国土局资源开发利用探讨

我市地理位置比较偏僻，除少数地热资源外，本地尚未探明其它能源矿产资源，所有能源物资均从外地运来，运距大，成本高。能源利用方式主要以火电、煤、气、油等常规能源为主，除少量太阳能和风能外，其它能源尚未得到开发利用。浅层地温能利用是一种新型的优质环保能源，在北京、天津等大城市已广泛推广，技术日臻成熟。浅层地温能具有可再生性、储量大、清洁环保和可用性强等特点，因此，推广利用浅层地温能资源，有利于优化我市能源结构，促进多能互补，提高能源利用效率。

一、基本概念和特点

浅层地温能一般是指地球浅表层数百米内（＜200m）的土壤、砂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。浅层地温能资源广泛存在于浅层表地层的洹温带中，受四季气候的影响较小，温度相对恒定，再生迅速，可循环使用。其主要特点如下：

1.储量巨大

据专家测算，我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量是我国目前发电装机容量的3750倍，百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。

2.清洁环保

浅层地温能的开发利用是利用有关技术装备对浅层土壤或地下水进行冷热交换，以实现对建筑物的供暖（冬季）或降温（夏季），整个过程中，不消耗土壤或水，可以实现供暖（冷）区域的污染排放，无环境污染。

3.可用性强

据北京、天津等浅层地温利用程度较高地区统计，浅层地温能建筑投资约250～380元/平方米，比同样满足供暖、制冷和生活热水条件的燃气和空调系统等能耗降低20～30%，其运行费用明显低于其他清洁能源，且能就地取材，免于运输，无废渣、无污染，经济实用。

二、浅层地温能的开发利用技术

浅层地温能的转换主要采用热泵技术。热泵技术是全世界近年来倍受关注的一项新型能源技术，其基本原理基于逆卡诺循环，采用电能驱动，从低温热源中吸取热量，并将其传输给高温热源以供使用，传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量，而且大于从低温热源中吸收的能量，在标准工况下，系统消耗一个单位的能量，从低温热源中提取二个单位的能量，合在一起输出三个单位的能量。目前比较成熟的技术包括：

1.水源热泵系统

水源热泵利用地球表面浅层水吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能。根据水的来源不同，又可以进一步分为地热水水源热泵系统、地下水（深井水）水源热泵系统和地表水水源热泵系统等（见图1）。

*

1）地下水水源热泵技术

同空气、土壤和浅表水体等其他热源相比，地下水资源丰富、很少受气候变化影响，因此，冬季使用不会像空气源热泵那样易结霜，或者像地表水那样易结冰，既适用于中小型建筑又可用于大型建筑。常规地下水热泵系统使用的多为深50m以内的浅井，并可分为井－沟渠型和井－井两种类型。井－沟渠型只有一口（组）抽水井，从井中抽出的地下水流经蒸发器（或冷凝器）放出（或吸收）热量后，直接排入沟渠或另作它用，不再灌回地下。井－井型则包括一口（组）抽水井和一口（组）回灌井，从抽水井抽出的地下水使用后经回灌井灌回地下，通常将抽水井置于回灌井上游并保持一定距离。

2）地表水水源热泵技术