建設中國式現(xiàn)代化河北場景，河北提出要建設清潔高效多元支撐的新型能源強省。

地熱能作為一種清潔低碳能源已納入“中國碳中和框架路線圖研究”路線中，對于河北建設新型能源強省別具意義。

河北省地球物理勘查院（河北省淺層地熱能研究中心）自2008年起就開始了省內開展淺層地熱能調查評價工作。15年來，該院開展了大量戰(zhàn)略性、前沿性的淺層地熱能應用基礎研究，推動一系列關鍵技術取得突破，為河北建設新型能源強省，乃至為我國淺層地熱能高效、可持續(xù)、大規(guī)模開發(fā)利用提供了科技支撐。

提前謀劃，在能源變革中下好先手棋

河北省物勘院從2008年開始，陸續(xù)在省內開展淺層地熱能調查評價工作，到2020年已陸續(xù)參與了省內11個設區(qū)市及部分縣城城區(qū)的調查評價工作。

省物勘院正在開展淺層地熱實驗。

作為成果之一，其集體參編的《河北省淺層地熱能開發(fā)利用試驗研究報告》，對河北淺層地熱能的開發(fā)利用區(qū)劃、利用模式等提出了建議。

同時，15年來，省物勘院聚焦淺層地熱能高效開發(fā)利用技術，在地埋管換熱器換熱能力、低成本鉆孔技術、地質環(huán)境等核心技術攻關領域上開展了一系列研究，提出地埋管換熱器優(yōu)化設計的方向和數字化監(jiān)測系統(tǒng)的技術方法，實現(xiàn)了一系列突破，獲得了多項核心專利技術。

該院創(chuàng)造性地研發(fā)出了“套管式地埋管”和“增強型單孔循環(huán)”兩種新型地下?lián)Q熱方式。

其中，前者是通過改變地埋管的結構方式，使其較常規(guī)U型地埋管提升了4倍換熱功率。

地埋管深度測量裝置。

后者則實現(xiàn)了“取熱不取水”，一舉解決了以往“只采不灌”方式導致的地下水位下降、地表熱污染和化學污染等一系列環(huán)境問題。同時，節(jié)省了占地面積，為城市建筑密集區(qū)開發(fā)利用淺層地熱能提供了理論技術支撐，填補了河北省深孔換熱技術領域空白，部分成果達到了國內領先水平。

以此技術為主體的《淺層地熱能資源高效開發(fā)利用關鍵技術研究與示范》項目，還榮獲河北省科學技術進步二等獎。如今，該項研究成果已經在京津冀地區(qū)多個中大型工程中應用。

此外，物勘院還自主研制了熱響應測試儀、大功率熱響應測試儀、地埋管深度溫度監(jiān)測儀等大一批應用于地熱、淺層地熱能領域的前沿儀器設備。科研團隊負責人梅新忠介紹，這些技術和設備已在河北多地使用，效果良好。

強強聯(lián)手，為國家重大戰(zhàn)略落地奠定基礎

省物勘院不斷加強與其他科研單位合作，開展了大量具有戰(zhàn)略性、前瞻性的科學研究。

在大興國際機場臨空經濟區(qū)，與北京地熱院合作建設了封閉式單井循環(huán)地下?lián)Q熱系統(tǒng)和實驗臺，利用自有專利技術，開展了多種換熱試驗，為評價該區(qū)域地熱資源在不同開采方式下的開發(fā)利用效率等提供了科學依據。

在雄安新區(qū)，與三峽集團合作提出了“地熱+”多能互補方案，為雄安新區(qū)建成“綠色智慧新城”提供了可靠的科技支持。

著眼前沿，用智能化賦能淺層地熱開發(fā)

近年來，物勘院不斷探索用智能化、數字化為淺層地熱能開發(fā)利用賦能，研制出淺層地溫監(jiān)測傳感器串，建立了淺層地熱能自動化監(jiān)控信息平臺，可實時遠程監(jiān)測淺部地層原始地溫、進出水溫度、能耗等多項數據，獲取淺層地熱能開發(fā)利用過程中對地質環(huán)境的影響程度和規(guī)律，目前已在廊坊市淺層地溫監(jiān)測網絡以及京津冀多個地源熱泵工程自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)中廣泛應用。

省物勘院開發(fā)的遠程動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

此外，目前尚在申報省級研究中心的淺層地熱能開發(fā)利用技術產學研基地建設項目，是物勘院針對淺層地熱能集成式數字化平臺的又一探索。該項目將建成為一個集教學、實習實訓、技術研發(fā)、技術集成應用等多方面功能為一體的綜合性技術創(chuàng)新平臺。

直面難題，突破嚴寒地區(qū)冬季地熱能取暖瓶頸

省物勘院對嚴寒地區(qū)煤改可再生能源、農村地區(qū)清潔供暖改造等課題展開研究，攻克了常規(guī)分布式地源熱泵系統(tǒng)在嚴寒地區(qū)無法應用的難題。

高寒地區(qū)平均溫度低，常規(guī)地源熱泵系統(tǒng)受到限制，嚴重制約了煤改清潔能源工作的推進。物勘院瞄準這一問題，研制出地埋管防凍裝置，用于解決小型地源熱泵機組防凍成本高的問題。

張家口沽源縣小紅石砬村、張家口市經濟開發(fā)區(qū)二臺子村、承德市哈里哈村等多個村落率先試用，經測試，其節(jié)能效果顯著、建造成本低、維修也方便。