地大熱能清潔低碳能源網(wǎng)訊：地熱能具有分布面廣、儲集量大、可再生性、清潔低碳、安全可靠等優(yōu)勢。合理開發(fā)利用地熱能，實現(xiàn)清潔供暖，是緩解當前過度依賴化石能源供熱對資源環(huán)境造成壓力的有效解決方案。受環(huán)境和天氣變化的影響，社會對節(jié)能減排的意識越來越強，清潔能源的利用也意識提高，特別是我國雙碳目標提出后，減少化石能源使用和使用清潔能源替代成為主流，地熱作為清潔能源，已經(jīng)受到社會多層次、多方面的高度關注，從淺層地熱能的地源熱泵技術應用到中深層地熱能供暖，眾多研究單位、生產(chǎn)企業(yè)、工程公司及社會資金介入其中，地熱能利用開發(fā)已進入新的快速發(fā)展階段。

淺層地熱能主要以地源熱泵為主，地源熱泵是以巖土體、地層土壤、地下水或地表水為低溫熱源，由地源熱泵機組、地熱能交換系統(tǒng)、建筑物內系統(tǒng)組成的供熱中央空調系統(tǒng)。根據(jù)地熱能交換系統(tǒng)形式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)。

起步晚發(fā)展快

我國地源熱泵的淺層地熱能利用技術起步較晚，但發(fā)展速度快，日臻成熟。在短短二十年時間內，我國在理論研究深度、技術開發(fā)廣度與工程應用單體規(guī)模、總體數(shù)量等方面，已達到國際領先水平。

2019年啟用的北京大興國際機場地源熱泵工程，為機場250萬平方米辦公場地提供冷熱源。據(jù)測算，這一工程每年可節(jié)省標準煤21078噸，減少碳排放1.58萬噸。在超大型工程中，地源熱泵淺層地熱能利用技術展現(xiàn)出了良好的社會效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

中深層地埋管地源熱泵地熱能利用技術是淺層地埋管地源熱泵系統(tǒng)的一種技術創(chuàng)新，具有占地少和可利用地溫高的獨特優(yōu)點，特別適合在寒冷地區(qū)應用。地源熱泵技術經(jīng)過二十多年的發(fā)展，全社會和普通百姓對該項技術的認知度和認可度逐漸提高，隨著對供暖需求的呼聲南擴，供暖區(qū)域也擴展到長江以南的地區(qū)，經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)南方更適宜地源熱泵供暖，擴大了地源熱泵供暖的適用范圍。綠色節(jié)能建筑的大力推廣與普及，大大降低了建筑單位面積耗熱量。這為地熱能地源熱泵利用系統(tǒng)，減少峰值負荷、用地空間及初投資奠定了先決條件。

城市熱電聯(lián)產(chǎn)、太陽能、生物質能與風力發(fā)電等可再生能源與常規(guī)清潔能源復合能源系統(tǒng)優(yōu)勢互補，也進一步擴大了地源熱泵技術應用范圍，提高了系統(tǒng)能效比。政策法規(guī)倡導，國家層面支持，地熱能利用開發(fā)已進入新的快速發(fā)展階段。

技術仍待提升

地熱能地源熱泵利用技術，在我國應用日益廣泛，由淺層到中深層，由城市到鄉(xiāng)村，單個項目覆蓋的建筑面積由幾百平方米到幾百萬平方米，積累了豐富的實踐經(jīng)驗和大量的成功案例。但另一方面，無論是應用技術，還是基礎研究等方面，還有提升的空間。

第一，中深層地熱能利用技術。中深層地埋管換熱器地下傳熱分析涉及固體和流體間耦合的瞬態(tài)多維傳熱問題，空間和時間的跨度大，中深層地下蓄熱體熱物性參數(shù)復雜，尤其是中深層地埋管群的傳熱分析及其長期運行條件下地埋管間距對換熱量的影響等科技關鍵問題，還需要深入研究，以科學合理確定中深層地埋管長期(十年以上)運行的換熱能力、中深層地埋管群的地埋管間距等重要設計參數(shù)。

第二，巖土體勘察及其熱物性測定。地下地質構造千差萬別，對現(xiàn)有換熱系統(tǒng)的認識還不足以直接指導地熱能利用技術的改進完善和提升。

第三，既有建成地熱能地源熱泵項目，缺乏系統(tǒng)完整的實際應用檢測數(shù)據(jù)、故障診斷、維修及其結果分析，系統(tǒng)運維的專業(yè)化水平有待提升。

第四，地熱能利用系統(tǒng)設計、施工、安裝及運維的優(yōu)質化、精細化、科學化水平有待進一步提高。

第五，對地熱能開發(fā)利用的資源性條件關注度較高，對需求側建筑物系統(tǒng)性條件分析研究不足，二者應統(tǒng)籌考慮。

加大科研支持力度，重點解決地熱能資源開發(fā)利用中，尤其是中深層地熱能地源熱泵系統(tǒng)應用中的主要技術問題，為系統(tǒng)精準設計、科學施工、高效運維奠定理論基礎。

提升巖土體尤其是中深巖土層地質結構、大地熱流、地下水滲流以及熱物性的勘查與測試水平，因地制宜科學評價地熱能開發(fā)利用的可行性與經(jīng)濟性，為系統(tǒng)方案設計提供科學依據(jù)。

加快健全系統(tǒng)體系化建設和行業(yè)標準完善。強化地熱能集成商精準設計、精心施工、精良設備應用的指導與監(jiān)察。支持設備生產(chǎn)企業(yè)技術創(chuàng)新，研發(fā)適合地熱能用于村鎮(zhèn)建筑供暖的節(jié)能效果好、初投資少、智能化水平高的主機與末端設備。

適度給予地熱開發(fā)利用項目優(yōu)惠政策與稅收支持。

地熱能清潔供暖資源豐富，前景廣闊。以低品位能量為主的地熱能最主要利用方式是供熱，供暖又是其中的主要部分。在北方城市，中深層地熱能地源熱泵系統(tǒng)，只供暖，不制冷，采用深度鉆孔埋管，可減少城市用地空間;在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，熱用戶密度低，可利用地熱能地域廣、空間大的優(yōu)勢，以冬季供暖為主，“溫度對口”，供需匹配。因地制宜推廣地熱能地源熱泵清潔供暖技術，具有廣闊的發(fā)展空間。