浅层地热能简介

浅层地热能浅层地热能由于水温升高可以形成蒸汽，经过热交换器冷凝为液体。

在现有技术条件下，将地下的热水从一个较深的地方引出来的成本大概是每100米3~6美元，因此把这些热水加热成蒸汽是比较便宜的，而且还不需要抽水机来维持较深处的地下水。

在使用燃气或燃油锅炉等普通发电设备向地热区供电时，会产生一系列的污染物质，其中包括硫化物、氟化物、汞及其他重金属污染物，当然其中也含有氯等有害物质。

如果用水蒸气发电代替燃煤锅炉则可减少一些这样的污染物排放量。

另外，在大多数情况下地热蒸汽的热效率都高达30%以上，因此即使用水蒸气来发电，每发一度电所获得的热量仍然比使用燃煤电厂产生的电力要高得多。

以此推算，若用地热发电取代目前美国发电厂的全部燃煤，并降低二氧化碳排放量一半，则其二氧化碳排放量仅相当于1970年水平，假如用地热发电可使美国1990年至2000年的二氧化碳排放量减少40%。

因此，用地热能发电不仅可以保护环境，还可以大幅度节省资源。

地热发电与煤炭发电相比，地热发电设备简单、投资少、运行成本低、不排放废渣、废气、废水、噪音、废渣、粉尘，完全符合当今世界对环境保护的要求。

由于地热发电使用的原料主要是地热流体，它几乎没有温室效应，这种利用地热能的技术既清洁又安全。

水作为一种理想的低污染工质，已经成为各种工业过程的关键组分和选择性载体，特别是在高新科学技术的发展过程中，更是成为现代工业过程中重要的工质之一。

同时，作为重要的非再生资源，水在人类社会的文明进步过程中也发挥着不可替代的作用。

地热能是一种自然存在的能量形式，具有无污染、不可再生、蕴藏量丰富、清洁卫生、环境友好等优点，被誉为21世纪最具有开发潜力的清洁能源。

可以说，地热能是可以像太阳能一样普遍获取的、可再生的、永不枯竭的绿色环保能源。

中国已将地热能确定为21世纪最具有战略意义的替代能源之一。

发展地热能利用是实施可持续发展战略的必由之路。

我国丰富的地热资源可望在21世纪逐渐转变为现实的经济优势，使其成为解决我国能源紧张问题的一条重要途径。

启动区浅层地热
启动区浅层地热是指利用地表以下较浅层的地热资源进行能源开发和利用的过程。

地球表面以下约几十米的地下区域，存在着一定的地热能量，这部分能量可以通过建设地源热泵、浅层地热能井等设施来利用。

浅层地热能源主要利用地面深度约50米以内的温度稳定、资源丰富的地区。

通过在地下安装管道，将地面上的液体或气体输送到地下，经过对流和换热过程，吸收地热能量，再将经过加热的热液或热气输送到地面进行利用。

启动区浅层地热的优点包括资源分布广泛、能量稳定可靠、污染排放低等。

另外，相比于深部地热能源开发，浅层地热具有较低的技术门槛和建设成本，对城市和农村地区能源供应的可持续发展具有潜力。

在实际应用中，启动区浅层地热可以用于供热、供冷、发电等方面。

例如，可以利用地源热泵系统将地下的稳定温度用于建筑物的空调和供暖；也可以利用浅层地热来发电，通过直接或间接的方式将地热能量转化为电能。

然而，启动区浅层地热也面临着一些挑战，包括地下水资源保护、地热能开采对地质环境的影响等。

因此，在进行启动区浅层地热能源开发时，需要进行充分的勘探和评估，确保合理利用地热能源的同时保护地球的环境和生态系统。

新型绿色清洁能源——浅层地温能随着科学技术的发展，人们认识自然、改造自然能力的不断提高，一些新兴领域、新兴资源不断为人们所开发、所利用。

浅层地温能便是近年来兴起的新类型资源，是新型的绿色清洁能源，前景广阔，大有可为。

一、浅层地温能基本概念浅层地温能也称浅层地热能。

是指地表以下一定深度范围内（一般在地下 200 m 深范围），温度低于25℃，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。

浅层地温能是地热资源的一部分，可称为特殊的能源资源。

其主要特点同太阳能、风能等能源一样，不产生二氧化碳及热岛效应，清洁环保，不产生室内外环境污染，是典型的“气候友好技术”和“绿色经济”。

浅层地温能的能量，主要来源于太阳辐射与地球固有的地热增温极效应：一方面吸收来自太阳的热辐射，另一方面蓄积来自地球内部的热逸散，因而是一种近乎可无限开发的可再生清洁能源。

地球表面是一座巨大的天然太阳能集热器和储热库，通过分布在地球表面的岩体（地表裸露基岩）、土体（地表耕作层与风化层）和水体（包括地表水和浅层地下水）来吸收和储集太阳热能为地热能。

地球浅表的岩土体、地下水、地表水是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，该能量是人类利用量的五百多倍。

据计算，浅层地温能的能量，到达地球表面的太阳能，相当于全世界能源消耗量的2000倍以上。

浅层地温能资源的开发利用只通过消耗少量的电能，就能够从浅层岩土体、地下水中提取大量的热量或冷量，每消耗1kW的电能，用户可得到4kW以上的热量和6kW以上的冷量，即制热工况下能效比为4.0以上，制冷工况下能效比达到6.0以上。

利用过程无燃烧，不消耗化石资源，不向外界排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放，不会造成环境污染，环境效益非常显著。

浅层地温能利用示范项目：全国首个地质科技园——贵州地质科技园二、浅层地温能开发技术浅层地温能的开采、利用条件主要受气候、地形、地貌、岩石、构造、地表水与地下水及城镇分布等因素的控制和影响。

地热能的开采和利用技术随着能源问题的日益凸显，人们对可再生能源的关注度也越来越高。

地热能作为一种清洁、可再生的能源类型，逐渐被广泛认知和应用。

本文将介绍地热能的开采和利用技术，包括浅层地热能利用、深层地热能利用等方面的内容。

一、浅层地热能利用浅层地热能利用主要指的是地下温度较低深度（几十米内）的浅层地源热泵系统。

该系统通过地下温度的特点来实现供热和供冷，具有节能、环保、舒适等优点。

浅层地源热泵系统由地热井、热泵单位、供回水系统三个部分构成。

其中地热井是将地下温度利用到最大的部分，地热井的深度要按照当地的气候和供热需要进行调整。

热泵单位是制冷、制热的核心部分，对于储水容器或者室外管道进行热量的交换，从而实现了夏季降温，冬季升温的效果。

供回水系统是将调节后的水通过管道输送到室内进行供冷或供热。

浅层地源热泵系统的优点在于稳定、节能、环保，在燃料费用与热量能耗之中，前者降低了因使用燃料带来的能源消耗，在后者上，在某些大型供热系统中，使用地热能作为起伏太远，后续维护难度大的柔性供电的替代，确保无时无刻有热水供应。

浅层地源热泵系统在大气温度变化较小的地区，可以实现一年四季平稳供热，是一种较为成熟的地热能利用技术。

二、深层地热能利用深层地热能利用主要指的是通过开采较深的地下热水来实现供热和发电。

深层地热能具有稳定、可靠、可再生、环保等特点，被认为是一种非常有前景的清洁能源。

深层地热能开采主要包括地热能、热水、热炉锅炉和热电厂等。

地热能通过封闭的钻井设备到地下抽取取暖，或者对洞穴温度的测量和影响来察明矿区的地热温度（常温28℃以上），对于储水服务也比较成熟。

热水和地热能的不同在于，热水可以用于供给温泉浴馆，地热能则是寻矿、统计洞穴较多的机构才能考虑使用的容量大、安装应用困难的技术，但是生产和使用的效率都非常高。

深层地热炉锅炉和热电厂则是利用地下热水产生的高温高压蒸汽，带动汽轮发电机发电。

由于深层地热能的稳定性和可再生性都非常强，因此深层地热能发电被认为是一种最为理想的清洁能源之一。

浅层地热能和中深层地热能都是地热资源的一部分，具有不同的特点和利用方式。

浅层地热能通常指地表以下一定深度范围内的地热资源，通常为几十至几百米深度。

这种地热能通常是通过利用地下温度较低的资源，如地下水、土壤等，进行采暖、制冷、发电等方面的利用。

浅层地热能的开发利用成本较低，但输出能量较小。

中深层地热能则是指深度在200米至3000米之间的地热资源。

这种地热能的特点是温度较高，通常在50℃至150℃之间，可以通过热水、高温蒸汽等方式进行开发利用。

中深层地热能的利用范围较广，包括采暖、制冷、发电、旅游景区供能等领域。

同时，中深层地热能还具有稳定、连续、利用效率高等优势。

在实际开发利用中，浅层地热能和中深层地热能各有其适用的条件和领域。

对于温度要求不高、利用规模较小的场合，浅层地热能可能更为适合；而对于需要高温能源的场合，中深层地热能则更具优势。

同时，由于地热资源的分布具有地域性特点，不同地区的地热能开发利用条件也会有所不同。

因此，在实际应用中需要根据具体情况进行选择和评估。

我国浅层地热能开发利用现状及双碳背景下的发展趋势摘要：浅层地热能又称浅层地温能，一般是指蕴藏在地表以下200m以浅范围内未受污染的岩土体、地下水和地表水中，具有可开发利用价值的温度低于25℃的热能。

浅层地热能具有可循环再生、清洁环保、分布广泛、储量巨大、埋藏较浅、可就近开发利用等特点，作为化石能源的替代资源，通过地源热泵技术进行开发利用，能够有效减少二氧化碳和污染物排放。

随着传统能源的紧缺和人们对清洁能源的重视以及热泵技术的日益成熟，加之中国浅层地热能资源较为丰富，浅层地热能的开发利用在中国城市地区得到了快速发展。

基于此，本文将对浅层地热能开发利用现状及双碳背景下的发展趋势进行简单分析。

关键词：浅层地热能；开发利用现状；双碳背景；发展趋势1.浅层地热能资源开发利用方式根据地热能交换形式的不同，浅层地热能开发利用方式分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统三种模式。

1.1地埋管地源热泵系统地埋管地源热泵系统由传热介质通过水平或竖直的地埋管换热器与岩土体进行热交换的热泵系统，通过传热介质在封闭的地下埋管中流动和土壤巨大的蓄热蓄冷能力，利用热泵技术将地下土壤中的热量进行转移，从而实现系统与大地之间的传热。

地埋管地源热泵系统受地下水量的影响较小，基本不会造成地下水破坏或污染，系统运行稳定性和可靠性强，能够达到节能减排的目的。

1.2地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统将地下水作为低品位热源，利用少量的电能输入，实现低品位热能向高品位热能转移，从而达到供热或供冷的一种系统。

地下水地源热泵系统适合于比较丰富、稳定、优质的地下水资源地区。

它的优点是系统的水井占地面积小、综合造价低、简便易行，并可以满足大面积建筑物的供暖制冷的需要。

1.3地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统利用热泵技术，将池塘、湖泊或河流中的地表水作为低品位热源，通过少量的高品位电能输入，实现低品位热能向高品位热能转移，从而达到供热或供冷的一种系统。

浅层地能（热）的开发与利用浅层地能（热）广泛存在于地下浅层（数百米以内）恒温带中的土壤和地下水里。

它是低品位（<25℃）的可再生能源。

有别于传统深层(<5km）地热能。

它基本不受地域和气候的影响。

其温度相对恒定，储量巨大，是不应被忽视的新能源。

在建筑供暖（冷）用新能源中是最为现实、最有前途的能源。

本文重要介绍开发利用这种能源的价值，国内外的发展状况及开发利用中应注意的一些问题。

（一）何谓浅层地能（热）——在太阳能照射和地心热产生的大地热流的综合作用下，存在在地壳下近表层数百米内的恒温带中的土壤、砂岩和地下水里的低温地热能。

浅层地能（热）不是传统概念的深层地热，是地热可再生能源家族中的新成员，它不属于地心热的范畴，是太阳能的另一种表现形式，广泛的存在于大地表层中。

它既可恢复又可再生是取之不尽用之不竭的低温能源。

以往，这种低温能源，因品位不高（通常温度﹤25℃），往往被人们所忽视。

随着制冷技术及设备的进步和完善，成熟的热泵技术使浅层地能（热）的采集、提升和利用成为现实。

随着社会的进步、物质生活水平的提高，人们对居住环境和质量的要求也随之提高。

人们对居住环境的供暖、制冷和生活热水的需求也更加迫切。

我国建筑用能占全社会能源需求的比例，已由原来的1/6增长为1/4，其中，建筑物冬季供暖、夏季制冷、生活热水的能耗需求，占有相当大的比例。

以往，这种能源主要来自于矿物质燃料（煤、油、气）的燃烧。

1000多度的高温烟气加热70～80℃的低温水实现供暖（冷）的低温要求，排烟的温度竟达200℃以上，这不仅仅是能源利用的浪费和不合理，且严重地污染周围的环境，加大了政府环境治理的难度。

热泵系统采集浅层低温地能（热），并略加以提升后，满足供暖（冷）的需求，同时实现供暖（冷）区域的零污染排放。

这不仅利用了大自然的低品位可再生能源，大幅度节约高品位传统的建筑用能，同时真正实现供暖（冷）而无污染的绿色居住环境。

在某种意义上讲，这是一种暖通行业能源利用的一场革命、变革。