中科院龐忠和：地?zé)衢_發(fā)利用新時(shí)代，從雄安起

地球的地?zé)峥偰芰侩m然巨大，但其分布很不均勻，要想加以經(jīng)濟(jì)合理的有效利用，需要找到資源聚集地，進(jìn)行清晰的地?zé)豳Y源成因模式研究、準(zhǔn)確的地?zé)豳Y源儲(chǔ)量評(píng)價(jià)研究，不斷開辟新的資源儲(chǔ)備。這是地?zé)豳Y源規(guī)模化可持續(xù)利用的基礎(chǔ)。

冬季是華北地區(qū)霧霾頻發(fā)的時(shí)期，清潔取暖是從源頭上治理霧霾的關(guān)鍵一環(huán)。華北地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，其中京津冀地區(qū)為豐富。“大華北要看京津冀，京津冀要看雄安新區(qū)”，雄安新區(qū)的地?zé)崾侨绾涡纬傻模抠Y源量多大？能滿足多大規(guī)模供暖需求？是不是可再生的？如何可持續(xù)？會(huì)不會(huì)污染環(huán)境？

21世紀(jì)以來，我國集中開展了大型巖溶熱儲(chǔ)評(píng)價(jià)與開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究。理論模型和現(xiàn)場實(shí)踐結(jié)果均表明，華北地區(qū)廣泛分布的碳酸鹽巖儲(chǔ)層中發(fā)育的大型巖溶熱儲(chǔ)，規(guī)模大，地?zé)豳Y源品質(zhì)優(yōu)，可以實(shí)施采灌平衡的大規(guī)模開發(fā)利用，屬罕見，可以支撐地?zé)峁┡纬僧a(chǎn)業(yè)，替代燃煤，緩解該地區(qū)霧霾。

中科院的地?zé)釄F(tuán)隊(duì)在華北地區(qū)開展了長期的地?zé)嵫芯俊?ldquo;六五”計(jì)劃期間（1981年—1985 年），開展了系統(tǒng)的地溫測量和大地?zé)崃鳒y試，收集整理了石油勘探的地?zé)豳Y料，圈劃出相對(duì)高溫區(qū)域，開展地溫場的數(shù)學(xué)模擬，探討了該地區(qū)的構(gòu)造—熱演化特點(diǎn)。20 世紀(jì)90 年代，開展了冀東油田地?zé)豳Y源研究。“十一五”期間（2006年—2010 年），開展了華北地區(qū)深部煤礦山熱害防治研究，針對(duì)煤層與碳酸鹽巖熱儲(chǔ)組合結(jié)構(gòu)，研究熱量聚集與熱害形成機(jī)理與分布特點(diǎn)。“十二五”期間（2011年—2015 年），開展了渤海灣盆地二氧化碳地質(zhì)封存中的地?zé)釂栴}研究、典型熱儲(chǔ)成因分析與開發(fā)利用技術(shù)研究、大型巖溶熱儲(chǔ)對(duì)規(guī)模化開采的響應(yīng)研究。此外，還有“華北克拉通破壞的地?zé)崮Ｐ椭萍s”等基礎(chǔ)性研究工作。

基于長期的研究，發(fā)現(xiàn)雄安新區(qū)地下蘊(yùn)藏著極其豐富的地?zé)豳Y源。僅就地下3000米以淺的經(jīng)濟(jì)深度而論，就有三類地?zé)豳Y源和熱儲(chǔ)層可供利用。類是淺層地?zé)崮埽ㄎ挥诘叵?00米以淺），可與地源熱泵技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到節(jié)能目的。地源熱泵供暖效率通常比普通空調(diào)高4倍，比空氣源熱泵高2倍。此類地?zé)豳Y源的利用，采用地埋管換熱方式，不破壞環(huán)境，節(jié)電、節(jié)煤*。雄安新區(qū)淺層地?zé)崮茉诘叵驴臻g合理調(diào)配的基礎(chǔ)上比較適合利用。第二類是砂巖熱儲(chǔ)（位于地下200米至3000米深度范圍內(nèi)），可以采用抽水加回灌的方式利用，可用于供暖或供熱，替代燃煤，減緩霧霾。

不過，此類熱儲(chǔ)層有一定局限性，主要缺點(diǎn)是有一些地區(qū)回灌比較難，平均只有30%回灌率，即每開采100立方米熱水，只有30立方米左右可以順利回灌到地下。剩下的部分，若排放到地表水體，則會(huì)帶來污染，達(dá)不到清潔能源的要求。因此，此類資源應(yīng)該慎用，可以實(shí)行以灌定產(chǎn)的政策加以調(diào)控。第三類是碳酸鹽巖熱儲(chǔ)（位于地下1000米至3000米深度范圍內(nèi)），其中的中、晚元古界巖溶（喀斯特）特別發(fā)育，形成大型巖溶熱儲(chǔ)，可用于供暖或供熱。在雄安新區(qū)，廣泛分布著元古界霧迷山組白云巖熱儲(chǔ)，總厚度可達(dá)數(shù)千米，千米深處的溫度在60攝氏度以上。其優(yōu)點(diǎn)是出水量大，尾水可以100%回灌到地下，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

雄安新區(qū)以上三種類型地?zé)豳Y源都很豐富，如何持續(xù)開發(fā)利用呢？需要依靠先進(jìn)的地?zé)衢_采關(guān)鍵技術(shù)及示范工程。

地?zé)豳Y源開發(fā)利用技術(shù)經(jīng)歷了兩代演變。代技術(shù)的基本特征是直采、直供、直排，但由于環(huán)保水準(zhǔn)很低，現(xiàn)已放棄不用。第二代技術(shù)是采灌結(jié)合、用熱不用水，環(huán)保水準(zhǔn)很高，已經(jīng)得到各地的重視和推廣應(yīng)用。在我國，淺層地?zé)崮艿睦眉夹g(shù)比較成熟。只要抓好嚴(yán)格監(jiān)管等工程質(zhì)量控制措施，大部分地方可以使用。實(shí)踐中，一般鼓勵(lì)地埋管模式的土壤源熱泵系統(tǒng)，限制需要抽水的地下水源熱泵系統(tǒng)，以保護(hù)珍貴的地下水資源。對(duì)于中深層砂巖熱儲(chǔ)，在回灌條件好的地方，普遍采用第二代技術(shù)，回灌技術(shù)也在不斷進(jìn)步中。對(duì)于基巖中的巖溶熱儲(chǔ)，逐步形成了規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的地?zé)衢_發(fā)利用技術(shù)體系，并進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐。

雄縣地?zé)峁┡痉豆こ袒谡a(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了地?zé)崂寐屎徒咏?高水準(zhǔn)的清潔能源利用雙重目標(biāo)，迄今已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了8年。2014年年初，國家能源局開始把雄縣地?zé)峁┡氖痉俄?xiàng)目向北方地區(qū)推廣。

在過去20年里，我國地?zé)豳Y源直接利用總量一直處于先進(jìn)行列，目前還比美國高1倍以上。同時(shí)，一般供熱系統(tǒng)的主體設(shè)備都是國產(chǎn)化的，因而技術(shù)基礎(chǔ)較好。在尾水回灌技術(shù)上，通過持續(xù)探索，形成了可支持規(guī)模化開發(fā)利用的熱儲(chǔ)回灌技術(shù)系列。雄縣地?zé)崽锘毓嗍加?010年，地?zé)嵛菜幕毓啾苊饬说乇砼欧艓淼奈廴荆灿行У販p緩了熱儲(chǔ)壓力的下降。

雄安新區(qū)地?zé)衢_發(fā)如何可持續(xù)？采灌井的合理布局和井距是地?zé)崽飪?yōu)化開采極為關(guān)鍵的兩方面內(nèi)容，關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)成本和熱田的使用壽命。為此，研究團(tuán)隊(duì)建立了一套用于評(píng)價(jià)熱田合理布局和井距的方法，雄縣地?zé)崽镌趯?duì)井模式下，采灌井井距為400米。

?

為實(shí)現(xiàn)更快的技術(shù)進(jìn)步和更大范圍的推廣應(yīng)用，建議將地?zé)豳Y源利用納入大氣污染防治的總體規(guī)劃之中。采取必要政策措施與資金扶持，引導(dǎo)地方加大推廣力度，出臺(tái)優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)各類企業(yè)積極參與，提升開發(fā)效率和水平，逐步形成和發(fā)展綠色地?zé)崮茉串a(chǎn)業(yè)。

同時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)地?zé)豳Y源勘查，查清更深層地?zé)醿?chǔ)層發(fā)育狀況和地?zé)豳Y源開發(fā)利用條件。在雄縣模式的基礎(chǔ)上，雄安新區(qū)應(yīng)該立足于高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、高水平的地?zé)豳Y源開發(fā)利用；在容積率比較低的住宅區(qū)，可采用淺層地?zé)崮芄┡卦礋岜檬切滦凸?jié)能技術(shù)，在地下空間合理協(xié)調(diào)的前提下，應(yīng)該充分加以利用；在集中辦公區(qū)域宜采用中深層地?zé)崮芄┡?/span>

依托地?zé)幔嗄芑パa(bǔ)。一方面，加強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行的長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測和定量化熱儲(chǔ)模擬；另一方面，對(duì)于砂巖熱儲(chǔ)和巖溶熱儲(chǔ)開發(fā)利用條件稍差的地方，開展儲(chǔ)層改造技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)。同時(shí)，鼓勵(lì)探索以地?zé)崮転橹黧w，多種清潔能源融合的“地?zé)?”第三代技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用示范。

（作者為中國科學(xué)院地?zé)豳Y源研究中心主任龐忠和。中國石油報(bào)記者根據(jù)其在2018第三屆中國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展與地源熱泵創(chuàng)新技術(shù)大會(huì)上的發(fā)言整理。本文有刪減。）

?

關(guān)鍵詞：地?zé)峋植际焦饫w測溫監(jiān)測系統(tǒng)／分布式光纖測溫系統(tǒng)／深井測溫儀／深水測溫儀／地溫監(jiān)測系統(tǒng)／深井地溫監(jiān)測系統(tǒng)

產(chǎn)品咨詢請(qǐng)北京鴻鷗儀器（bjhoyq），

產(chǎn)品搜索：地源熱泵測溫，地埋管測溫

 關(guān)鍵詞：地源熱泵地埋管溫度測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度在線監(jiān)測/地源熱泵換熱井實(shí)時(shí)溫度電腦監(jiān)測系統(tǒng)/GPRS式豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)控系統(tǒng)/地源熱泵溫度場測控系統(tǒng)/地埋管測溫/地源熱泵溫度監(jiān)控/地源熱泵測溫

遠(yuǎn)程全自動(dòng)地溫監(jiān)測系統(tǒng)/鐵路凍土地溫監(jiān)測系統(tǒng)/地溫監(jiān)測系統(tǒng)/城市地溫監(jiān)測自動(dòng)化系統(tǒng)/礦井深部地溫/地源熱泵監(jiān)測研究/地源熱泵溫度測量系統(tǒng)/淺層地?zé)釡y溫/深水測溫儀/深井測溫儀/深水測溫儀/深井測溫儀

推薦產(chǎn)品如下：

地源熱泵溫度監(jiān)控系統(tǒng)/地源熱泵測溫／地下水自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)