我国主要城市浅层地热能利用潜力评价
长沙市浅层地温能资源及经济价值初步评价
基 岩 裂 隙 水 以 风化 裂 隙 水 为 主 ． 局部地段舍构造 裂隙水。 主 要 分 布 在 工 作 区 北 部 、 西 北 部 、 中部 岳 麓 山及 南部 局 部 地
段． 有碎屑岩类 裂隙水、 浅 变质 岩 裂 隙 水 、 岩 浆 岩 风 化 裂 隙 和
构造 裂隙水 ， 富水性总体为 贫泛， 局 部 可 达 中等 ， 单 井 水 量 仅 区 内主要 河 流 为 湘 江 及 其 支 流 浏 阳 河 、 捞 刀河、 靳 江 河及 １ ０ ～ １ ５ ０ ｍ３ ／ ｄ 。 沩 水。 湘江 干流 由南而 北纵 贯全 市 ， 把 长 沙 市分 为 东、 西两部 分 ；
（ Ｋ ２ ｄ ｎ ） 、 戴家坪组（ Ｋ ２ ｄ ） 及 下 统 神 皇 山组 （ Ｋ ｌ ｓ ） 。岩 性 主要 为 紫红 色泥 岩 夹砂 岩 、 砂砾 岩 ， 其 次夹有灰质砾 岩 、 灰 白 色 白云
２ ０ ２ ０年 ） 》 中的 长 沙城 市规 划 区 范 围 ． 具 体 涵 盖 长 沙 市 所 属 六 区、 四县 （ 市） 部 分 地段 及 三 大 特 区 ， 主要 包括 市区、 长 沙 县 星 沙镇、 暮云镇 、 朗 梨镇 、 黄花镇、 望城 县 高 螗岭 镇 、 坪塘镇 、 丁 字 镇、 雷锋 镇 、 星城 镇 、 舍 浦镇 、 黄金 乡， 总 面积 １ ４ ５ ０ ｋ ｍ 。 。 长 沙 市 属 亚热 带 季 风 湿 润 气候 ， 温暖潮 湿 ， 春 夏 多雨 ， 秋
３ ． １ ． １ 计 算 方 法
部 黑糜 峰 一 带 花 岗岩 地 区 。 丘 陵地 貌 分 布 于 北 部 、 西部 、 南部 及 东部 星 沙一 黄花机场一带 ， 平 原 地 貌 区分 布 于 中部 湘 江及 东
冬干旱 ， 署热期长 ． 严寒期短 ． 是 江南“ 四大火炉” 之 一 。根 据 省
上海市崇明区浅层地热能资源量潜力及经济环境效益评价
上海市崇明区浅层地热能资源量潜力及经济环境效益评价游京1,2,3，王小清1,2,3，才文韬1,2,3（1. 上海市地矿工程勘察院，上海 200072；2. 上海浅层地热能发展研究中心，上海 200072；3. 上海浅层地热能工程技术研究中心，上海 200072）摘 要：根据上海市崇明区浅层地热能的赋存条件及分布特征，对该区浅层地热能资源量潜力作了估算，并从经济效益与环境效益进行开发利用评价。
结果表明：上海市崇明区150m以浅岩土体浅层地热容量总计约为1.05×1014kJ/℃；取可利用温差为5℃时，浅层地热能静态储量合计约为5.24×1014kJ；在不考虑土地利用系数的情况下，上海市崇明区地埋管换热方式夏季制冷工况平均资源潜力为571848m2/km2，冬季供暖工况平均资源潜力为1019066m2/km2。
从经济效益角度评价，上海市崇明区各类建筑以地埋管换热方式进行冬季供暖平均每平米每年可节约2.19kg标准煤，夏季制冷平均每平米每年可节约2.20kg标准煤，换算成直接经济效益各建筑类型在单位面积每年可节约费用9.38~28.11元。
从环境效益角度评价，崇明区各类建筑单位建筑面积年平均减排二氧化碳10.82kg、二氧化硫0.09kg、粉尘0.04kg。
关键词：浅层地热能；资源量潜力；开发利用评价中图分类号：P314 文献标志码：A 文章编号：2095-1329(2020)04-0088-05崇明区位于上海北部、长江入海口，全区地势平坦，陆域面积1413km2，包括崇明岛、长兴岛和横沙岛，崇明岛是世界上最大的河口冲击岛，上海重要的生态屏障，对长三角、长江流域乃至全国的生态环境和生态安全具有重要的意义[1]。
在《崇明世界级生态岛发展“十三五”规划》中，崇明将被建成21世纪实现更高水平、更高质量绿色发展的重要示范基地，具备生态环境和谐优美、资源集约节约利用、经济社会协调可持续发展等综合性特点的世界级生态岛。
贵州主要城市浅层地热能利用潜力评价
贵州主要城市浅层地热能利用潜力评价宋小庆【摘要】Guizhou,a province located in the southwest of China,possesses a total area of 1,414 km2 and ten major cities includingGuiyang,Zunyi,Xingyi,Tongren,Liupanshui,Kaili,Duyun,Bijie,Anshun and Gui'an.Carbonate rocks and carbonate rocks intercalating clastic rocks widely extend cutover the province,which accounts for more than 90％ of the total urban planning area and an ecologically vulnerable environment in each city.As a clean,new and renewable green energy,shallow geothermal energy has many advances,such as wide distribution,large reserve and can be very helpful to solve many ecologically environmental problems of the cities in Guizhou.To evaluate the utilization potential of the shallow geothermal energy,in this paper,the geothermal environment conditions was comprehensively studied;data derived from field thermal response tests and heat physical property measurements of rock and soil bodies sampled in the major cities of Guizhou were analysed.The research results show that for the most rock samples in the major cities of Guizhou,the thermal conductivity coefficient rangs from 2.0 to 4.0W · (m · K)-1;the thermal diffusion coefficient varies from 0.5 to 3.0mm2 · s-1.The average value of the thermal conductivity of rock and soil is in the range of 2.5-3.5 W · (m · K)-1 and the thermal diffusion coefficient is 1.0-1.5 mm2 ·s-1.By applying volumetric calculation method,the total heat-capacity at the depth of 100 m below surface is 35.20 × 1013 kJ · ℃-1,while summer and winter heat tra nsfer powers are 520.2 × 104 kW and 342.3 × 104 kW,respectively.In terms of resource utilization potential,the shallow geothermal energy can provide for refrigeration in summer time over an area of 7.43× 108 m2 and for heating in the winter over an area of 6.51× 108 m2.%作为清洁、新型、可再生的绿色能源,浅层地热能对缓解城市节能、减排等问题有很大的帮助.为评价贵州省贵阳市、遵义市、兴义市、铜仁市、六盘水市、凯里市、都匀市、毕节市、安顺市及贵安新区10个地级市和国家级经济开发区的浅层地热能利用潜力,文章根据浅层地热能赋存环境调查、现场热响应试验及岩土体热物性测试结果等综合分析,计算出贵州主要城市地表以下100 m深度内的浅层地热能总热容量为35.20×1013 kJ·℃-1,夏季换热功率为520.2×104kW,冬季换热功率为342.3×104 kW;并在此基础上,评价了贵州主要城市浅层地热能的资源潜力,夏季可制冷面积为7.43×108 m2,冬季可供暖面积为6.51×108 m2.【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】8页(P9-16)【关键词】浅层地热能;利用潜力;评价;贵州【作者】宋小庆【作者单位】贵州地质工程勘察设计研究院,贵阳550008;贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队,贵阳550008【正文语种】中文【中图分类】P314;TK5210 引言浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能(温度宜低于25 ℃)[1]。
中国地热资源潜力评价
地球学报
Acta Geoscientica Sinica
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Jul. 2017 Vol.38 No.4: 449-459
中国地热资源潜力评价
王贵玲, 张 薇, 梁继运, 蔺文静, 刘志明, 王婉丽
中国地质科学院水文地质环境地质研究所, 河北石家庄 050061
摘 要: 中国地热资源分布广泛, 资源种类繁多, 分布具有明显的规律性和地带性。针对中国不同类型的地 热资源, 采用不同的评价方法分别对浅层地热能、水热型地热资源和干热岩资源进行了潜力评估, 并对地热 资源的开发利用现状及地热资源开发利用的经济环境效益进行了分析。我国地热资源量相对较为丰富, 出 露温泉 2 334 处, 地热开采井 5 818 眼。水热型地热资源量折合标准煤 12 500 亿吨, 每年可开采量折合标准 煤 18.65 亿吨; 336 个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤 7 亿吨; 干热岩远景资源量折 合标准煤 856 万亿吨。目前我国地热资源每年利用量折合标准煤 0.21 亿吨, 其中水热型地热资源开采率仅 为 0.2%, 浅层地热能开采率仅为 2.3%, 地热资源开发利用潜力巨大。在现有技术条件下科学开发利用地热 资源, 每年可节煤 10 亿吨, 其中 336 个地级以上城市浅层地热能资源高效利用每年可节煤 2.5 亿吨; 地下 热水资源高效利用每年可节煤 7.5 亿吨, 地热资源节能减排效果显著, 能有效缓解雾霾。 关键词: 浅层地热能; 水热型地热资源; 干热岩; 地热资源评价 中图分类号: P314; P964 文献标志码: A doi: 10.3975/cagsb.2017.04.02
江苏徐州城市规划区浅层地温能潜力评价及环境效益分析
江苏徐州城市规划区浅层地温能潜力评价及环境效益分析刘爱斌;翟如伟;景家俊;陶文杰【摘要】浅层地温能属于清洁、安全、可再生的地热资源,是国家重点支持开发利用的能源方向.徐州城市规划区总面积3157 km2,主城区面积641 km2.通过调查规划区水文地质-工程地质钻探、热物性试验、施工钻孔热响应试验等工作手段,大致查明了规划区浅层地温能赋存的地质背景、形成条件、分布规律及地温场特征,进行浅层地温能开发利用适宜性分区,进而进行浅层地温能资源潜力评价及环境效益分析.根据评价分析结果,若徐州市城市规划区的浅层地温能资源全部开发利用,节能减排效益十分可观.%Shallow geotherm is a kind of clean,safe and renewable energy.The urban planning area of Xuzhou City,Jiangsu Province,covers a total area of 3157 km2,including 641 km2 of downtown area.Based on the hydrogeological and engineering geologicaldrilling,thermal property test and thermal response test in the planning area,this paper recognizes the geological background,forming conditions,distribution and geothermal field characteristics,and divides the suitability zones for exploitation and utilization of shallow geothermal energy,then evaluates the resources potential and analyzes the environmental benefits.The results show that the energy saving and pollution reduction effect is considerable.【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2017(026)003【总页数】7页(P296-302)【关键词】浅层地温能;城市规划区;地温能容量;节能减排;经济效益;江苏徐州【作者】刘爱斌;翟如伟;景家俊;陶文杰【作者单位】江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004;江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004;江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004;江苏省地质矿产局第五地质大队,江苏徐州221004【正文语种】中文【中图分类】P314浅层地温能是指地表以下一定深度范围内，温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源，是地热资源的重要组成部分［1-2］，属清洁、安全、可再生能源，是国家重点支持开发利用的能源方向.全面开发利用浅层地温能将产生巨大的节能减排效益，对促进城市规划区可持续发展，减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态具有重要意义［3］.1.1 自然地理特征徐州位于江苏省北部，地处黄泛平原，同时又位于鲁南山区南缘.总体地形特征：西北和东南部为平原区，中东部和西南部为低山丘陵及山前、山间平原区.黄泛冲积平原分布于废黄河两侧，地势低平，地面标高26.40～37.00 m，地势总体微向东南倾斜.按地貌成因和形态特征，可划分为剥蚀堆积地貌、堆积平原和冲积垄状高地三大类型.徐州市地处北亚热带与暖温带之间过渡带，属湿润－半湿润季风气候区，日照充足，四季分明.徐州年气温14℃，一月平均气温－0.7℃，七月平均气温27℃，年均降水量800～930 mm，最大年降水量为1297 mm，最小年降水量为259.5 mm.本次评价徐州城市规划区总面积3157 km2，主城区面积641km2. 1.2 地层结构特征徐州城市规划区内第四系分布较广泛，规划区内沉积类型有冲积、冲湖积、冲洪积、湖沼积、坡洪积等.规划区第四纪地层划分方案见表1.受基岩起伏面和古地理环境的变化影响，其厚度变化较大：微山湖－卧牛山以西为40～140 m，潘塘－棠张一带40～65 m，其他地区10～40 m（图1）.1.3 浅层地温场分布特征1.3.1 地温场垂向分布地壳浅层地温场在垂向上的变化特征受地层岩性、结构、孔隙度、当地气候、地下水活动等多种因素的影响，自上而下依次为变温带、恒温带和增温带［4-7］.徐州城市规划区恒温带温度16.6～17.1℃，埋深20～30 m，恒温带温度比徐州年平均气温略高2.6～3.1℃，浅部地温梯度2.0～2.3℃/hm.变温带地温场受太阳辐射变化的影响，呈现出昼夜和季节性变化特征（图2、3）.变温带的温度与气温呈现高度一致性，可见地温的变化受气温影响，变幅小于气温.根据徐州地区煤矿勘探及其他勘探资料统计，徐州及丰沛地区的千米地温，最高为49.00℃，平均39.19℃，地温梯度平均最高2.81℃/hm，平均2.28℃/hm.不仅低于华北准地台，也低于江苏省的平均水平.但在单孔中存在局部地温梯度异常，如柳泉景山勘查区，900～1000 m地温梯度达到5.27℃/hm；潘塘盆地中施工的两个钻孔，在1600 m以下地温异常明显，地温梯度平均4.3～10.73℃/hm.1.3.2 地温场平面分布从地温等值线图（图4）以及测温数据可以得出以下结论：规划区20 m埋深深度的地温普遍低于19℃，温度范围基本在17.0～19.0℃.规划区温度规律大致是西高东低.1.3.3 岩土热物性及地温场岩土热响应规划区第四系松散沉积物比热容室内测试结果范围大致在1.50～1.64 kJ/（kg·K），导热系数室内测试结果范围大致在1.71～1.87 W/（m·K）；基岩比热容室内测试结果范围大致在0.89～1.61 kJ/（kg·K），导热系数室内测试结果范围大致在1.34～2.81 W/（m·K）.根据热响应实验结果，岩土体导热系数主要受岩性影响，不同岩性的岩土样其热物性有明显差异.单孔换热量夏季为62～78 W/m，冬季46～50 W/m.潘塘盆地换热量较低，仅相当于其余区域的70%左右.1.4 地埋管地源热泵系统适宜性分区目前对浅层地温能资源开发主要的利用方式为地下水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统.徐州目前城市覆盖率较高区均处于第四系厚度小于100 m区域，地层岩性以灰岩为主，地下水资源丰富，但属于徐州市城市供水水源.该区域属地下水源保护区，不具备地下水源热泵开发利用条件，仅适宜采用地埋管式地源热泵开发利用浅层地温能.因此将徐州城市规划区地埋管地源热泵的适宜性分区均划分为3级：适宜区、较适宜区及不适宜区.根据适宜性分区图（图5），徐州城市规划区地埋管换热适宜区域面积为359.4 km2，主要分布在规划区的西北部；较适宜区面积为2438.7 km2，整个规划区大部分区域都有分布；不适宜区面积为359.3 km2，零星分布在规划区各个区域，不适宜区主要位于第四系厚度在30～50 m且含水层总厚度小于10 m的区域，不利于浅层地温的富集与储存.2.1 评价方法本次评价将在适宜性分区的基础上，结合浅层地温能的可利用量，考虑地源热泵的能效比（COP和EER），采用单位面积可利用量的供暖和制冷面积表示［8-10］. 由于浅层地温能需要通过地源热泵系统才能用于建筑的制冷和供暖，故从地下提取的热量或冷量并不等同于建筑得到的热量或冷量［11］.根据《地源热泵系统工程技术规范（GB50366－2005）》［12］，在不考虑输送过程的热量得失和水泵自身释放热量的前提下，夏季的排热量和冬季的取热量分别按下式估算：式中，EER为地源热泵机组的制冷性能系数；COP为地源热泵机组的供热性能系数.根据相应区域的可开采资源量，估算区域内的地埋管地源热泵可应用建筑面积，并得出单位面积的可应用建筑面积.2.2 参数选取1）建筑供暖与制冷的负荷当地普通住宅冬季热负荷、夏季冷负荷指标分别为50 W/m2，80 W/m2.2）地源热泵机组的制冷性能系数和供热性能系数根据江苏省工程建设标准《地源热泵系统工程技术规程（DGJ32TJ89－2009）》［13］的相关规定，确定地源热泵系统的EER一般为3.45～5.20，而COP一般为3.25～4.80.结合江苏地区浅层地温能开发利用的实际情况，确定徐州城市规划区地源热泵系统的EER和COP统一按照4.0考虑.3）夏季排热量和冬季取热量根据建筑供暖与制冷的负荷、地源热泵机组的EER和COP，得出徐州城市规划区的浅层地温能开发利用建筑在一般情况下，冬季从地下取热为37.5 W/m2，夏季向地下排热为100 W/m2.2.3 地埋管地源热泵系统潜力评价根据评价方法与参数选取情况，按可采资源换热功率评价结果估算得到在考虑土地利用系数情况下的规划区地埋管地源热泵系统的潜力.按可采资源换热功率评价结果，规划区地埋管地源热泵的夏季总制冷面积为4.42×108m2，冬季总供暖面积为8.14×108m2.按照单位制冷面积评价估算，规划区地埋管地源热泵的潜力位于9.06×104～44.8×104m2/km2.其中潜力高的区域主要分布在泉山区大部分区域、鼓楼区大部分区域、云龙区大部分区域，总面积约为254.5 km2，占规划区总面积的9.10%，单位可制冷面积为22.1×104～44.8× 104m2/km2；潜力中等的区域主要分布贾汪区和铜山区，总面积约为2459.27 km2，占规划区总面积的87.89%，单位可制冷面积为13.2×104～14.6×104m2/km2；潜力低的区域主要分布在睢宁县双沟镇以及铜山区棠张镇，总面积约为84.33 km2，占规划区总面积的3.01%，单位可制冷面积为9.06×104～1.05×104m2/km2.综上可知，规划区冬夏季制暖制冷面积较大，但按照单位制冷面积评价估算可知，区域内大部分区域位于潜力中等区域，潜力高的区域较小，潜力低的区域更小，故区域地埋管热泵系统潜力较高.3.1 估算分析方法规划区位于徐州市城市供水水源，属地下水源保护区，不具备地下水源热泵开发利用条件，仅适宜采用地埋管式地源热泵开发利用浅层地温能，故全区采用地埋管地源热泵系统开采浅层地温能.综合夏天制冷和冬天供暖的实际情况，浅层地温能开发利用的总能量为：式中，g—夏季交换量（kJ）；h—冬季交换量（kJ）.其中：a—夏季热泵系统换热功率（kW）；b—冬季热泵系统换热功率（kW）；c—热泵夏季制冷天数（d）；d—夏季热泵运行小时数（h）；e—热泵冬季制冷天数（d）；f—冬季热泵运行小时数（h）；COPX—夏季热泵运行能效比系数；COPD—冬季热泵运行能效比系数.根据《综合能耗估算通则（GB/T2589－2008）》［14］中原煤的折算系数，并考虑燃煤与换热效率等因素，选取转换系数0.6［15］估算出浅层地温能资源开发利用量折算成的原煤量.式中，G—折合成原煤量（t/a）；GB—开发利用浅层地温能折合标准煤（t/a）. 以此为基数参照《地热资源地质勘查规范（GB/T11615－2010）》［16］，估算浅层地温能开发利用排量带来的经济环境效益.浅层地温能的开发利用不仅节约了常规能源（煤炭、燃油等），还在很大程度上改善了环境质量，减少了常规能源使用带来的环境污染，如燃煤锅炉排放的烟雾、粉尘、二氧化硫等污染物，这些污染直接影响了大气环境，对生态也产生了直接的影响，损害了人类的生命健康.但浅层地温能的开采同样要使用电能，因此，在本次评价中对环境效益的评价为扣除因开采浅层地温能造成的能源消耗.根据浅层地温能开发利用效率和实际燃煤的利用效率，应用浅层地温能的实际节煤量如表2所示，计算方法如下：式中，M—开发利用浅层地温能实际节省的原煤量（t/a）；MB—开发利用浅层地温能实际节省的标准煤（t/a）.煤渣可以被二次利用，如铺路、炼水泥等，故这里不作为有害物估算.根据实际节煤情况，利用浅层地温能可减少向大气中排放煤灰、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳及减少环境治理费的估算公式如下所示：式中，GSO2—减少SO2的排放量（kg）；GNOx—减少NOx的排放量（kg）；GCO2—减少CO2的排放量（kg）；G粉尘—减少粉尘的排放量（kg）；G煤渣—减少灰渣的排放量（kg）；F—节省的环境治理费用（元）.3.2 考虑土地利用系数的节能减排效益分析在考虑土地利用系数的情况下，规划区地源热泵冬季最大总换热功率为3.05×107kW，夏季最大总换热功率为4.42×107kW.结合徐州市的气象数据，综合考虑热平衡问题，采取估算参数如表3.由此估算得出规划区浅层地温能全部开发利用，相当于每年节约标煤量约602×104t.此外，每年将减少CO2排放约1436.8×104t，减少SO2排放约10.2×104t，减少NOx（氮氧化合物）排放约3.6×104t，减少悬浮质粉尘约4.8×104t，减少灰渣排放0.6×104t，节省环境治理费约16.7亿元，节能减排效益十分可观.1）徐州城市规划区地处气候寒冷地区，冬天和夏天都较长，建筑供暖与制冷的需求很大.规划区第四系分布较广泛，但受基岩起伏面和古地理环境的变化影响，厚度变化较大，100 m深度范围内岩土体的平均导热系数一般为1.46～2.44W/m·K；规划区20 m埋深深度的地温普遍低于19℃，温度范围基本在17.0～19.0℃.规划区温度规律大致是西高东低.徐州城市规划区适宜进行地源热泵系统开发利用的总面积约为2798.1 km2，占全区面积的88.63%.2）规划区100 m深度范围内单位温差的浅层地温能容量为8.11×1014kJ/℃，合标准煤27 672×104t.在考虑土地利用系数的情况下，规划区100 m深度地埋管地源热泵系统的夏季总换热功率为4.42×107kW，可制冷面积为4.42×108m2；冬季总换热功率为3.05× 107kW，可供暖面积为8.14×108m2.3）若徐州市城市规划区的浅层地温能资源全部开发利用，相当于节约标煤量约10 665×104t.每年将减少CO2排放约25 447.0×104t，减少SO2排放约181.3×104t，减少NOx（氮氧化合物）排放约64.0×104t，减少悬浮质粉尘约85.3×104t，减少灰渣排放10.7× 104t，节省环境治理费约296.6亿元，节能减排效益十分可观.【相关文献】［1］DZ/T 0225－2009.浅层地热能勘察评价规范［S］.北京：中国标准出版社，2009.［2］韩再生，冉伟彦.城市地区浅层地温能评价方法探讨［J］.城市地质，2007，2（4）：10－16.［3］胡平放，朱娜，袁东立，等.地源热泵地埋管换热系统热堆积分析［J］.土木工程与管理学报，2008，25（1）：24－27.［4］徐辉.夏热冬冷地区地源热泵系统运行特性分析［D］.扬州：扬州大学，2014.［5］李彦花.夏热冬冷地区地源热泵地域适宜性评价体系的研究［D］.郑州：中原工学院，2014. ［6］马勇.地源热泵系统运行能效测评与能效影响因素的研究［D］.武汉：武汉科技大学，2013. ［7］余传辉.地下土壤导热系数估算方法及结果分析［D］.长春：吉林大学，2006.［8］杨志昆.地埋管地源热泵换热器的热响应测试与数值模拟［D］.南京：南京航空航天大学，2011.［9］於仲义.土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究［D］.武汉：华中科技大学，2008. ［10］朱祖文.地源热泵典型垂直地埋管换热器数值模拟研究［D］.杭州：浙江大学，2013. ［11］郝小充，余跃进，毛炳文，等.岩土热响应试验在土壤源热泵系统设计中的应用［J］.制冷学报，2011，32（6）：44－48.［12］GB50366－2005.地源热泵系统工程技术规范［S］.2005.［13］DGJ32/TJ89－2009.江苏省地源热泵系统技术规程［S］.2009.［14］GB/T2589－2008.综合能耗计算通则［S］.2008.［15］郑克棪.关于地热利用与节煤减排的计算方法［J］.地热能，2008 （2）：24－24. ［16］GB/T11615－2010.地热资源地质勘查规范［S］.2010.。
2023年浅层地热能行业市场环境分析
2023年浅层地热能行业市场环境分析浅层地热能是一种利用由地下土壤、地下水和地表水中储存的热能进行空间供暖、制冷、热水供应以及电力生产的技术。
随着人们对环保、节能的关注度不断提高，浅层地热能作为一种新型清洁能源逐渐被人们所认可。
本文将从市场规模、技术特点、政策支持等方面对浅层地热能行业的市场环境进行分析。
一、市场概况（1）市场规模截至2020年，我国地热能行业普及率较低，被广东、江苏等省份的认可，普及率在2%左右。
目前，整个浅层地热能市场潜力巨大，需求蓬勃，市场规模正逐步扩大。
据中国地热能协会预测，未来10年内，中国浅层地热能市场的规模有望超过1万亿元，年均增长率达到20%以上，市场前景看好。
（2）技术特点浅层地热能具有成本低、环保、节能等特点。
其低成本、稳定性、可靠性，以及对环境的亲和力，使其成为吸引人们关注的清洁能源。
与传统的化石燃料相比，浅层地热能的使用成本大幅降低。
二、政策支持（1）国家政策支持2018年，国家能源局发布了《关于进一步推进地源热泵空调热水器应用的意见》，提出加强地源热泵和太阳能热水器等新能源技术的推广应用，鼓励地源热泵技术与其他清洁能源技术的深度融合。
此外，国家还出台了多项政策鼓励浅层地热能的应用，例如在企业所得税方面，对使用太阳能、地热能和风能等新能源技术生产的产品，可以享受税收优惠政策。
（2）地方政策支持有些地方政府也通过各种措施支持浅层地热能产业的发展。
例如，广东省就提出：“未来五年内在广州等地建设160万平方米以上地源热泵项目，使地源热泵技术在全省推广普及。
”三、发展前景尽管浅层地热能行业仍处于起步阶段，但由于其具有低成本、稳定性、可靠性以及环保等优点，近年来不断受到市场的关注。
随着国家政策的不断引导和地方政府的大力支持，浅层地热能产业的发展前景越来越值得期待。
同时，行业内技术提升及研发投入增加，将进一步推动浅层地热能的发展和应用，为我国的清洁能源产业发展注入新的动力。
浅层地温能资源的调查评价与开发利用
浅层地温能资源的调查评价与开发利用摘要介绍浅层地温能的概念与利用原理和调查评价的主要内容，分析了广东省浅层地温能开发利用潜力，并提出调查、区别和开发示范工作建议。
关键词浅层地温能地源热泵调查区划开发开发利用浅层地温能资源，既符合国家节能减排的政策，也经济实惠。
中北部的一些省市（如天津、北京、沈阳、成都等）正在开展浅层地温能资源开发利用。
据最新调查，应用浅层地热能进行供暖和制冷的地源热泵项目在我国已经超过2 500个，建筑面积已超过1亿m2。
而我们广东省无论是浅层地温能的调查评价还是地源热泵的开发利用均远远落后于全国其他省市。
究其原因，除了政策的支持力度和引导不够外，人们对浅层地温能的认识存在偏差与不足也是制约浅层地温能资源开发利用的重要原因。
本文试图就浅层地温能的概念与利用原理、调查评价、开发利用，以及浅层地温能资源在广东省开发利用前景进行阐述和探讨，希望能抛砖引玉，为促进我省浅层地温能资源的开发利用有所帮助。
1 浅层地温能的概念与利用原理1.1 概念浅层地温能是指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200 m）范围内岩土体、地下水和地表水中，具有开发利用价值的低于25℃的热能。
也可以理解为：赋存于地表以下200 m岩土体和地下水中，因该范围内温度与地表气温存在常年温差而形成的能量，可以理解为一种势能或位能。
正是由于这一温度差的存在，我们才能把它变成供暧、制冷的热冷源。
浅层地温能与传统地热能的区别在于温度、空间分布和利用方式等方面的不同。
由于浅层地温能的温度大大低于传统地热的温度，所以不能直接利用，它需要热泵来提温（供暧）或降温（制冷），而传统地热能可以直接利用于供热或发电等，传统地热能只本文2011年3月收到，4月改回。
分布于地热田中，而浅层地温能分布于广大地区。
1.2 利用原理浅层地温能被利用的实质是冬、夏两季地层中比较恒定的温度与外界空气的温度存在较大的反向温差。
地源热泵是利用地球表面的浅层地温能资源作为冷热源进行能量转换，从而为建筑物进行供暧和制冷的机械设备。
北京市浅层地温能资源评价及开发利用前景分析
评价分区结果
根据浅层地温能适宜性区划结果，北京平原区地下水 式地源热泵适宜区和较适宜区主要位于永定河冲洪积扇、 潮白河冲洪积扇和拒马河冲洪积扇的中上部，第四系颗粒 较粗，岩性以砂砾石或砂卵砾石为主，含水层赋水性好， 单井出水能力较大，地层回灌能里也好，适宜和较适宜区 面积为1345km2。地埋管适宜区和较适宜区则位于各冲 洪积扇中下部，地层颗粒细，含水层回灌能力差，而地层 可钻性强，适宜和较适宜区面积3496 km2。
北京市冲洪积平原蕴藏了巨大的浅层地温能资源，在各冲洪积扇的 中上部，含水层富水性极好，回灌条件较好，适宜建设地下水式地源 热泵系统；在各冲洪积扇的中下部，地层岩性以细颗粒为主，钻进条 件好，适宜建设地埋管式地源热泵系统。
作为我国首都的北京，人口密度大，经济发达，对供暖制冷的巨大 需求尤为突出，根据北京市总体规划目标，到2020年北京市供暖总面 积达到10亿 m2。
评价分区结果
因此，对于 北京平原区，在冲 洪积扇中上部适合 用地下水式地源热 泵系统开发利用浅 层地温能资源，在 冲洪积扇下部及冲、 洪积平原区适合用 地埋管方式开发利 用浅层地温能。
浅层地温能开发利用现状
据不完全统计，截止 到2007年9月底，北京市地 源热泵项目数量已达到479 个，服务面积已达近1000万。 其中，地下水式地源热泵项 目数量为415个，服务面积 800多万 m2，占81%，地埋 管式地源热泵项目64个，服 务面积200多万 m2，占19%。
为促进浅层地温能的合理开发、科学利用，市发改委、水务局和国土 资源局还组织编制了《北京市平原区浅层温资源评价及利用规划》。
结论
北京市受气候条件影响具有巨大的制 冷和供暖需求，具备利用地源技术的优越 水文地质条件和资源储量，地源热泵在北 京得到了快速发展，截至2007年9月底， 项目数量已达到479个，服务面积已超过 1000万m2。目前在相对成熟的理论研究 成果的指导下和政府部门的政策支持下， 北京市开发利用浅层地温能有了更广阔的 前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
我国主要城市浅层地热能利用潜力评价
发表时间：2018-10-17T11:28:19.390Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：田蓉李福杰李达宁
[导读] 在我国地源热泵系统应用适宜性评价基础上，根据可有效利用的浅层地温能----可调控的能量（空调热负荷指标、空调冷负荷指标）田蓉李福杰李达宁
江苏省有色金属华东地质勘查局江苏南京 210007
摘要：在我国地源热泵系统应用适宜性评价基础上，根据可有效利用的浅层地温能----可调控的能量（空调热负荷指标、空调冷负荷指标），计算全国各省有效利用浅层地温能，对我国主要城市浅层地热资源利用潜力进行评价。
由评价结果可知，全国各省实际可有效利用的浅层地温总量为7.11581E+11kWh，总装备空调面积为36813.72～28330.50 km2，可供4.7～6.3亿人供暖和制冷。
关键词：主要城市；浅层地热能；利用潜力；评价
引言
浅层地热能的开发利用主要应用地源热泵技术，随着热泵技术的进一步推广，我国很多地区投入了一定的人力物力进行地源热泵系统的建设，国家也大力提倡这项技术的应用，但是由于缺乏适宜性分区和区域规划，在一些不适宜地区出现了盲目建立地源热泵系统的现象，引发了很多问题，尤其是环境问题，很大程度上制约了地源热泵系统的推广和因地制宜的应用，已经引起了有关部门的重视。
在此背景下，根据地源热泵系统适宜性评价指标和方法，对我国主要城市浅层地热资源的利用潜力进行评价，为地源热泵系统的建设提供依据。
1 计算原理
利用浅层地温能来安装空调，解决冬天供暖、夏天制冷问题。
根据气候特征，利用浅层地温能特征主要有以下三种情况：（Ⅰ）只需冬天取暖，夏天无需制冷；（Ⅱ）只需夏天制冷，冬天无需取暖；（Ⅲ）夏天制冷，冬天制冷。
以冷热均衡为原则，Ⅰ类地区取暖所需要总热能来自于可有效利用的浅层地温能，取暖的同时将冷能带入地下，造成地下温度下降，这可以在非采暖期（时间达半年以上）从环境得以恢复。
Ⅱ类地区制冷是所需要的总冷能来自于可利用的浅层地温能，制冷的同时也将热量带入地下，造成地下温度上升，这可以在非制冷期（时间达半年以上）从环境得以恢复。
Ⅲ类地区采暖时带入的冷能，在制冷时期利用制冷，到达冷热均衡。
根据全国气候特征，我国利用浅层地温能主要以（Ⅲ）方式为主。
但以海南为代表的南方地区主要以制冷为主，其在夏天制冷期间带入的热能在取暖期利用，由于取暖时间段，总热能相对较大，则其取暖面积相对较大；同样，以黑龙江为代表的北方地区，其制冷面积相对较大。
为了整个浅层冷热能达到均衡，则采暖期或制冷期所获得的热能或冷能的最大值均为可有效利用的浅层地温能----可调控的能量。
2 空调热负荷指标
空调热负荷指标：空调系统在采暖室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内需由供热设施供给的热量。
空调热负荷指标由围护结构的耗热量、加热由门窗隙渗入室内的冷空气的耗热量、加热由门及孔沿与相邻房间浸入的冷空气的耗热量、建筑内部设备得热、通过其他途径散失或获得的热量等组成，主要由围护结构的耗热量、加热由门窗隙渗入室内的冷空气的耗热量组成。
又根据《民用建筑暖通空调设计技术措施》（第二版），只设供暖系统的民用建筑物，其供暖好热量可用窗墙比公式法进行计算。
根据目前手册和一些实例中提供的热负荷与温差，则可计算出住宅建筑和非住宅建筑的空调热负荷系数Mh。
假定在全国范围内，住宅建筑与非住宅建筑的结构一样，则住宅建筑与非住宅建筑的热负荷系数均为定值。
则只需知道供暖期每个城市的平均室温就可以计算出热负荷系数。
根据《民用建筑暖通空调设计技术措施》（第二版），提供了部分建筑的热负荷（以北京为例）；又根据《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87(2001年局部修订)，冬季空气调节室内温度计算参数为18～22℃，夏季空气调节室内温度计算参数24～28℃。
3 空调冷负荷指标
空调冷负荷指标：空调系统在制冷室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在单位时间内需由制冷设施带走的热量。
其涉及的方面多，主要由人体冷负荷、灯管冷负荷、设备冷负荷、新风冷负荷、渗透冷负荷、外墙和屋面冷负荷、外窗和天窗冷负荷、内围结构冷负荷。
根据《民用建筑暖通空调设计技术措施》（第二版），提供了部分建筑的冷负荷（以北京为例）；全年用空气调节系统冬季热负荷可按下述方法估算：北京地区为夏季冷负荷的1.1～1.2倍，广州地区为夏季冷负荷的1/3～1/4.
4 全国各省有效利用浅层地温能
浅层地温能储存介质按中细砂和砂粘土1：1计算，水的比热容大约是1 kcal／kg·℃，中细砂的比热容为0.24kcal／kg·℃，砂粘土的比热容为0.33 kcal／kg·℃，砂粘土密度为1.78*103kg/m3，中细砂与水的密度分别按1.75*103kg/m3、1*103kg/m3计算。
中细砂孔隙度按30%，砂粘土按45%计算。
浅层地温能资源一般利用温差在5℃～15℃，而在我国不同地区可利用温差也不同，此次概算采用平均值9℃。
考虑到城市建筑面积系数50%，30%的可采系数，25%的可利用效率，考虑到浅层地温利用深度的不均一性，现将其可利用深度按50m处理，采用热储法计算，则全国各省实际可有效利用的浅层地温总量计算结果为7.11581E+11。
5 全国利用浅层地温能可装备的空调面积
建筑类型不同，建筑冷热负荷指标也不同，本次计算采用下式计算各省冷热负荷指标：
（10）
式中K1为住宅面积比例，本次取80%，K2为非住宅面积，本次取20%。
qh1、qh2 、qc1 、qc2分别为住宅建筑、非住宅建筑的热负荷与冷负荷指标。
利用公式计算全国各省有效的可利用来装备空调的建筑面积，总装备空调面积为36813.72～28330.50 km2，按人均30m2的供暖面积、30m2的制冷面积，可供4.7～6.3亿人供暖和制冷。
6结论
通过对中国主要城市浅层地热资源利用潜力评价，我国各省地级城市建设面积为53080 km2，考虑到城市建筑面积系数50%，30%的可采系数，25%的可利用效率，考虑到浅层地温利用深度的不均一性，现将其可利用深度按50m处理计算，则全国各省实际可有效利用的浅层地温总量为7.11581E+11kWh，总装备空调面积为36813.72～28330.50km2，按人均30m2的供暖面积、30m2的制冷面积，可供4.7～6.3亿人供暖和制冷。
参考文献:
[1]刁乃仁,方肇洪.地源热泵优化设计地热换热器[J].建设科技, 2004,4(7):32-33.
[2]李道强.地源热泵空调系统的技术经济评价及地热换热器优化研究[M].西安:西安建筑科技大学,2004.
[3]李凡. 关于热泵技术应用的几个问题[J].节能,2006,4:19-21.
[4]于卫平.水源热泵相关的水源问题[J].机电信息,2005,21:23-26.。