浅层地温能发展的特有优势

浅层地温能是一种新型的战略资源，可循环再生，清洁环保，利用前景广阔。

(一)是一种新型战略资源

浅层地温能资源既是清洁能源，又是可再生能源，所以开发利用浅层地温能资源是保障国家能源安全和缓解环境压力的必然选择，是确保我国能源结构调整的需要，是实现节能、减排战略目标的重要手段。

(二)分布广泛，储量巨大

浅层地温能资源广泛分布于除了赤道附近和高纬度地区之外的广大区域，尤其在中纬度、四季气温变化明显的地区有较高的利用价值。据专家测算，我国每百平方千米(相当于一个中等城市的面积)近百米深度内的土壤每年可采集的低温能量是1560×104kW，而百米内深度的地下水每年可采集的低温能量也有21×104kW。

(三)可长期再生、循环使用

浅层地温能经过一个冬季的连续开采利用后，在换热区域内造成了局部地温场异常，存在一定的热亏损。由于异常区与周围正常地温存在一定的地温梯度，因而产生恢复性热流，这种热流可在其他三个非使用季节使换热区的热亏损得到自然补充，逐步恢复到平衡状态。有制冷需求的工程则可在夏季制冷时的反向利用(放热)中给予人工补给，使开发利用工程年内总的热开采量和补充量基本达到平衡。所以，浅层地温能在季节性利用后可通过自然和人工补给或冬、夏两个季节的反向温差基本保持地温场的动态平衡，从而可长期再生，循环利用。

(四)可就近开发利用，节约大量传输和存放成本

由于资源无处不在，利用工程可以就地取(排)热，与地源热泵系统紧密结合，为建筑物供暖和制冷。与传统能源相比可节省大量运输、传输和存放成本。如果大量采用则可提高资源的本地化水平，在一定程度上改善能源结构。

(五)既节能，又减排

浅层地温能资源的开发利用只通过消耗少量的电能，就能够从浅层岩土体、地下水中提取大量的热量或冷量，而地下水的水质、水量不发生任何变化，不向大气排放二氧化碳等气体及灰尘，对外界环境影响极小。与传统的锅炉供暖相比，地源热泵系统对一次能源利用率可以达到90%而中型锅炉房则仅为65%左右，相对节能约25%。可以说，浅层地温能资源的开发利用，既实现了节能，又起到了减排的作用，一举两得。浅层地温能资源的开发利用，为解决建筑节能减排问题提供了一条重要途径。

可再生能源的优点

可再生能源的优点，大家都知道所谓可再生能源就是指可以二次利用的能源中国新能源产业规模上升到新的台阶中国新能源产业结构也不断优化升级。接下来我给大家分享可再生能源的优点。

1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本方向。

2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前，我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石 能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保， 开发利用过程不增加温室气体排放。

3、开发利用可再生能源是建设****新农村的重要措施。农村是目前我国经济和社会发展*薄弱的地区，能源基础设施落后，全国还有约 1150 万人没有电力供应，许多农村生活能源仍主要依靠秸秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。

4、开发利用可再生能源是**新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛，各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源，对促进地区经济发展具有重要意义。

1、可再生能源的.资源量大于常规能源， 常规能源一般指化石能源煤炭、石油、 天然气等)其储量是有限的。可再生能源 如太阳能，它的资源对有限的人类发展阶 段可以说是无限的，地球上一年中接收到 的太阳能高达8*10↑18kWh，可见其量的 巨大。风能、生物质能、海洋能等其他可 再生能源都是太阳能的副产物，所以说“ 万物生长靠太阳”是非常好的比如。

2、清洁，非常低的污染，不能说无污染 的原因在于，大规模利用可再生能源以后 ，对环境的影响有些还未表现出来，如盐 城地区，大规模风电场的出现，对于候鸟 就可能产生影响。但是，总的来说目前没 有发现明显的污染加大的现实。

3、可循环使用，这是确定的，这是由于 可再生能源本身的定义所确定的

4、目前的开发成本仍然较高，这主要是 因为，可再生能源的能量密度大多数比较 低，例如，太阳能每平方米的理论功率只 有1kW左右，生物质能的单位重量的发热 量只有煤的一半不到秸秆的发热值约为 3000大卡/公斤)等，对于低的能量密度 ，要形成规模化效应，只有规模化应用， 即遍地开花的应用才能达到。由于可再生 能源的能量密度低，它们的开发成本低

可再生资源的优点

一、太阳能优点：

1、普遍：到处都有，可直接开发和利用，且无须开采和运输；

2、无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一；

3、巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤；

4、长久：太阳的能量是用之不竭的。

二、风能优点：

风能为洁净的能量来源。风力发电机风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源，很环保。

三、生物质能优点：

1、提供低硫燃料；

2、提供连接能源；

3、讲有机物转化成燃料可减少环境公害；

4、与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。

一、地热能（资源）与浅层地热能

人们对地热能的认识是逐步形成和完善的，原来人们把自然出露的温泉称之为地热，后来随着钻探技术水平的提高，将地热异常区及深部主要热储层（带）中储存的、可以开发利用的地热流体作为地热资源。

近年来，随着热泵技术在供暖、空调方面的推广应用，使广泛分布的浅层地热能有了利用的可能，并且比开发深部地热资源更具有广泛性。2006年，中国矿业联合会地热资源委员会宾德智教授提出：地热能（资源）主要包括变温层中的地温能、浅层地热能和地热异常区及深部地热资源。

（1）变温层中的地温能

该层地热能位于地面表层，深度一般小于30m，地热来自地球深部的热传导和太阳光的辐射，温度受年气温变化的影响，低于当地平均气温，可通过水热交换方式利用其部分地热（温）资源于供暖或空调——适宜地源热泵技术。

（2）浅层地热能

该层地热能位于恒温层以下至200m深度范围内，温度低于25℃，是在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。地热主要来源于地球深部的热传导，储存于地下岩石裂隙和土层孔隙的水体中，可通过水－热交换方式利用其部分地热资源于供暖或空调——适宜水源热泵技术。

（3）地热异常区及深部地热资源

这种地热资源即分布于地热异常区的天然温泉及隐伏于地下深部（&gt；300m）热储中具有开采经济价值的地热资源。地热来自地球深部的热传导和热对流，储存于岩石裂隙和土层孔隙的水体中，温度随深度或靠近地热异常区增加，且大于25℃。可利用的地热资源目前主要限于深度小于4000m，通过钻井直接开采地下热水予以直接利用。

从宾德智教授关于地热能的划分可以看出，变温层中的地温能和浅层地热能具有埋藏浅、储量大、开采技术条件简单、可再生和环保等特点，具有很好的开发前景。但是，变温层中的地温能和浅层地热能概念与应用会产生不协调，例如，在实践中，人们更多的是利用变温层以下的地温能，而宾德智教授在定义中恰恰忽略了这一点。

2008年，北京市地质勘查开发局编著的《北京市浅层地温能资源》一书中认为：浅层地温能是蕴藏在地壳浅部变温层以下一定深度范围内（一般小于200m）岩土体和地下水中、受太阳辐射的程度较小、温度相对稳定（一般恒定在10～25℃之间）、在当前技术条件下具备开发利用价值的低温地热资源。这种观点基本上代表了近年来我国关于浅层地热能的研究水平。

2009年，国土资源部在我国研究浅层地热能现状的基础上，编制了我国地质行业标准《浅层地热能勘查评价规范（DZ/T0225—2009）》，该规范对浅层地热能进行定义：浅层地热能是指蕴藏在地表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。笔者认为，地表水中确实具有开发利用价值的热能，并且目前已有应用，但是，作为地质行业标准，与浅层地热能的内涵不符，并且在该规范的具体内容中并未涉及，因此，地表水作为浅层地热能有待进一步探讨。

考虑到目前我国应用现状和工作实际，笔者认为：浅层地热能是指通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200m深度范围内，温度低于25℃的岩土体和地下水中具有开发利用价值的热能。这也是本书研究的主要对象。

二、浅层地热能开发利用的主要特点及优势

1.资源的循环再生与可持续利用

浅层地热能的能量来源于地球内部的热能和太阳辐射能，这两种能源均为可再生资源。地球是一个巨大的太阳能收集点，它大约将47%的太阳能储存在地球浅表层，比人类每年利用能量的500倍还多，浅层地热能不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层并类似于一种无限的可再生能源，使得浅层地热能成为清洁的可再生能源的一种形式。

地温（水源）热泵是利用了地球表面浅层地热资源（深度通常小于200m）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。冬季从地层中取出热量给建筑物供暖，夏季吸收建筑物的热量释放到地层中储存，达到夏季传导热量和储存热量的动态平衡，从而实现浅层地热能的循环再生和可持续利用。地温（水源）热泵的推广将为城市浅层水资源的利用找到一个新途径。推广水源热泵中央空调，不仅符合国家的能源产业政策用水政策，而且也符合城市环保和节约用水政策。

2.浅层地热能储量巨大

据专家估算，我国岩土厚度按100m计算，其每年可采集的低温能量是我国目前发电装机容量4×108k W的3750倍。而百米内地下水每年可采集的低温能量达4×108kW。这为推广利用地源热泵系统或地埋管换热系统提供了能源保障。

3.与热泵技术结合紧密，节能效益显著

利用浅层地热能主要是利用和运用地源热泵系统或地埋管换热系统，通过输入少量的高品位电能，将岩土体和地下水中低位能变为高品位能量供末端用户使用，从而达到夏季制冷和冬季制热的目的。水源热泵的制冷制热系数可达到4.0以上，与传统的空气源热泵相比，高出40%左右，其运行费用仅为普通中央空调的50%～60%，与电热锅炉和地热膜供热相比，节约70%左右的电能，节能效益显著。据美国环境保护署EPA估计，设计安装良好的地温热泵中央空调与传统中央空调相比，平均要节能和节省运行费用30%～40%。

4.—机多用，应用范围广

地温（水源）热泵系统可用于供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的2套装置或系统，可节省一次性投资，并且安装容易。可广泛应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其他商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上。

5.运行稳定可靠，使用寿命长

正是由于地层温度一年四季相对稳定，其温度的范围远远小于空气的波动，因而是很好的冷热源；同时由于温度的恒定性，使得系统运行更加可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。同时，由于地温（水源）热泵系统的供冷、供热的平稳性，降低了停机、开机的频率和空气过热和过冷的峰值。这种系统更容易适应供冷、供热负荷的分区，提高环境舒适度。

地温（水源）热泵机组由于工作情况稳定，所以可以设计简单系统，部件较省，机组运行简单可靠，使用寿命长，维护费用低；由于自动控制程度高，可降低管理费用。一套系统解决冷暖问题，可节省运行费用30%以上，技术可靠、维护方便。

6.减少污染，环境效益显著

地温（水源）热泵中央空调取消了锅炉，没有燃烧，减少了排烟以及燃料存放的污染，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量，可以极大地降低CO2的排放。

地温（水源）热泵中央空调系统所利用的地下水是密封循环的，避免了冷却塔的噪音和水污染现象，并基本实现了水的零消耗。此外，地温（水源）热泵机组结构特殊，使制冷剂泄漏几率大为减少，不会像分体空调那样安装时易产生泄漏，是目前减少CO2排放量最大的单项技术之一，环境效益非常显著。

利用浅层地热能具有可就近利用、无污染、运行成本低、便于物业管理和系统使用寿命长等特点，是理想的绿色环保能源，备受世界能源、环保组织和发达国家推崇，并被市场广泛接受，自20世纪80年代以来，年增长率一直保持在20%以上。

1、地源热泵技术属可再生能源利用技术　地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。

2、地源热泵属经济有效的节能技术　地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。　据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40%的供热制冷空调的运行费用。

3、地源热泵环境效益显著　地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25%的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

4、地源热泵一机多用，应用范围广　地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。

5、地源热泵空调系统维护费用低　在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3年左右即可收回。　此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。地源热泵缺点　当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上地源热泵并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。

地源热泵与传统空调的区别：

稳定:整个系统运行稳定，不受室外气候条件的影响；

舒适:室温的分布更合理，温差小，舒适感好。

节能：比传统空调节能40%-60%；

环保：没有室外机，并且解决了城市热岛效应，无任何污染和排放。