我國地熱供暖現狀及展望

李 晉 芝

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

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我國地熱供暖現狀及展望

李 晉 芝

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

結合我國地熱供暖的現狀，介紹了水熱型、地源熱泵、干熱巖三種供暖方式的特點，并分析了三種地熱供暖方式在我國的發展前景，最后提出了幾點地熱資源的開發建議。

地熱供暖，地源熱泵，地熱資源，發展前景

0 引言

我國空氣污染情況逐年加重，各個城市的霧霾問題不斷凸顯，不可再生能源呈現短缺局面，使人們越來越關注對于清潔的、可再生能源的開發以及利用。在清潔能源中，地熱占據著極為重要的地位，但是，現階段仍未被我們合理的利用。在地熱能源中，包含有淺熱、水熱以及干熱等3種類別。我國是世界上地熱能源含有量最多的國家，總的地熱能源含有量達到了全球總地熱能源量的1/6左右。但是，對于地熱能源的利用效率卻偏低，仍然存在很大的上升空間，對于地熱能源高效利用的需求仍然很大。通過地熱能源提供熱量來供應給供暖系統，是目前地熱能源開發中最為直接的方法。我國利用地熱進行供暖，可以極大的優化供暖產業結構，并且還可以有效的降低供暖系統對環境的污染，對于城市減排降霾有著極為重要的意義。

1 我國地熱供暖的現狀分析

1.1 水熱型地熱供暖的現狀分析

所謂水熱型指的是通過所開采的地下井，來抽取地下水資源，將水中的熱量經由相應地熱轉換裝置，而傳導至供熱管網之中，再經由管網而輸送至每一個用戶。我國早在上千年前就已經開始利用水熱型地熱進行采暖，而在現階段，對于水熱型地熱供暖的應用更是大規模、高效率的開展。近年來，國內對于水熱型地熱供暖應用水平已達到了世界先進行列，地熱能源利用量也達到了全球最高。我國天津市以及咸陽市應用水熱型地熱供暖最為典型。現如今，在天津市共有近150個地熱交換站，對于地熱水的利用量達到2 600萬t/年，總的供熱面積達到了1 200萬m2，占據了天津市供熱總面積的1/10左右，是我國利用地熱供暖總量的一半左右。咸陽市共開鑿的地熱井數量達50個，每年對地熱水的利用總量高達400萬m3，可以為260萬m2的面積提供供暖服務。在水熱型供暖技術開發方面，以往所采用的開發設備相對落后，整體故障率高。而現階段，通過技術攻關已經研發出了梯級能源利用裝置以及信息自動化管控體系，不斷的推動我國地熱開采技術朝著世界先進水平靠攏。

1.2 地源熱泵供暖的現狀分析

所謂地源熱泵供暖指的是通過對地下一些較淺位置的地熱能源開發，不僅可以使人們在夏天獲得供冷服務，同時也可以使人們在冬季獲得供熱服務。在20世紀40年代末期，美國學者研發了世界第一臺地源熱泵裝置，但由于當時技術水平有限，其未能被廣泛的推廣應用。在20世紀70年代，全球范圍內爆發了嚴重的能源短缺問題，才促使地源熱泵技術有了快速的發展與進步。在美國，每年對于地熱泵系統的應用呈現出了極快的增長態勢，并且今后定會有一個更加快速的增長量。我國所擁有的地源熱泵系統量多達5 000多個，地源熱泵對地熱的開發面積也高達2.4億m2。對于地源熱泵系統的應用大多位于華北以及東北區域，并且多是用于供冷系統之中。我國一直在對地源熱泵供暖技術進行探討，也開發出了不少的先進技術，但大部分屬于商業開發性的探索，還不曾有較為系統化的研究，依然有待進一步的研究與探索。

1.3 干熱巖供暖的現狀分析

我們將干熱巖又稱為工程型地熱，其指的是處于地下較深位置的、不含有水分以及蒸汽的、非常致密的一些熱巖體，其組成多為變質巖類以及結晶巖類。干熱巖自身有著非常高的溫度值，表現出很強的干熱性能。通常情況下，在干熱巖的上層位置會覆蓋著一層沉積巖，該層沉積巖起到一定的保溫、隔熱作用，使干熱巖的溫度可以維持在150 ℃～600 ℃的范圍之內，能夠當成熱能被開發利用。最早利用干熱巖資源的國家是美國，其在20世紀末期著手研究利用工業尺度上的干熱巖開發技術。隨后，日本也逐漸加快了對干熱巖利用技術的研究。然而，現階段所有的干熱巖資源開發均用于發電方面，幾乎沒有涉及干熱巖供暖技術的研發。而國內對于干熱巖資源利用技術的研發更晚，目前僅僅處于起步時期，還未進行更深層次的技術研究。然而，在2014年我國青海曾鉆獲了溫度為150 ℃的干熱巖，使我國對于干熱巖技術的研發有了很好的基礎保障。

2 我國地熱供暖發展前景展望

2.1 水熱型地熱供暖發展前景展望

我國水熱型地暖能源的含量相對豐富，尤其是中—低溫水熱型地熱能源的含量極多。依照有關的統計數據，在沉積盆地中含有大量的水熱型地熱資源，并且我國的沉積盆地面積高達4.2×104km2，是總國土面積的40%左右，而且在各個省內均有分布。所以，對于水熱型地熱資源的開發，擁有非常大的潛力。然而，在進行水熱型地熱資源開發時，經常出現砂巖回灌堵塞的技術難題，這也是制約我國水熱型地熱資源深入開發的關鍵所在。所以，我們應當更加深入的對砂巖回灌問題進行研究，以解決水熱型地熱資源利用中的難題，使該供暖技術得以更加廣泛的推廣應用。

2.2 地源熱泵供暖前景展望

在地源熱泵供暖技術中，可以利用非常少的能源，而將一些較低品位的熱量轉換為較高品位的熱量。我國逐漸的推行節能減排政策，熱源泵供暖技術定會被更加深入的開發利用。其具體表現為以下幾點：1)我國城市中集中供暖系統存在一定的不足，在遠離城市中心的郊區，大多是通過中、小型鍋爐的方式進行供暖，如此便需要消耗大量的能源，同時也會帶來極大的污染問題。而地源熱泵供暖則能夠解決城市供暖中的不足，可以廣泛的應用于農村以及郊區等處的供暖系統中。2)在東北及華北等地，存在很多的干枯油井以及地熱井，我們能夠對此加以利用，如此便可以使前期開發成本大大減少。3)隨著我國經濟不斷的轉型，涉及節能、環保的技術得到了全方位的扶持。而地源熱泵供暖具有節能、環保、潔凈等優點，定會被大力扶持，其前景非常樂觀。

2.3 干熱巖供暖前景展望

據統計，我國所擁有的干熱巖資源儲量是2.1×107EJ，換算成標準煤，其總量相當于15萬億t標準煤。能夠被開采的干熱巖資源為其總儲量的2%左右，是水熱型地熱資源總量的近170倍，干熱巖資源的開發有非常大的空間。單從技術方面講，只要開采的深度達到一定值，均可以開采到干熱巖，其不會受制于地域的制約。我國只要擁有干熱巖開發的先進技術手段，其定會在全國范圍內被大量的推廣應用。

3 結語

地熱資源具有清潔、環保的特點，而且是極為珍貴的資源。對地熱資源利用時，應當重視對其的保護，這樣才可以可持續的利用地熱資源。同時，也應當不斷的強化地熱供暖相關技術的開發與研究，讓地熱資源更加全面的被社會所利用，為我國社會創造財富。在開發地熱資源時，還應當做好以下幾點工作：

1)完善地熱資源開發利用的相關法律體系，以避免地熱資源被隨意開采、過度開采等問題發生。同時，制定完善的法律體系，也是對我國地熱資源開采的一種指導。

2)加快對地熱供暖新技術、新工藝的研發。例如，開發梯級利用技術以及低溫輻射技術等，使地熱供暖中存在的技術問題得以有效解決，為地熱供暖的推廣應用打下良好的基礎。

3)強化國際上的技術合作，將國外先進的地熱供暖技術引進到國內，更好的推動我國地熱供暖技術快速發展。

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Domestic geothermal heating status and prospects

Li Jinzhi

(Taiyuan Technology University Building Design Academy, Taiyuan 030024, China)

Combining with domestic geothermal heating status, the paper introduces features of three kinds of heating methods including hydrothermal system, geothermal heating pump and hot dry rock geothermal system, analyzes their development prospect in China, and finally puts forward some geothermal resources developing suggestions.

geothermal heating, ground-source heat pump, geothermal resources, development prospect

1009-6825(2016)34-0129-02

2016-09-27

李晉芝(1984- )，女，工程師

TU832

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