歷時3年的省會級城市淺層地溫能調(diào)查評價全面完成，基本摸清了全國31個省會級城市淺層地溫能資源分布情況，開展了開發(fā)利用適宜性區(qū)劃。調(diào)查評價結(jié)果顯示，我國31個省會城市淺層地溫能資源豐富，總能量折合標準煤4.67億t/a，可實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)夏季致冷空調(diào)面積83.98億m2，冬季致熱供暖面積90.04億m2。淺層地溫能開發(fā)利用對推動我國綠色、低碳、節(jié)能型城市化發(fā)展和解決南方城市冬季供暖具有重要意義。
1.項目概況
淺層地溫能是指蘊藏在地表以下一定深度范圍內(nèi)巖土體、地下水和地表水中具有開發(fā)利用價值的熱能。與傳統(tǒng)地?zé)嵯啾?，淺層地溫能分布廣泛，可實現(xiàn)建筑供暖制冷區(qū)的零排放和零污染。2010年以來，中國地質(zhì)調(diào)查局部署開展了“省會城市淺層地溫能調(diào)查評價”項目，由中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所組織實施，各省、自治區(qū)、直轄市有關(guān)地勘單位共同承擔(dān)。經(jīng)過3年努力，基本摸清了全國31個省會級城市淺層地溫能資源分布情況，并進行了開發(fā)利用適宜性區(qū)劃，為我國淺層地溫能開發(fā)利用提供了依據(jù)，對清潔能源開發(fā)利用起到了支撐作用。
2.成果簡介
(1)改進了淺層地溫能資源評價方法。淺層地溫能的開發(fā)利用是一個地下能量交換的過程，其所能開發(fā)利用的能量不僅與地下介質(zhì)類型、介質(zhì)溫度有關(guān)，而且還與介質(zhì)能量交換能力（交換速度 與容量）、外界氣候條件等有關(guān)。因此，淺層地溫能資源評價應(yīng)側(cè)重以下兩個方面：①地下含水層空間分布與地下水資源調(diào)蓄能力評價；②地下一定深度范圍內(nèi)環(huán)境許可條件下，可參與循環(huán)的熱量。為此，在以往行業(yè)規(guī)范基礎(chǔ)上提出“地下熱調(diào)蓄能力評價”新理念，以一定國土面積能夠承擔(dān)的“地下熱調(diào)蓄面積”作為評價指標，使評價結(jié)果更實用。
(2)評價了我國省會城市淺層地溫能資源及開發(fā)利用潛力。經(jīng)評價，我國31個省會城市淺層地溫能可開發(fā)利用的總能量，折合標準煤4.67億t/aa,31個省會城市淺層地溫能地源熱泵系統(tǒng)總換熱能力為：夏季致冷功率6.53億kW,冬季致熱功率4.46億kW?？紤]土地利用規(guī)劃及供暖、制冷削峰負荷，可實現(xiàn)夏季致冷空調(diào)面積83.98億m2,冬季致熱供暖面積 90.04億m2。
(3)開展了省會城市淺層地溫能資源適宜性分區(qū)評價。通過采用層次分析法或指標法開展適宜性分區(qū)評價，獲得每個省會城市的地下水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)適宜性分區(qū)成果，劃分為適宜區(qū)、較適宜區(qū)和不適宜區(qū)。 31個省會城市總調(diào)查面積為5.67萬km2。其中，地下水熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)和較適宜區(qū)面積分別占總評價面積的12%和26%，地埋管熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)面積和較適宜區(qū)面積分別占總評價面積的35%和49%。
3.成果意義
(1)主要城市淺層地溫能調(diào)查評價工作有力推動了我國淺層地溫資源的開發(fā)利用。據(jù)統(tǒng)計，截至2012年6月底，全國利用淺層地溫能的建筑物面積已達2.4億m2,是2010年以前累計面積的2倍。上海世博軸、石家莊水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所創(chuàng)新基地科研樓等30多個淺層地溫能利用示范工程穩(wěn)步推進，推廣了不同氣候和地質(zhì)條件下淺層地溫能開發(fā)利用技術(shù)。
(2)在沈陽、呼和浩特、杭州等10個城市建立了淺層地溫能利用地質(zhì)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，并在淺層地溫能資源潛力評價基礎(chǔ)上，結(jié)合城市建設(shè)規(guī)劃制定了北京、天津、沈陽等10個城市的淺層地溫能開發(fā)利用規(guī)劃，制定了省會級以上城市淺層地溫能利用工程場地地質(zhì)勘查規(guī)程，規(guī)范了勘查市場。
(3)如果31個省會城市淺層地溫能的開發(fā)利用效率可達到35%，則每年可節(jié)煤1.63億t，可減排二氧化碳3.9億t。淺層地溫能開發(fā)利用對推動我國綠色、低碳、節(jié)能型城市化發(fā)展和解決南方城市冬季 供暖問題具有重要意義。
(中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所 王貴玲 馬峰 王婉麗供稿）
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