地热供暖如何促进清洁能源低碳环保？地大热能

我国北方地区、高原寒冷地区乃至南岭以南部分地区冬季气温低，建筑取暖需求大。由于化石燃料使用过多，特别是部分地区冬季大量使用散烧煤及热效率低下的小型燃煤锅炉，大气污染物排放量大雾霾污染严重，迫切需要推进清洁取暖。这与广大群众生活水平的提高和生活环境的改善息息相关。

对此，国家大力提倡利用包括地热能在内的清洁能源取暖，雾霾天数逐年减少，大气环境呈现向好趋势。地热取暖是利用地热资源，使用换热系统提取地热资源中的热量，向用户供暖的方式，其技术模式按照所利用地热资源、赋存介质特征及换热技术的不同，可以分为浅层地热能取暖（制冷）模式、水热型地热能取暖模式、中深层地源热泵取暖模式。

地源热泵技术是一种利用浅层地热资源的低品位热源、既可供热又可制冷的高效节能的空调技术。它能够实现对建筑物三联供系统的能源供给，是浅层地热能最主要的开发利用方式。地源热泵主要分为地埋管热泵、地下水热泵和地表水源热泵等。

中深层水热型地热资源一般深度在3000米以浅，由地下水作为传热载体，可以通过抽取热水或者水汽混合物提取热量。水热型地热取暖技术通过开采井抽取地热水，通过换热站将热量传递给供热管网中的循环水，输送给用户，温度降低后的地热尾水通过回灌井注入地下，实现循环利用。

中深层地源热泵技术基于同轴双套管水循环原理，将地热井内换热器加热循环出来的热水作为热源进入高温热泵机组，通过高温热泵机组的提升，达到建筑物供热所需的供水温度，实现向建筑物稳定供暖。它具有节能环保、应用灵活和稳定可靠等优势，是实现地热可持续利用的一种重要途径。但是，单井每延米取热能力有限，单一热源的供热能力有限。该项技术仅在我国个别地区试验性应用，未来的研究重点是通过钻孔与储层的关联强化、供热系统效率的优化来提高单井每延米的取热能力。

但随着地热能产业的发展，一些新的问题不断涌现。我国地热取暖产业潜力有多大？未来应当朝什么方向发展？如何引导产业高质量可持续地发展？

我国地热资源潜力巨大

地热资源按深度划分为浅层、中深层和深层地热资源。浅层地热能通过钻孔热交换器（BHE）及热泵得以开发利用，其深度范围一般为200米以浅，包括土壤层及浅层含水层。中深层地热资源一般介于 200米和 3000米之间，开采系统还可细分为水热系统中的对流换热系统（在含水层中布置开采井和回灌井）和传导换热系统（深井换热系统-DBHE）。深层地热资源埋深通常超过3000米，可分为干热岩、水热系统。

在板块构造格局的影响下，我国主要沉积盆地的地热背景由东至西，依次为热盆、温盆和冷盆分布。东部的松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地等属于热盆，地热资源相对丰富。在沉积盆地地热系统中，主要热储类型有砂岩孔隙型热储和基岩裂隙—岩溶型热储。其中，基岩裂隙—岩溶型地热储的热流体循环条件更加优越，开发利用潜力更大。

我国碳酸盐岩的分布总面积占陆地面积的1/3，裸露面积约为90万平方千米，隐伏面积达250万平方千米以上。基于岩溶发育程度的差异，以雄县地热系统和苏北地热系统为参照，采用类比法估算了全国岩溶热储地热资源潜力，结果为5000~50000亿吨标准煤，可见潜力巨大。雄安新区和北京市副中心均在岩溶型热储分布的渤海湾盆地内，实测大地热流值显示出了雄安新区极好的构造热背景。未来，在雄安新区和北京市副中心清洁取暖中，地热资源均将大有作为。

浅层地热能的利用始于20世纪60年代，近10年来，地源热泵系统在建筑物空调系统中的应用得到了快速发展，并取得了良好的节能效果。由于浅层地热能储量巨大和清洁环保，利用热泵技术，几乎适用于任何建筑物。长三角浅层地热能地质条件优越，适宜开发，在国家政策和市场需求的推动下，长三角地区地热取暖产业必将得到快速发展。