陳紅軍

（安徽地礦新能源開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

淺層地溫能具有節(jié)能效果好、經(jīng)濟(jì)性好、可持續(xù)利用等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，但是，如果開(kāi)發(fā)利用不當(dāng)，容易給外界環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響，為了保證淺層地溫能得到高效開(kāi)發(fā)利用，本文結(jié)合某區(qū)域的水文地質(zhì)條件，合理利用淺層地溫能，減少生態(tài)環(huán)境污染與破壞，構(gòu)建節(jié)能型社會(huì)。

1 合理開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能的重要性

所謂淺層地溫能，主要指的是蘊(yùn)藏在地表一定深度以下的巖土體和地下水當(dāng)中具備開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的熱能。淺層地溫能是太陽(yáng)能好地?zé)崮芄餐饔媒Y(jié)果，和低熱資源比較來(lái)講，淺層地?zé)崮艿姆植挤秶鷱V泛，埋藏深度比較小，同時(shí)開(kāi)發(fā)成本較低，具備較好的推廣價(jià)值。

淺層地溫能的核心利用技術(shù)為地源熱泵技術(shù)，該技術(shù)具有環(huán)保、節(jié)能特點(diǎn)，通過(guò)利用此技術(shù)開(kāi)發(fā)利用淺層地?zé)崮?，可以顯著減少能源的損耗，節(jié)能效果突出。和傳統(tǒng)空調(diào)相比，能夠節(jié)約40%的電能。通過(guò)合理開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能，能夠顯著減少外界環(huán)境污染，保證夏季制冷與冬季供暖問(wèn)題得到解決[1]。

2 環(huán)境效應(yīng)分析-以某地區(qū)為例

2.1 背景分析

某地區(qū)地理?xiàng)l件與地層構(gòu)造特殊，結(jié)合大量的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)得知，該地區(qū)的淺層地溫能可作為可再生能源利用，通過(guò)進(jìn)行科學(xué)的開(kāi)發(fā)與利用，該地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定調(diào)整，開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。

2.2 緩解溫室氣體減排壓力

在工業(yè)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，各大工業(yè)企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，工業(yè)化水平的不斷提升，需要燃燒較多的化石燃料，排放大量二氧化碳?xì)怏w，容易引發(fā)溫室效應(yīng)。結(jié)合該城市區(qū)域的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀得知，工業(yè)在城市經(jīng)濟(jì)中占比較大，給周圍生態(tài)環(huán)境帶來(lái)較大壓力。與常規(guī)的地?zé)嵯啾容^來(lái)講，淺層地溫能不會(huì)受地區(qū)限制，在很多地區(qū)均可以開(kāi)發(fā)利用。

為了保證該地區(qū)的淺層地溫能得到高效利用，要求相關(guān)部門根據(jù)該地區(qū)的水文地質(zhì)條件，以及周圍城市的開(kāi)發(fā)利用資料，經(jīng)過(guò)整理與分析之后，開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，進(jìn)一步了解該地區(qū)的地?zé)岬刭|(zhì)，包括含水層結(jié)構(gòu)與厚度，了解淺層地溫能的熱成因，并對(duì)地下水的排泄條件與運(yùn)移條件進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建淺層地溫能概念模型，不斷提升該地區(qū)的淺層地溫能利用效率。

淺層地溫能歷經(jīng)一個(gè)冬期連續(xù)開(kāi)發(fā)之后，換熱區(qū)域內(nèi)部，出現(xiàn)局部地溫場(chǎng)異?，F(xiàn)象，容易出現(xiàn)熱虧損，因?yàn)楫惓^(qū)域和四周正常地溫之間會(huì)出現(xiàn)地溫梯度，所以產(chǎn)生恢復(fù)性熱流，該熱流能夠在其他季節(jié)使用，該地區(qū)的熱虧損能夠得到有效補(bǔ)充。在夏季，外界溫度比較高，通過(guò)利用淺層地溫能，采用反向利用技術(shù)，實(shí)施人工補(bǔ)給，能夠保證該區(qū)域的熱開(kāi)采量與補(bǔ)充量保持平衡，減少能源的損耗[2]。

2.3 節(jié)能效果顯著

節(jié)能主要指的是在滿足一定需求的基礎(chǔ)上，不斷減少一次能源的損耗，提升能源利用率。由于該地區(qū)的巖土體，以及地下水溫度，均高于該地區(qū)的平均溫度3攝氏度到5攝氏度之間，溫度較為恒定，在寒冷的冬季，外界溫度比較低，通過(guò)利用淺層地溫能，可以為建筑物供暖，保證建筑物內(nèi)部溫度適宜。在高溫的夏季，熱泵循環(huán)蒸發(fā)溫度明顯低于外界環(huán)境溫度，可以顯著提升冷卻效果。

結(jié)合大量的研究結(jié)果得知，通過(guò)利用地下水熱泵進(jìn)行制冷，地下水熱泵制冷系數(shù)能夠超過(guò)4.0。和異常的空氣源熱泵相比較來(lái)講，利用淺層地溫能，其電能利用率高出40%，和電鍋爐相比，地源熱泵能夠節(jié)省大約三分之二電能，和燃料鍋爐相比，可以節(jié)省大約二分之一的電能，同時(shí)，地源熱泵的運(yùn)行費(fèi)用較低，是中央空凋的一半左右[3]。淺層地溫能分布廣泛比較廣泛，具備可再生特點(diǎn)，對(duì)能源的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)起到良好改善作用，能夠顯著減少能源碳排放量，保護(hù)外界生態(tài)環(huán)境。

2.4 減少環(huán)境污染

由于化石能源的開(kāi)發(fā)利用，給大氣環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響，提升能源開(kāi)發(fā)利用的合理性，保護(hù)我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)成為全球性問(wèn)題[4]。當(dāng)前時(shí)期，全球各國(guó)正在積極研發(fā)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，進(jìn)而更好的保護(hù)外界環(huán)境。

因?yàn)闇\層地?zé)崮芫哂星鍧?、環(huán)保特點(diǎn)，通過(guò)科學(xué)利用，可以減少二氧化碳與二氧化硫排放量，防止出現(xiàn)溫室效應(yīng)。在開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能的過(guò)程中，運(yùn)用熱泵技術(shù)，采取熱交換方式，在獲取地下熱能的同時(shí)，可以減少電能的大量消耗，將5攝氏度到25攝氏度的低質(zhì)量熱能，轉(zhuǎn)化成35攝氏度到60攝氏度的高質(zhì)量熱能，不僅能夠滿足城市供熱與供暖需求，而且可以減少電能消耗。

全面開(kāi)發(fā)與利用淺層地溫能，已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)的核心發(fā)展趨勢(shì)，例如，在某地區(qū)，通過(guò)運(yùn)用地源熱泵技術(shù)，能夠節(jié)省大量煤炭資源，取得較好的節(jié)能效果，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 某地區(qū)運(yùn)用地源熱泵技術(shù)前后煤炭資源使用量

2.5 淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用趨勢(shì)

從微觀角度來(lái)分析，淺層地溫能開(kāi)發(fā)與利用，會(huì)給現(xiàn)有的地質(zhì)環(huán)境與生態(tài)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響，若采取科學(xué)的技術(shù)措施，并嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，負(fù)面影響是能夠避免的，因此，在開(kāi)發(fā)與利用淺層地溫能的過(guò)程中，有關(guān)部門要引起足夠的重視，認(rèn)真遵守各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，減小淺層地溫能開(kāi)發(fā)與利用對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。從宏觀角度分析得知，淺層地溫能的分布范圍比較廣，開(kāi)發(fā)難度小，同時(shí)，地源熱泵技術(shù)較為成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)大面積的開(kāi)發(fā)與利用，取得突出的節(jié)能效果，減少各類能源的損耗[5]。

由于不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境不同，地源熱泵系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)不同，地下水源熱泵的環(huán)境負(fù)效應(yīng)最顯著，而土壤源熱泵雖然能夠?qū)Φ販貓?chǎng)產(chǎn)生一定影響，但是，對(duì)外界生態(tài)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。所以，政府相關(guān)部門在制定有關(guān)政策時(shí)，要全面考慮環(huán)境效益，并制定相應(yīng)的限制性方案，針對(duì)土壤源和污水源等熱泵，要給與良好的鼓勵(lì)，并制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策。

為了保證淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用效果得到進(jìn)一步提升，有關(guān)部門還要加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)力度，制定淺層地溫能地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，針對(duì)新開(kāi)發(fā)的淺層地溫能項(xiàng)目，要同步制定相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，對(duì)該地區(qū)的地下水源熱泵系統(tǒng)，以及水質(zhì)、水位、地面標(biāo)高進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)地溫場(chǎng)出現(xiàn)異常，要及時(shí)采取處理措施。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)全方位分析了淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的環(huán)境效應(yīng)，例如緩解溫室氣體減排壓力、節(jié)能效果顯著、減少環(huán)境污染等，可以保證該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到良好改善。為了保證經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與能源短缺之間的矛盾得到更好解決，國(guó)家相關(guān)部門要加大能源技術(shù)研發(fā)力度，并運(yùn)用多種經(jīng)濟(jì)手段，鼓勵(lì)并促進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用。