等待深度开发的绿色可再生能源——浅层地温能

    2007年年末的一天，在北京召开的全国浅层地温能资源开发利用高级研修班暨学术研讨会呈现出极其热烈的场面：原本预计40人参加的会议，最终来了100多人，会务组不得不临时增加了很多座位。用浅层地温能来取暖制冷，在全国范围内刚刚兴起，但是研讨会的火爆，充分体现了全国各地对于浅层地温能开发利用的渴望。

    这个会议结束的当天，中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心正式授牌成立，这是我国第一个以浅层地温能为研究和推广对象的国家学术机构。国土资源部副部长汪民在授牌仪式上说，浅层地温能资源是一种分布广泛、储量巨大、清洁环保、可以再生的新型能源，它的利用和开发已经成为实现可持续发展的一条重要途径。

    关注资源本身而不仅是技术

    “以前人们关注浅层地温能，更多的是关注其中的热泵技术，而不是浅层地温能资源本身，而且有很多从事浅层地温能利用的公司对浅层地温能的认识也不够。这直接导致浅层地温能的利用效果受到影响。”中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心主任、北京市地勘局副局长卫万顺在接受记者采访时说。

    浅层地温能是赋存在地球表层岩土体中的低温地热资源，是一种新型的优质清洁能源，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。它是地球浅表层数百米内（<200米）的土壤岩石和地下水中所蕴藏的一种低温热能，其能量主要来源于太阳辐射和地球梯度增温，主要采用热泵系统（包括水源热泵和地源热泵两种）进行开发利用。

    北京市地勘局曾对380多个钻孔中的土壤进行测试，得出的结论是浅层地温在150米以内的温度是18℃～20℃，而且是恒温的。与此同时，北京市地勘局还针对不同的地质体进行了研究，发现不同的地区换热效果明显不同。

    “正是由于把浅层地温能作为一种资源，并进行了基础性、先行性的工作，使得北京市现在的浅层地温能利用得到人们的认可。”卫万顺说。北京市地勘局从1999年开始开展利用地温能为建筑物供暖的研究与试验，至今已完成热泵空调项目数百项，占北京市浅层地温能利用面积的40%。完成的热泵工程项目种类全，既有土壤源热泵系统，又有水源热泵系统。

    北京市地勘局局长魏连伟介绍，在北京市1050万平方米的采用浅层地温能供暖制冷的建筑中，包括国内目前运行的最大地源热泵系统工程——中石化管理干部学院地源热泵空调系统、天湖国际会议酒店岩土源热泵空调系统等；又有地下水源热泵系统，如国内单体规模最大的地热采暖工程——北苑家园地热采暖示范工程、全国最大的燃煤锅炉改为水源热泵供暖项目——北京友谊医院项目、北京第一个大型商用水源热泵空调系统——空军招待所水源热泵项目和北京市地质勘察技术院立水桥基地水源热泵项目等。这些项目分布在北京市的不同地区，既有适宜于水源热泵的地区，也有适宜于土壤源热泵的地区；有北部地区，也有南部地区。

    魏连伟说，对北京来说，节约能源主要指节约不可再生的常规能源，而要真正实现规模的节约效应，就必须大力发展地热能、太阳能、生物质能和风能等可再生能源及新能源。

    浅层地温能作为一种清洁可再生能源，在利用的过程中，它不像化石燃料那样在获取能源和生产电力的同时排放大量的燃烧产物，对环境造成严重污染，引起温室效应、酸雨、土地沙漠化等问题。
 
    因此，开发利用清洁无污染的浅层地温能已是社会发展的必然趋势。

     开发浅层地温必须依赖科学研究

    “浅层地温能在我国起步并不晚，但现在发展已经落后了。一个主要的原因就是我们对浅层地温能没有进行详尽的研究。”卫万顺说，浅层地温能在国外发展依靠的是地质先行，而在我国，则是一些地质以外的行业作为推动力量，有一部分人以为只要有了先进的热泵技术就可以进行浅层地温能的开发。“事实上，热泵就如同矿山中常用的凿岩机，只是一个手段，尽管效率很高，但究竟可不可以采出矿石，最终还是需要地质工作来评价的。”

    用于开发浅层地温能的热泵技术是1912年由瑞士人提出的，1946年第一个热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国家政府逐步资助建立示范工程。20世纪80年代后期，热泵技术日臻成熟。在国际社会中，由于其在减少二氧化碳方面得到普遍认可而受到广泛关注。

    利用热泵技术开发利用浅层地热能较好的国家有美国、瑞典、瑞士和德国，已有大量装机的国家有加拿大、奥地利、法国和荷兰，开始重视和推广应用的国家有中国、日本、俄罗斯、英国等。热泵增长较快的主要还是在美国和欧洲地区。

    我国1965年研制成功国内第一台水冷式热泵机组，随后发展缓慢。直到20世纪80年代末，相关领域才开始了一些研究，在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价以及系统材质等方面取得了一些进展。

    卫万顺认为，浅层地温能发展的好坏，取决于对地质条件的研究程度。当前，我国即将迎来一个浅层地温能利用的高潮，需要有大量能够研究浅层地温能结构和换热效果的专业队伍，这样在设计的过程中才能更合理地根据供暖面积来决定工程的施工方案。

    北京市、天津市、沈阳市是我国应用地源热泵技术开采浅层地温能，对建筑物进行控温较早且发展较快的城市。近年来，河南、陕西、内蒙古、山东、安徽、湖北、湖南、广东等省也都开始了开发利用浅层地温能的探索和试点工作。

    卫万顺强调，浅层地温能的利用，一定要建立准入门槛，因为要进行浅层地温能评价，必须得有资质。每一个浅层地温能项目都必须经过国土资源部门审批，必要时，国土资源部门应对浅层地温能的开发和利用进行统一规划。