本期顾问:王秉忱
人物简介:王秉忱,中国国际城市化发展战略研究委员会副主任,中国工程勘察大师,国务院资深参事,住房和城乡建设部建设环境工程技术中心主任、研究员、博士生导师。我国水文地质勘察界学术造诣深、知名度高的学科带头人。长期从事水文地质学与水文地球化学理论及水资源环境评价、保护与管理的研究工作,在能源与矿床水文地质及城乡供水等领域做出不少贡献,在英、日、俄等国也有一定的学术影响。
提问1:随着我国经济建设的发展与城市化进程的加快,雾霾成为制约国民经济发展与人类生存的重要因素。京津冀地区政府和领导已制定了一些重大防治措施,其中加强开发利用浅层地热(温)能就是重要的举措之一。这些地区浅层地热(温)能资源开发利用现状如何?
王秉忱:先说说北京地区浅层地热(温)能开发利用现状。北京市地勘局在清洁能源勘查开发方面达到全国领先水平,初步形成包括资源评价、技术研究、产品开发、工程施工等各个环节配套完整的技术工作体系。经计算,北京市平原区浅层地热(温)能资源冬季供热潜力约为857万吨标煤,约可为7.21亿平方米建筑供暖。20提问1:随着我国经济建设的发展与城市化进程的加快,雾霾成为制约国民经济发展与人类生存的重要因素。京津冀地区政府和领导已制定了一些重大防治措施,其中加强开发利用浅层地热(温)能就是重要的举措之一。这些地区浅层地热(温)能资源开发利用现状如何?10年再生水处理量为12.1亿立方米,冬季约可为1500万平方米建筑供暖(目前仅应用138万平方米);预计2020年再生水处理量将达21.5亿立方米,冬季约可为2700万平方米建筑供暖。 截至2012年底,北京市已建地源热泵项目约有1111个(地下水地源热泵911个,地埋管地源热泵149个,再生水及污水源热泵38个,深层地热+热泵13个);北京应用热泵建筑面积约为3435万平方米 (地下水地源热泵约2446万平方米,地埋热地源热泵约649万平方米,再生水及污水源热泵约140万平方米,深层地热+热泵约200万平方米)。
天津地区计算出的浅层地热(温)能的可利用资源量为1748万亿千焦,冬季可供暖面积13.4亿平方米,夏季可制冷面积12.6亿平方米。每年浅层地热(温)能可利用资源量全部开发可节约标准煤5974万吨,扣除开采的电能消耗,可节约标准煤4480万吨,减少向大气排放二氧化碳等1.17亿吨,减少环境治理费用15.32亿元。天津市浅层地热能开发利用方式主要有地埋管地源热泵系统和地下水地源热泵系统两种方式。截止2013年底天津市浅层地热能开发利用工程达到255个,利用面积为7.3×106平方米。其中,地埋管工程为190个,占总数量75%;利用面积4.72×106平方米,占总利用面积的65%。地下水工程65个,占总数量25%;利用面积2.58×106平方米,占总利用面积的35%。
河北省浅层地热(温)能资源丰富,山前平原、山间盆地适宜水源热泵的开发利用,中东部平原适合水源、地源两种热泵的开发利用,滨海平原适合地源热泵的开发利用,山区浅层地热能的开发利用适宜性较差。理论上,河北全省浅层地热能热容量为4373.55×1011千焦,相当于标准煤149.2 亿吨,可供暖面积为7.17亿平方米,可制冷面积7.19亿平方米。据不完全统计,河北省现有浅层地温能利用项目202个,建筑面积920多万平方米,其中利用水源热泵的占88.21%,以公共建筑为主。
提问2:京津冀地区浅层地热(温)能的勘查与利用存在哪些问题?
王秉忱:总体来看京津冀地区浅层地热(温)能存在下列共同性的问题有待进一步解决:工程前期未进行浅层地热能资源勘查评价;设计参数依据不足;缺乏可靠的技术支撑;管理体制不健全;缺乏对浅层地热能资源开发利用动态监测。
目前,北京市浅层地热(温)能开发利用已形成规模性发展趋势,但在发展过程中仍存在设计不匹配、运行管理不规范等问题,需要政府部门、行业组织等各方面共同努力,完善各个环节,科学推广应用。
天津地区存在六个方面的问题:缺少前期地质条件勘察;施工工艺不规范;运行管理不够完善;缺少必要的监测计量设施;未开展全面的地质环境影响监测;监管及鼓励制度不健全。
河北地区存在的问题是:调查评价难度大;投入不足;工程设计不规范;技术研究不足;未注意浅层地热(温)能开发利用对地质环境的影响;政府政策支持力度小等。
提问3:对于未来推进京津冀地区乃至我国其他地区浅层地热(温)能资源的开发利用,您有什么建议?
王秉忱:当前我国特别是京津冀地区利用地源热泵技术开发浅层地热(温)能资源为建筑物供暖制冷已取得很大进展,发挥了领军与示范作用。根据中共中央十八大会议制定的加强生态环境建设的重大战略决策和解决我国北方地区严重雾霾污染问题的迫切需要,这个地区的浅层地热(温)能开发利用将会取得更大的进展。
我认为,未来首先要继续推进浅层地热(温)能资源调查评价工作,因为这是地源热泵技术发展的基础,“十三五”期间浅层地热能资源调查评价与开发利用工作将继续成为城市地质工作的重点。工作的主要任务是查明我国主要城市浅层地热能分布特点和赋存条件,评价资源量及开发利用潜力,编制开发利用规划,建立监测网络,推动浅层地热开发利用示范城市建设。
第二,加大科研实力和技术创新,具体包括:加强浅层岩土热物性测试的研究;建立不同地层热物性数据库;开展不同换热方式地下传热模型的模拟试验;建立地温场长期观测,包括换热井及周围地层温度、水位、水质以及换热(换冷)情况,了解(监测)其变化规律,特别是换热井回灌能力和温度恢复情况;观测地下换热系统的实际换热(换冷)效果,测量地层热流值及热传导系数。
第三,推进示范城市建设,带动浅层地热能资源开发利用。在对当地浅层地热资源调查评价的基础上,结合工程的具体地质环境,积极开展地源热泵技术的推广应用,建立符合本地实际需求的示范工程,并摸索方法,总结经验,逐步推广。积极申报“可再生能源示范城市”,参与示范城市建设,用好国家专项资金,稳步推进以城市为单位的浅层地热(温)能开发利用工作。