地热如何恒温(地下恒温箱该如何利用)
封面新闻记者 田之路
5月6日,四川省地热产业联盟成立并揭牌。地热是无污染的可再生清洁能源,资源稳定可靠,开发利用潜力巨大,四川地热资源可利用总量居全国第三位。
那么,地热在四川到底能不能“热”起来,我们采访了四川省地质工程勘察院集团有限公司(省地矿局所属成都水文地质队)总工程师钱江澎,让他来为我们揭晓地热资源的奥秘。
普格县螺髻山温泉瀑布
地温空调:
“恒温箱”里的热能循环
地热是什么?不少在四川的小伙伴,都知道泡的天然温泉是地热,而对其他地热资源可能就很陌生了。殊不知,地热用于建筑空调(采暖)已在不少北方城市大规模推广,西藏的地热用于发电也平稳运行多年。
早在2013年,国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部就联合发布了《关于促进地热能开发利用的指导意见》,使用地热能,一直被赋予“环保”“低碳”的标签。其中,地热资源被分成浅层、中层、深层三类。
我们熟悉的温泉就属于中层地热,先从离地表最近的浅层聊起,地表以下200米以内的岩土体以及地下水的温度,基本不受地表大气温度变化的影响,其昼夜和四季的温度变化很小,可以看作是一个硕大无比的“恒温箱”。
这就是为什么我们在地下停车场、地铁、防空洞里面都会有冬暖夏凉的感受。
钱江澎进一步解释说,浅层地热之所以被称为“地热能”,是因为这层岩土水体的温度能够被利用,成为一种“能量”,我们把它叫做“低品位热能”。利用地温在四川省建筑的室内空气调节方面具有诸多优势。
地温空调与我们平时使用的空调最大不同就在于,它把空调机夏季产生的热量,和冬季产生的冷量都注入到了地下“恒温箱”里,而不是直接排放到建筑体外的空气中,后者会产生城市“热岛效应”。
四川巴塘县茶洛“热坑”地热泉
四川适用“保温箱”:
地下热能可周转 “热堆积”压力小
地温空调还有一大优势就是节能,利用恒定地温与夏季或冬季的气温间“反向温差”进行建筑室内空气温度调节,比直接采用室外空气气温要节能得多。
钱江澎解释,“比如在夏季,同样是把室内空气降温到20℃,用室外30℃的空气压缩制冷所需的能耗,肯定会比利用‘保温箱’18℃的地温进行换热所需的能耗高得多。”
1989年在上海,我国首次将该技术用于建筑空调,20世纪90年代北方一些城市试点使用,到本世纪,随着国家大力提倡节能环保,推动了该技术的大量运用。
四川适不适用地温空调?四川地区供暖和制冷全年周期比北方短,在冬、夏两季排入地下“周转”的热能,可以通过季节转换,而达到“热平衡”,即夏季把热量注入地下,使“保温箱”有一定程度的升温,到冬季又把热量转换出来注入冷量,“保温箱”又降温,周而复始,不断循环。
四川不像北方城市供暖周期长,有长期排热,形成地下“热堆积”的压力。“要运用该技术,应当计算建筑所需的负荷需求和“保温箱”的热能供给是否匹配,也要考虑经济成本和环保的要求。”钱江澎说道。
建议简化温泉开发审批
为中层地热亮绿灯
再说回四川人熟悉的温泉,这个属于中层地热的产物,和“保温箱”大不一样,中层地热存储在变温层中,即温度随着深度的增加而增加。
温泉,在业界被认为“3000米以浅具有经济价值”。这和温泉开采的成本有关系,而勘探风险是最大的成本,“因为温泉并不是到了一定深度就一定会有。”
目前我们熟知的温泉钻井,如花水湾、周公山、罗浮山等温泉,多为早年石油、天然气钻井打下了地质认识基础。
温泉不仅用于“泡澡”,也可以用于供暖系统,养殖业中四川也有用于罗非鱼的养殖,还有的温室大棚用温泉升温。
但温泉从开采到经营,审批的周期却不短,造成一些开发者积极性降低。“虽然我们四川是旅游大省,但温泉酒店和这个称谓有点不匹配。”钱江澎建议,四川应该结合乡村振兴,大力发展温泉康养之旅产业,给温泉审批和管理开辟绿色通道。
专家:
量身打造、不盲目推广最重要
深层地热离我们最远,也是较为陌生的领域,它的热能主要用于发电。它在地下深处的存在相对稳定,发电的原理是用水作为介质,注入深部干热岩体中汽化,形成高压蒸汽返回地表驱动发电机发电。
在我国青海已经开始发电示范,目前还没有形成系统的理论认识,其技术的可靠性和经济性还有待验证研究。
“四川省深层地热,也就是干热岩还属于研究‘空白区’,有没有?哪里有?目前还没有答案,但这些研究工作已经开始了。但我省川西部分地区中层地热的温度较高,可以开展高温地热发电的探索与试验,但由于发电量小、成本高,要实现商业化运营还需要加大多技术环节的科技攻关。”
钱江澎认为,四川的地热能发展很有前景,具有可观的经济价值,应当充分利用起来,但一定要“讲科学,不盲目推广,要有序推进”。
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