追逐地热梦 造福寒区人
图为全国先进工作者/黑龙江省人大代表/黑龙江省地温能学会理事长
黑龙江省九〇四水文地质工程地质勘察院党委书记、院长祁福利讲话
“高寒地区，供暖期约6个月，为保持地温场平衡，保证区域地质环境不被破坏。要致力于研究：低成本、高效率、可持续绿色环保的地热能开采技术。”黑龙江省地温能学会理事长、黑龙江省九○四水文地质工程地质勘察院党委书记、院长祁福利在8月11日于杭州召开的“陆特能源·2016第八届中国地源热泵行业高层论坛”上发表了题为《寒区地热能资源潜力及开发利用前景》的专题报告，报告中指出了寒区地热能开发利用中存在的问题及未来的发展方向。
黑龙江省地温能学会作为本届高层论坛的协办单位受邀出席此次行业盛会。该学会于2015年8月30日组建成立，办事机构常设在黑龙江省九〇四环境工程勘察设计院。作为国内首个省级地温能学会，填补了寒区地热能领域研究的空白。
祁福利理事长介绍到，黑龙江省地温能学会面向寒区发展地热能科学技术和清洁能源事业，旨在积极推进寒区地热能研究、应用水平的不断提高，将为黑龙江省乃至全国地热能事业发展发挥积极作用。
祁福利理事长围绕“寒区地热能主要特点、开发利用存在的主要问题、寒区地热能研究利用方向、寒区地热能工作发展设想”四大方面讲述了寒区地热能发展潜力及前景，为业界人士开拓寒区地热能市场带来新的思路。
寒区主要是特指北纬45度以上的地域，以黑龙江省为例，其热能主要特点表现为：一是浅层地层基础温度、年平均气温及地层温度都很低；二是浅部地层温度受冬季气候影响大，地表普遍发育2-4米的季节性冻土，影响深度达到100米；三是寒区浅层地温受太阳辐射影响较小，主要受纬度、海拔、气候的因素制约；四是地层能量来源以地球内部热能传导为主，地热梯度变化受岩石导热能力和地下水分布的影响。
祁福利理事长指出了寒区地热能开发存在的五方面问题。一是投入成本大。由于高寒地区浅层地温能（200米以浅的地层）基础温度低，夏季为6℃~12℃,冬季为4℃~10℃，因此，在同样的条件下用热泵系统供暖较低纬度地区（华北）孔数要多、投入要大；二是运行成本高。由于地层基础温度低，造成换热效果差、热泵机组能耗高；三是地温场恢复难。由于高寒地区冬季漫长（6个月），春夏秋三季短（平均2个月）因此靠使用调节恢复温度场是不可行的，另外靠太阳能及光伏发电等方法也涉及到投入成本加大，运行成本过高的问题；四是开采难度大。黑龙江省寒区地热能开发利用尚处于起步阶段，目前仅限于哈尔滨市、绥化市庆安县等区域开展了地热能勘查工作，建筑物供暖无论是采用水源热泵还是采用地源热泵技术方式都不尽人意，存在诸多技术瓶颈问题。一方面，寒区地热能需要向深部发展，但传统的地源热泵技术采用单U和双U型换热管受压强所限不能满足开采深度在200m以下；其次深部钻探成孔成本过高不利于推广应用。五是配套政策不完善。与同低纬度省份相比，黑龙江省乃至全国有关地热能开发利用的政策、法规等仍不完善，技术标准不一，实际应用推广难度较大。
祁福利理事长讲到寒区地热能开发利用可以从以下几个方面着手。一是解决严寒地区冬季供暖问题。高寒地区显著气候特点是冬季漫长而严寒，夏季短暂而温暖，建筑以冬季热量需求为主，因此，寒区地热能的开发利用应以冬季供暖（供暖期约6个月）为主，为维持地下热平衡，保证区域地质环境不被破坏，夏季可兼顾为建筑供应热水。根据区内水文地质条件及水文条件，应优先选用土壤源热泵系统地下水源热泵系统作为其冷热源。二是研究以地下水和地层为复合储能体的能量储存技术。利用冬夏季节地温场的调节作用，维持地温场热平衡，保证区域地质环境不被破坏。三是探索开发高温热源(干热岩)开发利用技术。利用遍布于地下数千米深处、内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体，使其开发利用价值不断增强。四是探索与高寒地区循环经济发展相适应。辅助开发沼气能源、温室大棚种植等与社会经济发展密切结合的有利产业。五是建立高寒地区地热能监测数据库。此举不仅可以掌握地热能资源开采动态变化趋势，为地方政府地热能开发规划服务；还可以实时监测地热能开发对生态环境的影响，为大规模地热能开采环境评价打基础，为科学开采地热能作指导。
最后，祁福利理事长从两个方面阐述了寒区地热能工作的基本设想。首先，要充分发挥学会的学术引领作用，力争从四个方面取得突破。一是地温场补偿技术研究方面，在开采地热能的实际应用中逐渐发现，运行几年后温度场无法恢复，热泵机组能效比大幅下降，缩短了换热孔的使用寿命，研究一套有效地热补偿系统对于现今北方高寒地区的地热能开发极为重要。二是超导材料在深度地热能开采中的运用和浅层地热能开发保温材料的研究。三是要利用地质行业的技术特长，研究地热能钻探工艺技术，力求降低钻井成本，提高钻井工艺，满足目前的市场需求。四是编制《寒区地热能开发技术标准》，为科学规范开发寒区地热能提供技术指导。另外，为了加快推进黑龙江省寒区地热能产业发展，促进各有关地热能研究机构间、研究机构与大学间、研究机构与产业主导企业间的深度产学研合作、提升高新科技成果产业化水平，增强市场主体培育能力，黑龙江省地温能学会正筹划成立涵盖上下游相关产业的黑龙江省地温能产业技术创新战略联盟。联盟宗旨是以地热能产业的技术创新需求为导向，以联盟成员共同发展需求为基础，以突破产业发展技术瓶颈、凝聚核心竞争力为目标，以具有法律约束力的契约为保障，促使企业、高等院校、科研院所在技术创新层面展开有效合作，联合研发、优势互补、利益共享、风险共担，共同推进寒区地热能产业快速发展。
总之，以地热能开发利用研究为基础，促进地源热泵技术不断创新，通过地源热泵产业的快速发展进步，再促进地热能开发利用技术和产业的融合与推广，以此形成相互促进、相互提升的良性循环，必将有助于我国生态文明建设和经济可持续发展，为子孙后代留下天蓝、地绿、水清的美好家园做出应有贡献。
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