为浅层地温能开发利用蹚路

    津门大地生丽水，九龙经脉出金汤，是人们对天津地热资源的赞誉。天津市平原区1万多平方公里范围内覆盖有200多米厚的松散沉积层，浅层地温能量储量非常丰富，具有明显的浅层地温能资源开发优势。

　　今年3月，天津市浅层地温能调查评价工作宣告全部完成。至此，全国浅层地温能调查评价全面展开。天津市浅层地温能调查评价与开发利用试点工作以其出色的答案，为全国浅层地温能调查评价提供了示范。 

    五大模式为全国浅层地温能调查评价和开发利用提供示范

　  天津是全国最早调查开发利用浅层地温能的地区之一。

　　1936年，天津市打出了第一眼浅层地温井，从此拉开了天津利用浅层地温能资源的大幕。进入21世纪，以地埋管地源热泵系统为主的开发项目日渐兴起，开发利用浅层地温能的项目迅速增长。据不完全统计，目前全市地下水地源热泵利用单位有56家，地埋管地源热泵利用单位有126家，累计利用面积350万平方米，形成了以地热采暖为主体，集工农业生产、温泉旅游、康乐洗浴、生活热水等多领域利用的格局。浅层地温能给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。仅全市利用浅层地温能养殖、种植面积达20万平方米，名贵花卉和名贵水产已成为天津现代农业的标志。

　　  正是有了这样雄厚的基础，2009年10月国土资源部决定和天津市联合开展浅层地温能调查评价与开发利用试点工作。2010年1月，中国地质调查局在国土资源大调查中启动了该试点工作项目。在部地质环境司指导下，地调局和天津市国土资源和房屋管理局共同组织实施，由天津市地热勘查设计研究院、中国国土资源经济研究院等单位具体承担，利用一年时间，完成了浅层地温能调查评价、开发利用规划编制、示范工程建设、动态监测网建设和政策研究等各项工作任务。

　　试点工作时间紧，任务重，在一年的时间内要完成资源储量、利用现状调查等5项专题研究工作，因此,项目实施过程中打破传统地质工作的流程和模式，多个专题齐头并进。在遵循地质调查项目管理模式、借鉴北京工作经验的基础上，积极探索新机制，在决策侧面成立领导小组，在协调层面部门联动，在实施层面产学研用结合。

    通过试点工作，总结提出了“调查先行、规划跟进、工程示范、监测到位、政策保障”的工作模式，形成了可在全国推广的浅层地温能资源调查模式、规划编制模式、动态监测模式、工程示范模式和工作监管模式，为全面推进全国29个省会级城市浅层地温能调查评价和开发利用工作提供了成功经验。

    调查成果彰显天津浅层地温能巨大资源潜力

　　经过一年的调查评价工作，天津成为全国第一家摸清浅层地温资源家底的地区：地下水地源热泵适宜区资源总潜力为804万平方米，地埋管地源热泵适宜区和较适宜区资源总潜力达13亿平方米。如果，这些浅层地温能每年可利用的资源量全部开发，可节约标准煤4086.5万吨，扣除因开采浅层地温能造成的能源消耗，可节约标准煤3067.87万吨，减少向大气中排放煤灰、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳为8100.15万吨，减少环境治理费10亿元。

　　通过调查，项目组查清了天津市浅层地温资源开发利用现状。目前全市浅层地热能开发利用项目174个，利用面积约为294.79万平方米。这些项目中仅供暖系统一项与常规燃煤比较节能40%～60％，制冷系统节约电能10%～50%，运行费用降低30%～70％。

　　 该项目首次大规模开展地源热泵试验、测试研究，全面总结了浅层地温能地源热泵系统典型场地的勘查技术。通过对工作区地源热泵实验与测试研究，确定天津地埋管地源热泵最适宜为120米。同时，通过对浅层地温能开发利用项目场地勘查，解决开发利用工程中水文地质、岩土体热物性参数、地温场特征等问题，全面总结了场地勘查技术，为我国浅层地温能开发利用工程规范场地勘查技术提供了科学依据。

　　 根据天津市基础地质、水文地质、地热地质、环境地质和地层热物性特征等综合因素，项目组提出大约100米至400米深范围内浅层地温能资源可以作为地下水地源热泵系统开发利用，根据天津市200米以浅范围内基础地质、水文地质、地热地质、咸水底界埋深和地层热物性特征等综合因素，地表恒温层至120米范围最适宜地埋管系统开发利用。

　　 该项目还采用新研制的具有自主知识产权的分布串列式地层温度精细测量和数字集与传输系统监测地层和地下水温度变化,初步建设了天津市浅层地热能动态监测网，监测地层和地下水温度以及浅层地热能地源热泵系统运行，并对监测数据进行数字化处理，分析开发利用浅层地热能资源可能带来的环境地质问题，提出相应的防治措施。目前，已经完成6个监测站和1个试验场建设，其中包括43个监测孔，261个地温监测点。

　　 根据大量的地质资料和数据，建立的浅层地热能调查数据库，为政府决策部门更加系统、直观地掌握天津市浅层地热能资源赋存、利用情况，更为科学合理规划、管理和引导浅层地热能开发利用工作提供了重要依据。

     示范工程提供开发利用技术标准和规范

　　 为加强浅层地温能科学规范化开发利用，促进行业健康有序发展，天津市开展了示范工程建设，通过12处不同区域、不同类型、不同利用方式和规模的典型项目，指导全市浅层地温能开发利用项目严格按照技术标准和规范开展工作，发现实际工作中存在的问题，探索总结解决方案，制定地方性标准和政策，在全市乃至全国类似地区起到推广示范作用。目前，天津文化广场、中新生态城动漫园等10个开发利用示范工程建设已全面展开。通过示范工程建设，提出了工程建设与管理的标准和要求。

    结合天津市浅层地温能资源示范工程建设，该市对地源热泵工程系统中地面工程运行状况、地层和地下水温度场变化规律进行监测，并对监测数据进行数字化处理。天津市建立的12个示范工程的动态综合监测站，具有换热系统监测和运行系统监测功能，监测数据完整、准确，监测数据通过双通道无线通讯方式传输到中心站，可为示范工程技术经济评价提供依据。

    此外，完成的浅层地温能试验场建设，建立了浅层地温能开发利用科研基地，不仅可供试验研究，而且可以利用技术资源优势开展高科技含量的产品研发与生产；自主研发的“分布串列式地层精细温度测量与数字传输系统”等监测设备和系统软件，已获得3项国家专利；制定了《天津市地埋管地源热泵动态监测技术规程》，为今后地埋管地源热泵项目动态监测系统的建设提供标准。

　　这些经验为我国浅层地温能的勘查开发提供了行之有效的工作方法，很值得推广。