嘉兴市浅层地热能开发利用管理的探索研究
来源:地质调查报
作者:庄晓明 刘锋琴
发布时间:2016-03-31
浅层地热能专指地表以下一定深度范围内(一般为恒温带至200米埋深),温度低于25摄氏度,在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源,具有分布广、储量大、再生迅速、利用价值大的特点,通过热泵技术进行采集利用后,可以为建筑物供暖、制冷,节能减排效果显著。做好城市地质工作中浅层地热能开发利用工作,对生态城市建设和节能环保发展具有深远而重大意义。
国土资源部门作为矿产资源管理的主体,负有管理矿产资源勘查、合理开发利用及保护地质环境等职责。浅层地热能作为可再生的新型清洁能源,国土资源部门在其合理开发利用方面负有重要责任。
嘉兴市浅层地热能调查评价的主要成果
2013年3月,嘉兴市国土资源局、财政局根据地方经济发展、生态环境保护等需求,向浙江省国土资源厅、财政厅提出开展“嘉兴市浅层地热能调查评价”项目立项申请并获得批准。2013年6月,浙江省国土资源厅下达项目任务书,由浙江省地调院开展实施嘉兴市浅层地热能调查评价项目,工作范围为嘉兴市南湖区、秀洲区、嘉兴港区。通过资料收集、野外调查和室内分析等方法手段的实施,取得了重要成果。
浅层地热能赋存条件较好
系统查明了调查区第四系结构特征、水文地质条件、浅层地温场、地层热响应、环境地质条件等浅层地热能赋存条件。
嘉兴市第四纪地层在区内广泛分布,厚度较大,浅层地热能开发利用赋存条件较好,较适宜地埋管地源热泵系统应用。
具有较强的浅层地热能开发利用适宜性
查明了嘉兴浅层地温场中变温层、恒温层及增温层分布的基本特征,采用层次分析法,对嘉兴市地源热泵适宜性进行了多因子系统分区。综合地下水适宜性及地埋管适宜性的适宜性区划可知,适宜性差区仅局部零星分布,且面积较小,表明调查区对浅层地热能开发利用有较强的适宜性。
社会经济效益可观、节能减排效果显著
成果显示,考虑土地利用系数的情况下,120米以浅浅层地热能年开发利用总能量为8.5×1016焦耳,相当于标准煤483万吨,节煤量169.2万吨。
嘉兴市浅层地热能开发利用现状及存在问题
作为国家可再生能源建筑应用示范城市,嘉兴从2012年起全面推广地源热泵,产生了多个采用土壤源热泵技术可再生能源建筑应用示范项目,如嘉善县第一人民医院、国际商务旅游度假中心项目等。其中,上海置业—香岛庄园、国际商务旅游度假中心项目因其地源热泵技术的应用,成为第一批国家可再生能源示范项目,并各获得200多万元的财政补助。据不完全统计,截至2014年10月,调查区内已有地埋管(或复合式)地源热泵工程项目35个。其中大型项目(建筑面积大于5000平方米)建筑总面积约为7.13×104平方米。
从现有的浅层地热能开发利用过程来看,存在明显的不足,资源勘查评价、政策支持、监督管理等工作相对滞后,在一定程度上制约着嘉兴市浅层地热能资源的科学有序、可持续开发利用。
勘查评价工作相对滞后,地质评估不够重视
从调查发现,一些地源热泵工程未进行前期的浅层地热能条件勘查,造成地热能参数选择不当,影响了开发方案的科学性,易出现工程初投资增高,系统经济效益下降的现象。
技术规范不完善, 关键技术有待完善
目前,地源热泵系统的设计与施工标准是《地源热泵系统工程技术规范》GB50366—2005,但该标准对施工质量的控制要求还不够详细,且多数企业自身没有制定严格的质量控制措施。因此,对于质量的控制就缺少依据,从而影响施工质量的严格管控。
动态监测不到位,管理工作较被动
近年来,嘉兴尚未建立地源热泵地下换热系统监测体系,缺少对地源热泵系统中温度、水位、水质等动态变化的监测,无法评价浅层地热能开发利用对地质环境的影响;大多数地源热泵系统中都没有安装必要的节能计量装置,不便于管理部门的进一步节能评定工作。
管理体制不健全,缺乏政府部门有效监管
浅层地热能开发利用行政监督管理主体不明确,监督管理所依据的法律、法规、政策、标准欠缺,影响浅层地热能的有序开发和利用。主要表现在项目报批登记手续不规范,未严格按地质条件开发,施工队伍资质、施工过程监管空白,验收标准不统一等。
加强嘉兴市浅层地热能开发利用管理的思考
浅层地热能作为可再生的新型清洁能源,其开发利用过程中特别要注意环境效益、不污染地下水、不破坏地下地质结构,保护地下水资源。而国土资源部门作为矿产资源管理的主体,应积极介入管理,与建设、水利等相关部门,建立协调机制,促进浅层地热能的合理开发利用。结合现有政策基础及其他城市管理经验,建议从以下几个方面开展工作。
一是出台相关政策,建立政府部门协调机制,加强监督管理。浅层地热能开发利用管理涉及国土资源、建设、水利、环保等部门,地市一级应成立由市领导担任组长的领导小组,明确各部门的职责分工,建立相互促进、相互衔接的协调机制,共同研究制定开发利用方针、鼓励扶持政策和监管措施等。如市国土资源局负责浅层地热能的调查评价、规划编制、环境动态监测等工作,环保部门负责环境影响评价,定期对工程进行环境监测。
二是继续做好浅层地热能的调查评价工作,并编制浅层地热能开发利用规划。查清赋存条件、评价开发利用强度以及对地质环境监测的影响是浅层地热能开发利用的基础。在已完成的区域地质调查和评价的基础上,推进嘉善、平湖等其他县(市、区)的浅层地热能地质调查评价工作,完善浅层地热能综合数据库与信息管理系统,并与相关的国土资源规划信息有机融合。同时,在调查成果的基础上,结合嘉兴市社会经济发展规划、相关部门的现行政策,编制浅层地热能开发利用规划,为浅层地热能开发利用管理领域的决策服务。
三是进行浅层地热能开发利用工程的前期地质评估。国土资源部门应联合规划、建设、水利和环保等部门共同出台浅层地热能开发利用工程的前期评估制度,并具体负责地埋管地源热泵工程和地下水地源热泵工程的前期地质评估,明确地源热泵项目前期要取得地质条件开发意见,进行地质条件评估及加强地质环境监测后才能开展后续工作。
四是建立浅层地热能开发利用动态监测网络。从监测地质环境等方面,开展浅层地热能开发利用动态监测网建设,包括地源热泵系统中温度、水位、水质等动态变化、项目的节能情况等。国土资源部门负责监测要求的制定工作,明确浅层地热能动态监测点的建设要求与监测内容,并按照“谁受益,谁建设”的原则,由受益方按照统一的监测要求进行监测和维护,确保监测数据传输的实时性。
五是以地埋管地源热泵系统为主开发利用浅层地热能,慎重使用地下水地源热泵系统。嘉兴市地质灾害主要为地面沉降。地下水地源热泵系统大规模开发利用可能加剧地面沉降,而地埋管地源热泵系统开发利用可能引发地质灾害的概率较小。
六是在其他相关工作中统筹考虑浅层地热能开发利用问题。除了在矿产资源管理、地质环境保护等方面开展工作以外,还可从土地利用管理等方面给予支持。如土地使用优惠政策,对于使用者采取支持的政策,从地质勘测到土地使用应引导相关部门全线“绿灯”,简化相关报批手续,全力支持。
(嘉兴市国土资源局)