意的問題。※淺層地熱能的優(yōu)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(jù)項目的條件在周邊就近提取和利用,不需要大規(guī)模的集中開采和遠距離輸送,不需要大規(guī)模一次性投資建設。
 
  (2)儲量巨大。據(jù)測算,我國近百米內(nèi)的土壤每年可采集的淺層熱能是我國目前發(fā)電裝機容量4×108kW的3750倍,而百米以內(nèi)地下水每年可采集的淺層熱能也有2×108kW。
 
  (3)穩(wěn)定持續(xù)。淺層地熱能是一種溫差勢能,其溫度一年四季相對穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,是很好的熱泵熱源空調(diào)冷源
 
  (4)清潔環(huán)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(chǎn)物,對環(huán)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(fā)利用清潔無污染的淺層地熱能資源已是社會發(fā)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(tǒng)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(chǎn)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(jīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(qū),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(qū),在以巖石層或卵石層為主的地區(qū)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(xiàn)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(qū)已經(jīng)很難實施。