京津地區淺層地熱能開發利用情況

考察報告

江西省地質學會“赴京津地區考察淺層地熱能開發

利用情況”考察團

二〇〇九年五月二十日

目錄

1、考察背景

2、淺層地熱能的基本概念及特點

2.1基本概念

2.2淺層地熱能的特點

3、淺層地熱能開發利用的發展概況

3.1國外發展概況

3.2國內發展概況

3.3北京市淺層地熱能開發利用現狀

3.4我國近年出臺的有關地熱能政策摘編

3.5北京市政府關于淺層地熱能開發利用方面的配套政策

3.6其他省市的配套政策

3.6.1沈陽出臺新辦法力推地源熱泵技術

3.6.2重慶市利用地源熱泵技術相關優惠政策

3.6.3其他省市政策情況

4.京津考察項目簡介

4.1北京用友軟件園（地源熱泵+冰蓄冷）能源中心

4.1.1工程概況

4.1.2設計思路

4.1.3系統設計方案

4.1.4主要設備配置

4.1.5土壤換熱器系統

4.1.6系統經濟技術分析

4.1.7結論

4.2北京市果品倉儲用房及配送中心水源熱泵+冰蓄冷系統

4.2.1工程概況

4.2.2冰蓄冷技術簡介

4.2.3系統冷熱源設備的配置

4.2.4抽灌井系統設計

4.2.5蓄冰方式及特點

4.2.6運行費用分析

4.3天津東麗湖溫泉度假旅游區地熱資源開發與利用

4.3.1東麗湖溫泉度假旅游區概況

4.3.2東麗湖區域地熱地質情況

4.3.3東麗湖地熱資源開發現狀

4.3.4東麗湖地熱資源未來利用規劃

4.3.5東麗湖地熱梯級利用實施方案

4.4天津地礦局地礦賓館水源熱泵情況簡介

5.淺層地熱能開發利用存在的問題及對策

5.1存在的問題

5.2對策

6．淺層地熱能在江西的發展前景及建議

6.1江西淺層地熱能開發利用的前景

6.2為做好江西淺層地熱能開發利用工作的建議

7.結束語

附件一：相關文件匯編

附件1、國土資源部大力推進淺層地熱能開發利用的通知

附件2：《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》

附件3、關于印發關于發展熱泵系統的指導意見的通知

附件4、關于地源熱泵項目的申報程序及有關管理要求說明

附件5、重慶市可再生能源工程專項補助資金管理暫行辦法

附件6、沈陽市地源熱泵系統建設應用管理辦法

附件7、沈陽市《關于全面推進地源熱泵系統建設和應用工作的實施意見》

附件二：照片集

京津地區淺層地熱能開發利用情況

考察報告

1、考察背景

為落實科學發展觀，響應國家節能減排的號召,建設綠色江西，建設生態江西，積極貫徹《礦產資源法》、《可再生能源法》和《國土資源部關于大力推進淺層地熱能開發利用的通知》（國土資發[2008]249號），進一步推動節能減排工作，促進我省地熱能（淺層地熱能）的開發利用，不斷提高我省地熱能（淺層地熱能）的開發利用水平，加快淺層地熱能在江西地區的發展，更好地為江西服務，江西省地質學會組成了由學會理事長呂細保為團長、江西省地質礦產勘查開發局科技處調研員陸甦為副團長的考察學習團，考察團成員有豐城市地礦局局長熊梨芳、新余市國土資源局科長李樂民、宜春市國土資源局調研員龍高華、樟樹市地質礦產局局長范清華、江西省地調院辦公室主任鐘春根、核工業地質局260廠總工李瑾、核工業地質局260廠總夏立剛、核工業地質局260廠副總孫剛毅、江西省地勘局物化探大隊戴君揚、江西省地勘局水文地質隊周小彬、江西省南昌市國土資源局副處長唐春英以及江西省地質學會工作人員一行15人，于4月23日啟程赴北京、天津兩地進行了為期八天的考察學習。此次考察學習的主題明確——借鑒北京天津等地開發淺地熱能的經驗，進一步更新觀念，理清思路，學習兄弟省市在淺層地熱能開發利用方面的*經驗，進一步推動我省淺層地熱能的開發利用，加快我省各項相關業務工作的建設。

考察期間，我們分別聽取中國地質調查局淺層地熱能研究與推廣中心有關領導、北京市華清地熱開發有限責任公司相關負責人及天津市地熱調查研究院總工的情況介紹，尤其是對國家和部分地方政府對地源熱泵技術推廣應用的方針、政策及法規建設進行了詳細介紹；對本市推廣應用地源熱泵技術的政策法規建設進行了詳細的闡述，并對地源熱泵工程的監管辦法做了說明。這次考察，我們感覺到眼界大開，思路大開，收獲很多，體會很深，這也是大家的共識。兩地的相關接待單位對我們這次的學習考察高度重視，安排緊密。雖然時間緊、節奏快，很多地方未能前往，但考察歸來，大家深感受益匪淺、啟發很大，不虛此行。

2、淺層地熱能的基本概念及特點

2.1基本概念

當今社會，環境污染和能源危機已成為威脅人類生存的頭等大事，如何解決這一問題，已成為*的課題。在這種背景下，以環保和節能為主要特征的綠色建筑及相應的空調系統應運而生，而開發淺層地熱能的熱泵空調系統正是滿足這些要求的新興中央空調系統。

淺層地熱能是賦存在地球表層巖土體中的低溫地熱資源，是一種新型的清潔能源，具有可再生、分布廣、儲量大、清潔環保、經濟實惠、安全性強和可用性強等特點。它是地球淺表層數百米內（<200米）的土壤巖石和地下水中所蘊藏的一種低溫熱能，其能量主要來源于太陽輻射和地球梯度增溫。與深層地熱相比，淺層地熱能分布廣泛、儲量巨大、再生迅速、采集方便、開發利用價值更大。主要采用熱泵系統（包括水源熱泵和地源熱泵兩種）進行開發利用。

地源熱泵技術是開發和利用淺層地熱能等可再生能源的技術，是將低品位能源搬運到高品位能源的技術，它可以利用自然界大量可再生的能源，如地下水、地熱水、土壤、江河湖水、工業廢水等其中儲存的大量低品位的能源，通過少量的電能，將其轉化成高品位的能源，其能效轉化比可達到1：4，即消耗1kw的電能可以得到4kw的冷熱量，其中另外3kw的冷熱量來自免費的能源。采用水源熱泵技術，可以大幅度降低用戶的能源使用費用，同時也因大量取代燃煤鍋爐，可以緩解環保的壓力。

地熱熱泵能成為世界上發展快的可再生能源之一，其原因在于它的率和無污染，而且經濟可行、普遍適用。其優勢所在如下：

1、熱泵機組的率在供暖模式上用運行系數COP來表示，它是輸出能量與輸入能量（電能）之比，目前熱泵機組的COP一般都能達到4～５左右。這等于說，熱泵的效率是400%～500%，而我們知道，空調機（空氣-空氣熱泵）的效率是200%，電的效率是100%，燃油的效率是90%，燃煤的效率是55%，因此熱泵的效率高。熱泵的效率為什么這么高？因為它除消耗一定的電能之外，另從低溫的地下水或土壤中吸取了大量的能量。

2、據專家稱，熱泵作為供熱裝置可以減少6%以上的二氧化碳排放量，它是目前市場上可獲得的減少二氧化碳排放量大的單項技術之一。雖然熱泵本身不排放二氧化碳，但電廠發電時的二氧化碳排放有1/3至1/4要算在熱泵的帳上，所以熱泵攤到有少量二氧化碳排放，但沒有其它污染產生。

3、地源熱泵利用淺層地溫的能源只需要鉆50～100m深的鉆孔，有的地方或許需要200m深，但比起地熱鉆井就更經濟、簡易得多。

4、淺層地熱能的資源條件到處都具備，不像地熱井那樣受地域局限。因此，普遍適用于世界各地，哪怕是寒帶也無妨。

2.2淺層地熱能的特點

1、淺層地熱能分布廣泛。淺層地熱能廣泛存在于地球淺表層（<200米）巨大的恒溫帶中，土壤溫度相對恒定，幾乎不受環境氣候變化的影響，再生迅速，可循環使用。如北京地區淺表層年平均溫度為13度～15度，南昌地區淺層地溫年平均為18度～22度，其能量的來源主要是地面吸收了約40%的太陽輻射熱能。因此，淺層地熱能以其分布廣泛、潔凈、使用方便、不受地域限制、可再生等優勢越來越受到國家和社會的重視。

2、淺層地熱能儲量巨大。據專家測算，我國地下近百米深度內的土壤每年可采集的低溫能量是我國目前發電裝機容量4億千瓦的3750倍，而地下百米內地下水每年可采集的低溫能量也有2億千瓦。據專家測算北京平原區按6900平方公里計算，每年可開采淺層地熱能的資源量相當于1.4億噸標準煤，為2003年北京供暖能源消耗的1100萬噸標準煤的12倍。

3、淺層地熱能清潔環保。淺層地熱能作為一種清潔可再生能源，在利用時，不像化石燃料那樣在獲取能源和產生電力的同時，排放大量的CO₂、SO₂、NOx、粉塵等燃燒產物，對環境造成嚴重污染，引起溫室效應、酸雨、土地沙漠化等問題，嚴重影響人們的身心健康。因此，開發利用清潔無污染的淺層地熱能資源已是社會發展的必然趨勢。目前供暖、制冷和生活熱水消耗的能源，主要來自于煤、油、氣等一次性能源的燃燒，不僅造成能源利用的浪費，而且還會污染環境。通過采集淺層低溫地熱能并略加提升后，不但可以滿足供暖（冷）的需求，同時還可以實現供暖（冷）區域的*排放，直接改善適用區域的大氣質量。

4、使用淺層地熱能在經濟上比較劃算。一平方米建筑投資約為250元～380元，比同樣滿足供暖、制冷和生活熱水條件的燃氣和空調系統等降低20%～30%，其運行費用明顯低于其他清潔能源，且就地取能，免于運輸、傳送，沒用廢渣，因此其可用性強。

5、淺層地熱能安全性強。淺層地熱能的利用主要是通過水源熱泵能量交換循環或地埋管能量交換兩種方式進行，不同于傳統利用燃煤、燃油為能源的鍋爐取暖方式，從而避免了因燃燒過度或材料因素引起的鍋爐爆炸等安全隱患，使住宅供暖的安全性得到保障。

3、淺層地熱能開發利用的發展概況

3.1國外發展概況

雖然淺層地熱能資源儲量巨大，屬節能環保綠色能源，但若不進行開發利用，不能體現其價值。用于開發淺層地熱能的熱泵技術是1912年由瑞士人提出的，1946年*個熱泵系統在美國俄勒岡州誕生。1974年起，瑞士、荷蘭和瑞典等國家政府逐步資助建立示范工程。20世紀80年代后期，熱泵技術日臻成熟。在社會中，由于其在減少二氧化碳方面得到普遍認可而受到廣泛關注。　 
　　利用熱泵技術開發利用淺層地熱能較好的國家有美國、瑞典、瑞士和德國，已有大量裝機的國家有加拿大、奧地利、法國和荷蘭，開始重視和推廣應用的國家有中國、日本、俄羅斯、英國等。熱泵增長較快的主要還是在美國和歐洲地區。如美國，截止1985年全國共有14,000臺地源熱泵，而1997年就安裝了45，000臺，到目前為止已安裝了400，000臺，而且每年以10%的速度穩步增長。美國地源熱泵工業已經成立了由美國能源部、環保署、愛迪遜電力研究所及眾多地源熱泵廠家組成的美國地源熱泵協會，該協會在近年中將投入一億美元從事開發、研究和推廣工作。美國計劃到2010年達到每年安裝40萬臺地源熱泵的目標，屆時將降低溫室氣體排放1百萬噸，相當于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植樹1百萬英畝，年節約能源費用達4.2億美元，此后，每年節約能源費用再增加1.7億美元。

至2005年，*有33個國家已安裝了130萬臺地源熱泵裝置，總裝機15723MWt,是2000年的2.98倍，合每年增長24.4%,占世界地熱直接利用總裝機容量的56.5%，已是地熱供暖份額(14.9%)的3.8倍。

3.2國內發展概況   

我國1965年研制成功國內*臺水冷式熱泵機組，隨后發展緩慢。直到20世紀80年代末，相關領域才開始了一些研究，在熱泵模型仿真、試驗裝置、能耗評價以及系統材質等方面取得了一些進展。　

北京市、天津市、沈陽市是我國應用地源熱泵技術開采淺層地熱能，對建筑物進行控溫較早且發展較快的城市。近年來，河南、陜西、內蒙古、山東、安徽、湖北、湖南、廣東等省也都開始了開發利用淺層地熱能的探索和試點工作。從地域分布上，在我國華北和東北南部地區工程數量較多，占總工程數量的78％。

隨著國家對節能減排，經濟環保的可再生能源不斷加大支持力度，先后出臺的扶持地溫資源開發利用與地源熱泵技術應用的相關政策法規，促使我國在這方面有了較大發展。據不*統計，截至2008年中期，全國利用（深、淺層）地溫（熱）資源，建立地源熱泵系統工程的制冷（供熱）面積約8000萬m²，每年正以約20％的速度增長，可以預計中國的地源熱泵市場前景廣闊。

3.3北京市淺層地熱能開發利用現狀

通過考察得知：對于淺層地熱能的開發利用，北京市地勘局認識早、起步快。從1999年開始開展利用淺層地熱能為建筑物供暖的研究與試驗，2002年起先后與清華大學、天津大學、中國地質大學、中科院能源所及國外公司在北京地區合作開展技術研發，先后完成了北京市*個大型地源熱泵項目和*個大型水源熱泵項目。截止到2008年6月，北京地區淺層地溫資源開發利用項目數量為548項，服務面積近1225萬m²，水源熱泵項目445項，服務面積約883萬 m²，占72%；地源熱泵項目103項，服務面積約343萬 m²，占28%。完成的熱泵工程項目種類全，既有土壤源熱泵系統，如國內目前運行的大地源熱泵系統工程--中石化管理干部學院地源熱泵空調系統、國家北方苗木基地地源熱泵空調系統等，又有地下水源熱泵系統，如國內單體規模大的地熱采暖工程--北苑家園地熱采暖示范工程、全國大的燃煤鍋爐改為水源熱泵供暖項目---北京友誼醫院項目、北京*個大型商用水源熱泵空調系統--*招待所水源熱泵項目和北京市地質勘察技術院立水橋基地水源熱泵項目等。這些項目分布在北京市的不同地區，既有適宜于水源熱泵的地區，也有適宜于土壤源熱泵的地區；有北部地區，也有南部地區。

通過實踐，北京市地勘局不僅建立了完善的地源熱泵、水源熱泵等淺層地熱能開發技術，而且取得了北京地區豐富的淺層地熱能相關信息資料，基本摸清了北京市不同地區淺層地熱能的基本特征，為北京市大規模開發淺層地熱能資源奠定了基礎，也為在全國大規模開發淺層地熱能資源積累了經驗。

北京市地勘局的探索與實踐，受到了有關領導的充分肯定和高度好評。2005年3月，國土資源部原部長孫文盛、北京市副市長陸昊先后視察了中石化管理干部學院等熱泵工程，明確指出，地熱能是自然的地下資源，它的開發利用符合發展循環經濟的要求，地源熱泵空調系統是很好的環保節能手段，希望北京市地勘局進一步深入研究，做好示范，在更大范圍內推廣利用。中國地調局原局長孟憲來也多次聽取北京市地勘局專題匯報。受孫文盛部長委托，2005年9月22日，部長顧問方克定教授率部地質勘查司、地質環境司、礦產開發管理司和中國地調局發展研究中心相關人員，專程調研淺層地熱能資源開發利用情況。2007年1月29日～30日，由國土資源部主辦，中國地調局、北京市國土資源局和北京市地勘局共同承辦的“全國地熱（淺層地熱能）開發利用現場經驗交流會”在京召開，國土資源部黨組副書記、副部長李元和副部長贠小蘇等出席會議，來自全國400多位代表考察了示范工程，并就國內外地熱資源勘查評價、開發利用情況等進行了經驗交流。2007年1月27日，中國地質調查局淺層地熱能研究與推廣中心成立，中心設在在北京市地勘局。該中心專門從事全國淺層地熱能研究與推廣工作。

3.4我國近年出臺的有關地熱能政策摘編

1、2002年12月，國土資源部《關于進一步加強地熱礦泉水資源管理的通知》（國土資發[2002]414號）指出，“地熱資源是寶貴的礦產資源，是重要的清潔能源之一”；“要加大地熱資源的勘查評價力度，加強地熱資源開發利用和保護”；“開展地熱開發示范項目和地熱水回灌等新技術的研究推廣工作，實現地熱資源的可持續利用”。

2、2005年2月28日，國家主席頒布33號主席令：2006年1月1日《中華人民共和國可再生能源法》開始正式實施。地熱能的開發與利用被明確列入新能源所鼓勵發展的范圍。

3、2005年11月29日，國家發展和改革委員會制訂并頒布了《中華人民共和國可再生能源產業發展指導目錄》，“地熱發電、地熱供暖、地源熱泵供暖或空調、地下熱能儲存系統”被列入重點發展項目；“地熱井鉆探設備、地熱井泵、水源熱泵機組、地熱能系統設計、優化和測評軟件、水的熱源利用”等被列為地熱利用領域重點推薦選用的設備。

4、2006年1月1日起，由國家發展和改革委員會制訂的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》開始執行。其中第九條：太陽能發電、海洋能發電和地熱能發電項目上網價格主管部門按照合理成本加合理利潤的原則而制定。

5、2006年4月，《國土資源“十一五”規劃綱要》出臺，提出十一五期間要加大能源礦產的勘查力度，“開展地熱、干熱巖資源潛力評價，圈定遠景開發區。”

6、2006年4月，由北京市發展和改革委員會、規劃委、建委、市政管委、科委、財政局、水務局、國土局、環保局等九委（局）聯合頒布《北京市發展熱泵系統的指導意見》，對北京市今后加強和規范熱泵系統的管理做出明確規定。

7、2006年8月，國家財政部發布《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》中明確提出“加強對可再生能源發展專項資金的管理，重點扶持燃料乙醇、生物柴油、太陽能、風能、地熱能等的開發利用。”其中第二章有關“扶持重點”第七條中提出“在建筑供熱、采暖和制冷的可再生能源開發利用，重點支持太陽能、地熱能等在建筑物中的推廣應用。”

8、2006年12月，《北京市“十一五”時期地質勘查發展規劃》提出：“將加大地熱能、淺層地熱能等可再生資源的開發利用力度，到2010年新能源和再生能源占能源消費總量的比重爭取到4%”。“要加強平原區已知地熱田外圍地質的勘查、增加地熱資源儲量、開展地熱資源空白區的勘查評價”。完成規劃新城和新農村建設的綜合地質勘查、地熱資源勘查……。

9、2007年1月，建設部發布《建設事業“十一五”重點推廣技術領域》，確定了“十一五”期間九大重點推廣技術領域，其中“建筑節能與新能源開發利用技術領域”中重點推廣太陽能、淺層地熱能、生物質能及其他能源利用技術；其中重點推廣建筑節能改造技術：供熱采暖制冷系統節能改造技術。

10、2007年1月，北京市召開的“2007年北京市發展和改革工作會議”，確定230億元政府資金重點投向八大領域，其中明確了要“加大能源、水資源開發、資源節約利用、生態環境治理等項目的支持力度”，擬投資22億元。

11、2007年6月，國務院發布《國務院關于印發節能減排綜合性工作方案的通知》（國發[2007]15號），明確提出要“大力發展可再生能源，抓緊制訂出臺可再生能源中長期規劃，推進風能、太陽能、地熱能、水電、沼氣、生物質能利用以及可再生能源與建筑一體化的科研、開發和建設，加強資源調查評價。

12、2007年9月，國家發展和改革委員會組織制定了《可再生能源中長期發展規劃》，經國務院審議、正式公布。其中對地熱能的中長期發展目標和方向做出明確規定。“要積極推進我國地熱能的開發利用，合理利用地熱資源，推廣滿足環境保護和水資源保護要求的地熱供暖、供熱水和地源熱泵技術；在具有高溫地熱資源的地區發展地熱發電，研究開發高溫地熱發電技術；在長江流域和沿海地區發展地表水、地下水、土壤等淺層地熱能進行建筑采暖、空調和生活熱水供應。到2010年，地熱能的年利用量達到400萬噸標準煤，到2020年，地熱能年利用量達到1200萬噸標準煤”。

3.5北京市政府關于淺層地熱能開發利用方面的配套政策

1、政策支持：為加大熱泵技術的推廣應用，支持發展可再生能源，北京市政府相繼出臺了一系列優惠鼓勵政策。《北京城市總體規劃（2004年～2020年）》明確指出：要因地制宜發展新能源和可再生能源。積極發展新能源，推廣熱泵技術，推廣淺層地熱等能源新技術產業化進程。《北京市“十一五”時期能源發展及節能規劃”》指出：北京將重點發展地熱能、太陽能、生物質能和風能。《北京市“十一五”時期地質勘查發展規劃》對淺層地熱能資源開發利用進行了詳細部署。北京市發改委、北京市國土局等九部門出臺了《關于發展熱泵系統的指導意見》，鼓勵新建建筑采用熱泵系統，鼓勵鍋爐改造采用熱泵系統。為促進淺層地溫（熱）資源的合理開發、科學利用，市相關部門還共同組織了淺層地溫（熱）資源潛力調查工作。由北京市地勘局申請立項的“北京市平原區淺層地熱能資源地質勘查項目”得到市財政專項資金支持。市發改委、市水務局和市國土資源局組織編制了《北京市平原區淺層地溫資源評價及利用規劃》。

2、具體做法：《關于發展熱泵系統的指導意見》規定：對利用熱泵技術的項目，給予一定的建設經費補償（按不同情況、類型、面積給予補助），經費從固定資產投資中予以安排。對政府投資的公益性項目，予以全額投資；對其他項目，根據規劃部門核定和建委驗收的竣工的建筑面積，給予補助（補助標準：水源熱泵35元/m²，地源熱泵和再生水源熱泵50元/m²）。文件中還結合市政府各部門的職能，明確了相關部門的職責及分工。建設單位根據選用的熱泵方式（即水源熱泵或土壤源熱泵、地熱熱泵等）應相應地取得國土資源部門的地質條件評估意見、水務部門的水資源評估意見，國土資源部門負責項目的地質環境監測。取得國土、水務兩個部門意見的項目，由市發改委按建設項目予以一定的資金補助。據此，市國土資源部門擬定了《關于地源熱泵項目的申報程序及有關管理要求的說明》；市水務部門發文《關于加強我市水源熱泵管理工作的通知》；市環保、財政、市政管委、科委、規委、建委等部門都根據自己的職能職責，制定了相關的規定，共同支持地源熱泵項目的發展。

3、技術監管：為引導熱泵項目市場有序發展，在相關的文件中，結合北京市的實際情況與地區的區域地質、水文地質條件及經濟方面的因素，明確提出了具體要求，如限定水源熱泵項目水井深度不得超過100米；地源熱泵（地埋管方式）換熱孔的深度不得超過150米。地源熱泵項目，必須保留一定數量的監測孔，并報市國土資源局備案，以便定期進行地質環境（溫度變化等）監測與研究等。

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