河北衡水市浅层地热能开发利用现状与应用前景

  开发利用现状

 

  目前衡水市区有浅层地热能工程6处，服务面积47 000 m2，以商场、酒店、机关办公楼等供暖制冷两用的公共建筑为主。全部为地下水式换热系统，地下水利用深度大部分为250 m左右，井间距在30～50 m。

 

  根据地下水换热系统适宜性评价，市区范围内单位涌水量小于300 m3/d·m，最大单位回灌量与单位涌水量百分比仅为5.6%，为地下水式换热系统不适宜区。在目前使用的工程中即存在着地下水不能完全回灌的现象，不能回灌的水量只能排入污水道。

 

  有的工程已被停止使用，造成资源的浪费。与地埋管换热系统工程初期投资相比，地下水式换热系统工程虽然从施工还是造价都显得比较容易接受，但由于未考虑是否能长期完全回灌，也没有进行先期浅层地热能水文地质调查工作，尤其是抽水回灌试验工作，因此说，衡水市目前浅层地热能的开发利用处于一种盲目发展的阶段。

 

  应用前景

 

  衡水市地处平原区，矿产资源缺乏，但浅层地热能资源分布广泛，储量丰富。利用好这一宝贵资源，对衡水市节能减排，实现跨越性发展将起到重大的推进作用。

 

  地理气候条件适宜

 

  浅层地热能的利用最佳方式是冬季提取地下热能用于供暖，夏季向地下储存热量用于制冷，这样可保持地下热能平衡，对地质环境的影响最小。衡水市区属暖温带大陆性半干旱季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，从气候条件上有冬季供暖、夏季制冷的需求，地温分布特征也适宜浅层地热能的开发利用，充分发挥其冬季取热、夏季储热，双向利用的优势。在其他只能单向利用的地区，长期利用浅层地热能，则可能破坏地温场的平衡，从而大大降低其利用效率。

  另外，衡水市区水文地质研究程度较高，在不同时期开展过不同精度的针对不同目的的水工环地质工作，这些地质工作为浅层地热能的研究和开发利用奠定了基础。

 

  开发利用潜力巨大

 

  衡水市区浅层地热能资源量巨大，根据评价和计算结果表明，衡水市区浅层地热能单位温度容量为0.526×10的14次方KJ，相当于标准煤179.5万 t。地埋管式换热系统换热功率：夏季为359.31万 Kw，冬季为260.90万 Kw,可供暖制冷面积约3 600万 m2，约为衡水市2005年竣工房屋建筑面积的10倍以上。而目前衡水市区浅层地热能服务面积仅4.7万 m2 ，不足可利用面积的0.2%，因此，衡水市区浅层地热能开发利用潜力巨大。

 

  节能环保效益明显

 

  浅层地热能的开发利用具有明显的节能减排的效益，传统燃煤供暖时通过燃烧矿物燃料产生1 500℃～1 800℃的高温、高品位热能，而建筑供热最终需要的是20℃～25℃的低品位热能，而且通过若干个传热环节为建筑供热，造成大量的可用能的损失。而浅层地热能是通过电能驱动热泵从浅层地层中吸收低品位的能量，大大降低了供热燃料的消耗，从而起到节约能源的效果。

 

  衡水市区按可利用面积3 600万 m2计算，与传统燃煤供暖相比，每年可节约用煤86万t，减少二氧化碳排放量22.3万 t，二氧化硫0.17万 t，氮氧化物0.06万 t，粉尘0.09万 t。由此可见，浅层地热能的开发利用的环境效益十分明显。

 

  成功经验丰富效果显著

 

  根据北京市30多个典型工程进行统计分析，地源热泵工程期初投资相对较高，但运行成本大大降低，与传统锅炉供暖和空调制冷项目相比较，使用浅层地热能冬季采暖能耗可节能30%以上，夏季可节能10%以上。衡水市区通过适宜性评价，适宜地埋管换热系统的利用，但尚未有一家地埋管换热系统工程，北京市现有投入商业运行的地埋管热泵工程有64个，服务面积超过200万 m2 。因此，衡水市可以根据本地浅层地热能的利用条件，借鉴北京等发达城市的成功经验，探索适合自己的开发利用模式，充分发挥浅层地热能资源的优势。

 

  随着衡水市城市规模的不断扩大，对能源的需求也日益增加。浅层地热能作为一种可循环利用并且节能环保的能源越来越受到人们的重视。衡水市浅层地热能资源丰富，适宜地埋管换热系统的应用，其开发利用潜力巨大，同时衡水市地理条件适宜，有巨大的供暖和制冷需求，适宜浅层地热能的开发利用，充分发挥其双向利用优势。在政府部门的政策支持下，借鉴发达地区成功经验，衡水市浅层地热能开发利用前景十分广阔。