續上期

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多維監控體系確保地熱能高效可持續發展

地熱能的利用依賴并某種程度反作用于地下地質環境，現今地源熱泵的使用不再是一條管、一口井、一個機組的簡單利用模式，許多大型的地源熱泵項目動輒上萬個換熱孔，如此大規模的地熱能利用對地質環境的依賴性更大。因此，建立一個完善的監控體系，實時掌握周邊的地下水、土壤、微生物、溫度場等的變化，是保障科學高效、可持續利用必須且必要的工作。

圖為《地源熱泵》雜志記者采訪李寧波主任現場

據李寧波主任介紹，關于淺層地熱能的監測，最早是在2009年國土資源部發布的《關于大力推進淺層地熱能開發利用》的通知里明確地提出的。事實上，當時已經在北京建立起了中國第一個淺層地熱能地質環境影響的監測系統，包括兩個監測站和20個監測點，經過發展與擴大，后來是兩個站40個監測點，現在就總體規模來講有近百個，涵蓋北京各個不同的地質單元，不同的區域。與此同時，李寧波主任主持編寫了淺層地熱能開發地質環境影響監測評價的行業規范，以統領性規范的形式希望引起各地的高度重視。監測系統的建立應是政府部門、支撐部門和技術支撐單位的共同責任，嚴格規范對地質環境的監測。在全國各個地方，由于地方財政經濟發展不均衡，部分地區要建立完善的監測體系比較困難，可以按照規劃先建立初步的系統，對于政府出臺政策及后續管理起到基礎的支撐作用。

圖為李寧波主任在四季春·2018第十屆中國國際地源熱泵行業高層論壇上發言

監測系統的建立更多地是發力于工程結束之后，而從勘察定位到設計施工，仍有許多環節需要進行調研與監控。李寧波主任介紹，在實施大型的地源熱泵項目前期會進行相關的調研，開展巖土體現場熱響應實驗，做充分的淺層地熱地質條件評估，在不影響地質環境變化的前提下，計算合理的布孔數量，在項目實施中還同時施工地質環境監測孔，實時監測地源熱泵項目運行對地下地質體的影響程度。李寧波主任結合大興國際機場和北京城市副中心等地熱能大型公建項目的地質監測數據表示，就目前實際的監測結果來看，地源熱泵技術已經足夠安全。以前粗放式的地源熱泵項目管理運營，有些可能會對地下水環境或地溫場產生影響，但現在即使是體量極其巨大的熱泵工程，對環境產生的影響也是微乎其微的。總結來看，李主任認為從地源熱泵這個角度來講，一方面是由于北京管理比較規范，在前期勘查、回填等施工方面要求相對要高一些。另外在施工的過程中，大型公建項目對施工安裝的企業資質要求較高，多為大型企業施工，大型企業現場的管理也比較規范;另一方面也得益于地源熱泵產業自身的發展，目前很多地源熱泵項目為復合式系統，地源熱泵部分僅承擔基礎負荷，其余方式進行調峰，這樣也可以盡量減少因為大范圍布孔對地下環境造成的不良影響。此外，目前開展實驗的井下換熱技術，也能夠極大地提高地埋管的單孔換熱能力，減少布孔數量。

04

“三個制宜”把脈，“地熱能+”賦能行業未來

隨著地熱能開發利用技術的進步與認知的提升，通過合理的地熱能開發手段和整合形式，構建能源綜合利用系統成為當下能源利用的新方向。李寧波主任根據多年的實踐經驗，提出了“地熱能+”的創新模式，即以地熱能為主，多種能源相結合兼容并蓄的供能方式，從供給端整合更多清潔能源，實現高度的資源節約與高持續性能源供給鏈，滿足用戶的用能需求。實現“地源熱泵+”的模式將通過淺層地熱能與干熱型地熱資源、與深層水熱型地熱資源相結合;將淺層地熱能與包括太陽輻射、熱量、空氣、水分、風能在內的氣候資源相結合;將以淺層地熱能為主，深層地熱為輔的多源復合系統與儲能系統相結合;以地表水為表，淺層地熱能為里，將二者相結合的模式。李寧波主任認為這四種結合模式并不是孤立的，而是可以相互結合的，根據區域資源稟賦情況，靈活地使用，以實現各種資源最大程度地利用。這一創新模式，李寧波總結為四個結合：一是深淺結合，二是天地結合，三是調蓄結合，四是表里結合。

圖為李寧波主任在華清榮益·2019第十一屆地源熱泵行業高層論壇上發表講話

李寧波主任認為，未來，“地熱能+”的典型實現形式是區域地熱能的發展。

“區域地熱能”指在地熱資源富集區域，在目前的工藝條件下，運用相關的合理技術和手段，獲取經濟實用的地熱能，并且有機融入區域能源綜合利用系統。從能源供給端到使用端，實現高度的環節統一與智慧管理，在一定范圍內形成資源節約、經濟性好、持續和保障性高的能源供給鏈，在發電、供暖、制冷、旅游養生等多方面發揮作用。其中，“區域”可以是一個城市，一個工業區和大型住區，也可以是一個小區或建筑群，形成能源生產、供應、輸配、使用和排放的完整鏈條。“地熱能+”具有顯著的優勢，它有效提升了系統運行的經濟性和運維的可靠性。但由于我國幅員遼闊，南北方緯度跨度大，氣候條件差異大，建筑對冷熱需求因各地而呈現出不同的特點，再加上地熱地質條件千差萬別，單一的能源供給方式不可能解決所有的問題，因此，李寧波主任指出“三個制宜”是“地熱能+”能源整合鏈條的核心要素。

首先，因地制宜，掌握區域地質、資源條件是基礎。在區域經濟、技術條件成熟情況下，應重點發揮地質勘查工作在地熱開發利用中的基礎性、先行性作用，加大資金投入，提高覆蓋面及勘查數據精度，支撐地熱科學規劃，有效引導市場，降低風險。其次，因時制宜，技術與經濟發展相輔相成。地熱發展隨著國家經濟、社會發展水平的提升而提高。經濟基礎決定著上層建筑，也決定著國民的生活需求面。不同發展時期重點和重心會有變化。未來，在經濟、技術條件適宜時期，可以著力擴大干熱巖、中低溫發電等技術推廣。第三，因事制宜，不同的需求應用不同的方式。針對不同的區域地熱資源條件，同經濟社會發展所處的歷史時期相匹配，可用不同的方式針對性地調整適應不同的場景和不同的適用情況。

圖為節選李寧波主任公開演講PPT截圖

此外，隨著區域性能源利用規模的擴大，“地熱能+”還應該考慮融入大數據和互聯網的力量。通過互聯網技術的運用，實現智能控制與智慧化的管理，也是降低能源損耗、節省運行費用的好方式，所以“地熱能+”的發展路徑也應向互聯網要效益。采訪最后，李寧波主任結合當前地熱能在全國的發展現狀，給《地源熱泵》記者展望了我國地熱能行業未來的發展前進道路。李主任指出：未來，地熱市場前景依然廣闊，挑戰依然存在。能源的革新，更是地熱能行業從業者“堅守初心，牢記使命”的自我革命。在接下來一段時間內，我國的地熱能行業發展仍會保持高增長態勢，由于新規劃、政策的全面實施，預計今后將迎來井噴式的大發展。地熱能市場前景廣闊，如何才能抓住良好的契機?李寧波主任表示，作為地熱能行業從業者，還是應該從基本的方面著手去做：首先，做好行業自律，踏踏實實、認認真真做好自己的每一件事，高標準、嚴要求、細勞作、出精品;其次，眼光要長遠，誠信經營，相互扶持，共同進步，單絲不成線，獨木不成林。最后，要做到以“我”為主，兼收并蓄，各展所長，充分發揮自身專業領域的技術特長，相互借鑒，齊頭并進，共迎地熱能發展的千載難逢新時代。(全文完)