地热能在区域供暖中的应用与研究

地热能在区域供暖中的应用与研究

邵明亮 李婷

山东省煤田地质局第四勘探队 山东省潍坊市 261200

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的能源开发的进展也越来越快。能够被利用并产生效益的地球内部地热能，地热流体以及其他部分都被成为地热资源。目前，地热资源根据其分布可以分为浅层地温能，中层地热能以及干热岩等三种。我国占地面积辽阔，可利用的地热资源无论是类型还是储量都是非常丰富的。通过对地热能的情况和应用进行研究，对于我国开展可持续发展的战略有着非常重要的意义。

关键词：地热能；区域供暖；应用与研究

引言

热能是指能够经济地被人类所利用的地球内部的热能，是一种新型能源矿产，与化石能源相比，地热能源基本没有污染物，与风能、水能等其他新能源相比,受外界因素影响小，是一种发展潜力巨大的可再生能源。在能源革命、大气污染治理、北方清洁供暖的大发展背景下，对于缓解能源资源压力、促进节能减排、发展低碳经济具有重要意义。

1国内地热能开发利用应该遵守的原则

作为我国重要的可再生资源之一，通过对地热能进行科学合理的开发和利用，可以很好的提升我国区域集中供暖的质量，同时也可以更好的改善各省市的投资环境和房产业的发展。需要注意的是，地热能虽然属于可再生能源，但其重新补充的过程是非常缓慢的。因此我们在对其进行开发应用的过程中，应该遵循可持续发展的开发原则，制定合理的开发方案。在这样的情况下，在对地热能进行开发利用的过程中，我们应该在不断扩大开发规模的同时，重视对其的保护，防止由于过量开采而影响地热田的寿命。为了达到这个目标，在开发之前我们需要对当地的地质情况进行详细的调查和研究，结合相关政策来制定地热能的开发规范，从而保证地热资源的持续利用。在此基础上，我们还要不断强化相关部门之间的联系和协调，将一些地热开发过程中不合格开采或者浪费资源严重的行为遏制。降低只采不灌，尾水排放温度高等情况发生的几率，开展保护性限量开采。最后，还应该积极的推进地热回灌以及其他的节能管理，降低地热能的实际消耗，为我国的长期发展提供更好的保障。

2地热开发利用中存在的问题

2.1地热分布问题

浅层地热用于供暖、建农业温室等，广泛存在于各地，但用于发电的深层地热资源分部不均匀，主要分布于西藏、四川、云南、东北、环渤海等地。其中西藏地广人稀，地热能充分开采的价值小；云南气候炎热，水电资源丰富，地热发电价值低于水电发电，地热供暖无开采价值；四川多山地，地壳活动过于剧烈，不利于地热开发。这些问题制约着地热的开发利用。需要在政策、技术上做出改变，如降低地热发电成本、提高复杂地质的地热开采技术水平、增加地热开采补助以协助能源转型等。

2.2环境破坏问题

地热开采伴随着一系列环境问题，如地质沉陷、地下水污染、热污染。长期抽取地下水资源会导致地面应力不均匀，导致地面沉降、塌方。地下水经过生活循环携带着有毒有害物质、细菌等流入地下，污染地下水。这些问题不明显，但随着时间流逝问题堆积会影响饮水安全，影响居民住房建设及住房安全等。此外，地热开采过程伴随着地下有毒有害气体的排放，如含硫气体、甲烷、一氧化碳、汞蒸气等，如果处理不当会对人体造成伤害，引发安全事故等。

3地热能在区域供暖中的应用

3.1政策密集出台为地热发展提供制度保障

近两年来，国家层面的地热能发展政策及相关规划文件密集出台，政策对地热能开发利用的导向作用越发明显。国家《地热能开发利用“十三五”规划》出台，给出了近期地热供暖及地热发电目标、实施路径与重点工程部署方案。国家层面的《规划》出台之后，各地区积极跟进，陆续出台了各省市相关政策规划及实施方案，一系列政策的出台为地热能发展提供了有力保障。在能源结构改革、环境污染严重的大背景下，地热能凭借其储量丰富、清洁低碳、可以持续利用、不受环境影响等优点，拥有巨大的市场潜力。有着国家层面的重视与支持，地热能市场也会日趋完善，地热产业值得期待。

3.2水热型地热能开发利用

水热型地热能的开发利用主要用于供暖、温泉疗养、种植等方面，该方式主要以抽取深层地下热水的形式进行。由于通过该方式开发地热能简单方便、经济性好，近十年在国内发展迅速，特别是在地热供暖利用方面，从河北的雄县到陕西咸阳再到北京、天津、山东等地开发水热型地热能用于供暖已形成规模化发展。近年来，随着环保要求的进一步提高，一些地区也相继出台相关文件严格限制地下热水的抽采；水热型地热能供暖项目要求“以灌定采”确保100%实现地下水的同层回灌。这些措施丝毫未影响水热型地热能开发利用的发展。

3.3地热供暖逐步向地热发电发展

地热发电的关键是技术，目前我国地热发电主要以中高温发电为主，随着地热供暖技术的不断发展、成熟，中低温地热发电及增强型地热发电系统关键技术的突破，地热能开发利用将由地热供暖逐步向地热发电高端业务延伸。我国拥有丰富的中低温、中高温地热资源及干热岩资源，在地热发电领域，发展潜力巨大。在未来，我国地热发电产业将实施“三步走”发展战略，即：近期以中高温地热发电为主，以中低温地热发电为辅；逐步发展到中高温、中低温地热发电并重；远期以干热岩发电为主，在全国范围内推广地热能发电。

3.4开发清洁能源

大量使用煤炭、石油等常规能源还给环境造成很大的危害。煤烟的颗粒物严重影响大气质量，排放的CO2包围在地球周围形成“温室效应”，使全球气候变暖，对环境和生态造成严重后果。燃煤产生的SO2升空遇水汽成酸雨下落，使建筑物、桥梁、古迹等遭受严重腐蚀破坏。工厂排放的废气废水废渣严重污染大气、河流等等，破坏生态平衡。随着人们的环保意识越来越强烈，如何走长久的、可持续的发展道路，如何在在稳步向前发展的同时保护、改善我们赖以生存的环境成了亟待解决的问题。而解决这一问题的关键正在于清洁能源的开发与利用。地热能又为我们点亮了一盏明灯。仅用水、蒸汽作为热载体以从地下提取地热能，故而地热能的开发利用不会对环境造成非常大的影响，是一种无可厚非的绿色、清洁、环境友好型能源，将与风能、潮汐能、等清洁能源一起，逐渐成为传统化学能的替代品。对地热能的开发利用符合人们的生存需求与发展需求。

3.5地热资源热能提取技术

对地热能热量的提取技术主要包括以下几个方面：①浅层地热能热泵技术浅层地热能主要利用地源热泵技术的热交换方式，将赋存于浅层地层的低品位热源转化为可以利用的高品位热源。②中深层地热流体利用技术通过向中深层岩层钻井，将中深层地热流体采出，由地面系统完成热量提取。

结语

建筑区域能源系统是城市建筑的“血脉”和生命线，从城市层面上进行区域能源规划具有十分重要的意义。地热能方式（土壤源热泵系统和地热水系统）是可再生能源中最为稳定、高效和清洁的能源方式，与传统的燃气锅炉系统相集成，组成的“地热水梯级利用+地源热泵+锅炉”综合区域能源方式更加突出了整个系统的综合性、科学性、合理性、稳定性和环保性。通过对该系统的研究和探索，期望有更多具有地热资源的城镇区域采用和推广。

参考文献

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