中國(guó)科學(xué)院院士汪集暘
地?zé)崾且环N清潔低碳漂岔、分布廣泛植袍、資源豐富僧家、安全穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)可再生能源隅本，對(duì)于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)揮著重要作用性湿。
我國(guó)北方地區(qū)、高原寒冷地區(qū)乃至南嶺以南部分地區(qū)冬季氣溫低没隘，建筑取暖需求大懂扼。近10年來(lái)禁荸，由于化石燃料使用過(guò)多右蒲，霧霾頻發(fā)。對(duì)此赶熟，國(guó)家大力提倡利用包括地?zé)崮茉趦?nèi)的清潔能源取暖瑰妄，霧霾天數(shù)逐年減少陷嘴，大氣環(huán)境呈現(xiàn)向好趨勢(shì)。
但隨著地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)的發(fā)展间坐，一些新的問(wèn)題不斷涌現(xiàn)灾挨。我國(guó)地?zé)崛∨a(chǎn)業(yè)潛力有多大？未來(lái)應(yīng)當(dāng)朝什么方向發(fā)展竹宋？如何引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)地發(fā)展劳澄？本文基于以上問(wèn)題進(jìn)行探討，并針對(duì)制定我國(guó)地?zé)崛∨a(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略提出建議蜈七。
我國(guó)地?zé)豳Y源潛力巨大
地?zé)豳Y源按深度劃分為淺層秒拔、中深層和深層地?zé)豳Y源。淺層地?zé)崮芡ㄟ^(guò)鉆孔熱交換器（BHE）及熱泵得以開(kāi)發(fā)利用薛津，其深度范圍一般為200米以淺恐呢，包括土壤層及淺層含水層。中深層地?zé)豳Y源一般介于 200米和 3000米之間症妻，開(kāi)采系統(tǒng)還可細(xì)分為水熱系統(tǒng)中的對(duì)流換熱系統(tǒng)（在含水層中布置開(kāi)采井和回灌井）和傳導(dǎo)換熱系統(tǒng)（深井換熱系統(tǒng)-DBHE）节婶。深層地?zé)豳Y源埋深通常超過(guò)3000米，可分為干熱巖追临、水熱系統(tǒng)享积。
在板塊構(gòu)造格局的影響下，我國(guó)主要沉積盆地的地?zé)岜尘坝蓶|至西蘑弊，依次為熱盆璃淤、溫盆和冷盆分布。東部的松遼盆地唬辛、渤海灣盆地伙斯、蘇北盆地等屬于熱盆，地?zé)豳Y源相對(duì)豐富泉扛。在沉積盆地地?zé)嵯到y(tǒng)中笛坦，主要熱儲(chǔ)類(lèi)型有砂巖孔隙型熱儲(chǔ)和基巖裂隙—巖溶型熱儲(chǔ)。其中苔巨，基巖裂隙—巖溶型地?zé)醿?chǔ)的熱流體循環(huán)條件更加優(yōu)越版扩，開(kāi)發(fā)利用潛力更大。
我國(guó)碳酸鹽巖的分布總面積占陸地面積的1/3侄泽，裸露面積約為90萬(wàn)平方千米礁芦，隱伏面積達(dá)250萬(wàn)平方千米以上〉课玻基于巖溶發(fā)育程度的差異柿扣，以雄縣地?zé)嵯到y(tǒng)和蘇北地?zé)嵯到y(tǒng)為參照，采用類(lèi)比法估算了全國(guó)巖溶熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源潛力闺魏，結(jié)果為5000~50000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤未状，可見(jiàn)潛力巨大俯画。雄安新區(qū)和北京市副中心均在巖溶型熱儲(chǔ)分布的渤海灣盆地內(nèi)，實(shí)測(cè)大地?zé)崃髦碉@示出了雄安新區(qū)極好的構(gòu)造熱背景司草。未來(lái)艰垂，在雄安新區(qū)和北京市副中心清潔取暖中，地?zé)豳Y源均將大有作為埋虹。
淺層地?zé)崮艿睦檬加?0世紀(jì)60年代吭辛，近10年來(lái)，地源熱泵系統(tǒng)在建筑物空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用得到了快速發(fā)展驳辖，并取得了良好的節(jié)能效果拖牢。由于淺層地?zé)崮軆?chǔ)量巨大和清潔環(huán)保，利用熱泵技術(shù)乙遵，幾乎適用于任何建筑物浦忠。長(zhǎng)三角淺層地?zé)崮艿刭|(zhì)條件優(yōu)越，適宜開(kāi)發(fā)轮庵，在國(guó)家政策和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下韩记，長(zhǎng)三角地區(qū)地?zé)崛∨a(chǎn)業(yè)必將得到快速發(fā)展。
地?zé)崆鍧嵢∨夹g(shù)發(fā)展迅速
北方地區(qū)清潔取暖比例較低沦靖，特別是部分地區(qū)冬季大量使用散燒煤及熱效率低下的小型燃煤鍋爐喂交，大氣污染物排放量大，迫切需要推進(jìn)清潔取暖防偿。這與廣大群眾生活水平的提高和生活環(huán)境的改善息息相關(guān)察夕。
地?zé)崛∨抢玫責(zé)豳Y源，使用換熱系統(tǒng)提取地?zé)豳Y源中的熱量窗悯，向用戶(hù)供暖的方式区匣，其技術(shù)模式按照所利用地?zé)豳Y源、賦存介質(zhì)特征及換熱技術(shù)的不同蒋院，可以分為淺層地?zé)崮苋∨ㄖ评洌┠Ｊ娇鞴场⑺疅嵝偷責(zé)崮苋∨Ｊ健⒅猩顚拥卦礋岜萌∨Ｊ健?br />
地源熱泵技術(shù)是一種利用淺層地?zé)豳Y源的低品位熱源欺旧、既可供熱又可制冷的高效節(jié)能的空調(diào)技術(shù)姑丑。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑物三聯(lián)供系統(tǒng)的能源供給，是淺層地?zé)崮茏钪饕拈_(kāi)發(fā)利用方式辞友。地源熱泵主要分為地埋管熱泵栅哀、地下水熱泵和地表水源熱泵等。
中深層水熱型地?zé)豳Y源一般深度在3000米以淺称龙，由地下水作為傳熱載體留拾，可以通過(guò)抽取熱水或者水汽混合物提取熱量。水熱型地?zé)崛∨夹g(shù)通過(guò)開(kāi)采井抽取地?zé)崴ㄟ^(guò)換熱站將熱量傳遞給供熱管網(wǎng)中的循環(huán)水间驮，輸送給用戶(hù)，溫度降低后的地?zé)嵛菜ㄟ^(guò)回灌井注入地下煤蔚，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用试填。
中深層地源熱泵技術(shù)基于同軸雙套管水循環(huán)原理，將地?zé)峋畠?nèi)換熱器加熱循環(huán)出來(lái)的熱水作為熱源進(jìn)入高溫?zé)岜脵C(jī)組谦枢，通過(guò)高溫?zé)岜脵C(jī)組的提升三麦，達(dá)到建筑物供熱所需的供水溫度，實(shí)現(xiàn)向建筑物穩(wěn)定供暖怕茉。它具有節(jié)能環(huán)保屈宿、應(yīng)用靈活和穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)地?zé)峥沙掷m(xù)利用的一種重要途徑榨豹。但是脸嗜，單井每延米取熱能力有限，單一熱源的供熱能力有限樱搪。該項(xiàng)技術(shù)僅在我國(guó)個(gè)別地區(qū)試驗(yàn)性應(yīng)用亭弥，未來(lái)的研究重點(diǎn)是通過(guò)鉆孔與儲(chǔ)層的關(guān)聯(lián)強(qiáng)化、供熱系統(tǒng)效率的優(yōu)化來(lái)提高單井每延米的取熱能力离秸。
地?zé)崆鍧嵢∨a(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高粮剃，我國(guó)建筑面積預(yù)計(jì)至2050年達(dá)到500億平方米，北方冬季取暖是剛性需求虐块，南方有空調(diào)制冷的需求俩滥。建筑取暖和制冷市場(chǎng)巨大，在數(shù)萬(wàn)億元人民幣規(guī)模贺奠。隨著人們生活水平的提高霜旧，對(duì)于清潔取暖的追求與日俱增，強(qiáng)大的內(nèi)需不斷拉動(dòng)能源消費(fèi)市場(chǎng)儡率。
在國(guó)家層面颁糟，政府把清潔取暖提高到國(guó)家生態(tài)安全的高度來(lái)看待，政策導(dǎo)向勢(shì)必不斷推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和取暖方式的變革喉悴。此外棱貌，技術(shù)進(jìn)步也為資源利用市場(chǎng)發(fā)展提供動(dòng)力。清潔取暖技術(shù)與新風(fēng)技術(shù)的融合箕肃，是現(xiàn)代建筑風(fēng)氣的普遍追求目標(biāo)婚脱，而這兩項(xiàng)技術(shù)都比較成熟。新興技術(shù)也為今后地下勺像、地上結(jié)合形成高效可持續(xù)的清潔取暖成套技術(shù)體系障贸，創(chuàng)造了支撐條件。未來(lái)，技術(shù)的不斷發(fā)展還將帶動(dòng)資源類(lèi)型的不斷擴(kuò)展厨杆。比如东种，地表水源熱泵的大量采用、海水源熱泵的提升翎郭，為淺層地?zé)崮艿睦脦?lái)新的巨大發(fā)展空間撮译。
我國(guó)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用在“政、產(chǎn)蔽掀、學(xué)龄羽、研、用”的共同努力下進(jìn)展迅速循抱，成績(jī)斐然砂姥。但是，在地?zé)衢_(kāi)發(fā)熱潮下蟀符，也產(chǎn)生了一系列問(wèn)題掠记，如管理政策不完善、發(fā)展方向不明確拍随、人才不足等坐求。
為促進(jìn)地?zé)崆鍧嵢∨a(chǎn)業(yè)發(fā)展，筆者建議晌梨，首先應(yīng)加強(qiáng)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)的頂層設(shè)計(jì)桥嗤。地?zé)嶂皇强稍偕茉创蠹彝ブ械囊粏T，必須放在可再生能源發(fā)展的大局中去規(guī)劃仔蝌。要在國(guó)家層面上泛领，充分考慮我國(guó)各個(gè)地區(qū)的地?zé)岱A賦與冷熱需求，做好宏觀規(guī)劃敛惊。同時(shí)渊鞋，還要在管理政策上加以完善，制定地?zé)峁芾磙k法瞧挤，明確管理部門(mén)锡宋，避免多頭管理。出臺(tái)優(yōu)惠措施特恬，鼓勵(lì)和保護(hù)企業(yè)實(shí)施地?zé)崛∨戳患訌?qiáng)監(jiān)管，對(duì)違法違規(guī)企業(yè)加大處罰力度癌刽，規(guī)范市場(chǎng)蚤就。
其次應(yīng)明確地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)思路，“熱”“電”并舉虑治、西“電”東“熱”——在高溫地?zé)嶝S富的西部地區(qū)優(yōu)先發(fā)展地?zé)岚l(fā)電闰厨，在東部地區(qū)則優(yōu)先發(fā)展地?zé)崛∨?ldquo;深”“淺”結(jié)合撼腹、由“淺”及“深”——從淺層地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)，逐步深入害寸；“干”“濕”有度瓦腋、先“濕”后“干”——現(xiàn)階段不宜不計(jì)成本地開(kāi)發(fā)干熱巖，而應(yīng)優(yōu)先用好水熱資源寝谚；“天”“地”合一妙旅、“動(dòng)”“靜”結(jié)合——充分發(fā)揮“地?zé)?”的模式，與太陽(yáng)能憎苦、風(fēng)能等可再生能源互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)丘登。
最后應(yīng)全面推進(jìn)人才隊(duì)伍建設(shè)泽姨。自20世紀(jì)70年代以來(lái)叁震，我們已經(jīng)培養(yǎng)了一批專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，為我國(guó)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了顯著貢獻(xiàn)敲坏。但我國(guó)地?zé)崾袌?chǎng)規(guī)模巨大窘问，相關(guān)企業(yè)有數(shù)千家之多，隨著未來(lái)地?zé)崆鍧嵢∨袌?chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大宜咒，從科研惠赫、管理到技術(shù)，人才匱乏現(xiàn)象愈發(fā)顯著故黑。因此儿咱，高校和企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大地?zé)釋?zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)力度，打造常態(tài)化和可持續(xù)化的人才培養(yǎng)體系场晶，為地?zé)岙a(chǎn)業(yè)提供充足的人才支撐混埠。
