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上海大力推进浅层地热能开发利用纪实
发表时间:2017-12-07 来源:国土资源报 作者:卢为民 张天风

沉降点。吕 亮 摄   

按照党的十九大关于生态文明建设的有关精神,上海近日提出将认真落实国家发改委、国家能源局、国土资源部《地热能开发利用“十三五”规划》,以及国土资源部《关于加强城市地质工作的指导意见》等要求,进一步提升浅层地热能开发利用水平,更好地服务于经济社会发展。

近日,记者从上海市规划和国土资源管理局了解到,按照党的十九大关于生态文明建设的有关精神,以建设生态之城为目标,以加强技术攻关,进一步提升浅层地热能开发利用水平,更好地服务于经济社会发展。

上海正在谋划成立中国地调局浅层地温能研究与推广中心“上海浅层地温(热)能发展研究中心”,以充分发挥“政产学研用”创新体系的优势,立足上海、聚焦长三角、面向全国,引领浅层地热能利用行业技术进步。

上海开发利用浅层地热能,有天时地利人和的优势

浅层地热能资源作为一种清洁环保的新能源,具有储量巨大、可再生、持续稳定等特点。

上海高度重视新能源的开发利用,将新能源的开发利用作为推进生态文明建设,实现低碳绿色发展的重要抓手之一。上海 “十三五”规划中明确提出,到2020年,全市能源消费总量控制在1.25亿吨标准煤、二氧化碳排放总量控制在2.5亿吨以内,加大优化能源结构力度,大力发展低碳清洁能源。其中,对浅层地热能的开发利用极为重视。《上海市地质勘查与矿产资源总体规划(2016~2020年)》,提出了“十三五”期间浅层地热能的发展目标、主要任务和具体措施,明确了发展路线图。

在发展目标上,上海市规划和国土资源管理局局长徐毅松表示,要充分发挥上海在规划和国土资源管理融合的体制优势,大力推进浅层地热能开发利用,减少煤炭、石油等高碳能源消耗和温室气体排放对空气的污染,为将上海建成“卓越的全球城市”,以及创新之城、人文之城、生态之城作出贡献。

据了解,目前国内的浅层地热能的开发应用80%集中在华北和东北南部,主要包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等地区,相对来说在上海的应用规模还比较小。那么上海在浅层地热能开发方面究竟有什么优势,又将如何开发利用呢?

空调机房。吕 亮 摄  

对此,记者采访了上海市地矿工程勘察院院长季善标。季善标表示,上海作为超大城市,人口多,建筑体量大,浅层地热能的市场需求潜力很大。同时,从地质条件看,上海地处长江三角洲冲积平原,多为软土层,比较适合钻井作业,在浅层地热能开发中可有效降低地源热泵打井的成本。另外,上海的土壤结构换热性能良好,也有利于热能转换。上海浅层地热能的开发,将结合超大城市特点,瞄准国际前沿,大力攻克技术难关,积极探索具有上海特点的浅层地热能开发利用模式。

据悉,上海浅层地热能的开发利用起步较早,20世纪60年代就开始利用地下水为棉纺厂生产车间供暖和降温,开创了地热能直接利用的先例;1989年在闵行经济技术开发区建成了国内第一个地源热泵空调系统;2010年以来,上海世博会之后,开发利用步伐明显加快。按照“摸清家底、统一规划;大力推进、强化监管;合理开发、永续利用”的工作思路,上海加强资源调查评价、监测网建设等基础工作,积极开展技术攻关,推进试点示范工作,取得了明显成效。截至2016年底,上海浅层地热能资源建筑应用项目700多个,面积达1000万平方米。

创新资源调查评价方法,摸清浅层地热能资源家底

2010年~2012年,上海启动并完成了全域范围内浅层地热能资源普查工作,工作成果为上海市浅层地热能的开发利用提供了基础支撑和重要依据。在资源普查的基础上,上海选择了规划新城、城市副中心等重点地区进行浅层地热能资源详查。目前已完成了杨浦区新江湾城、奉贤区南桥新城、国际旅游度假区、临港新城地区等重点地区资源详查工作,局部工作精度达到1:1万。

为充分发挥资源调查对城市建设的支持作用,上海进一步形成了区域性的开发利用方案——结合规划区建筑物功能特点、建设现状以及主体功能区的建设布局和需求,针对重点区域城市建设规划及控制指标,提出详查区域浅层地热能开发利用方案,并对开发利用方案的经济效益和环境效益进行评价,为重点规划区域科学利用浅层地热能,统筹当地经济社会与资源、环境协调发展提供技术支撑。

上海还创新性地将数学建模技术应用在资源调查评价工作中,建立了分区评价模型,深入挖掘并提炼分析了浅层地热能调查评价中涉及的不能轻易觉察或断言的数据关系,得出了诸多有价值的相关规律,填补了数学建模在浅层地热能开发利用研究工作中的应用空白。

攻克监测技术难关,建成国内最高密度浅层地热能监测网

“在保护中开发、在开发中保护”是上海浅层地热能资源开发利用的基本原则,建设监测网和开展动态监测是上海协调资源开发利用发展和地质环境保护的重要手段。

“为了做好地质环境监测和保护工作,我们已初步构建了由19个地热长期监测孔和17个应用工程跟踪监测场组成的浅层地热能开发利用监测网络,在国内目前属于密度最高的。”上海市地矿工程勘察院副院长黄坚说。针对一些亟待解决的技术问题,上海正在筹建综合试验场,开展科学实验与关键技术研究,以提高应用技术水平,保障浅层地热能的可持续利用。

依托浅层地热能科学实验场建设和监测网日常监测,上海开展并完成了《上海浅层地热能可持续开发利用关键技术研究与示范》和《上海市浅层地热能监测与环境效应评价》等多项关键技术,创新性地研发了适用于地下200米深度的稳定可靠的地温监测设备,填补了国内在地温监测方面的空白。目前该套设备已经全面应用于上海地区浅层地热能监测网络,获得了连续数年的监测数据,监测精度达标、监测系统稳定、监测数据可靠。上海还自主研发了数据自动采集设备及数据处理软件系统,实现监测数据采集自动化及无线通讯传输的在线监测功能。

同时,上海及时共享了浅层地热能开发利用监测成果,使之成为政府决策的依据,行业应用的科学参考,产生了良好的社会效益。

完善政策体系和技术标准,积极推进浅层地热能开发应用

上海加强浅层地热能开发利用政策研究和顶层设计,起草了《上海市浅层地热能开发利用管理规定》,进行了浅层地热能开发利用分区。结合资源赋存条件和新一轮城市规划,将浅层地热能开发利用分为鼓励开发利用区、限制开发利用区、禁止开发利用区三个区域,科学规划浅层地热能开发利用工作。相关成果已应用到上海市国际旅游度假区规划、上海市奉贤南桥新城规划等规划中。

上海还积极推进相关技术标准的研究工作,规范行业行为——先后发布了上海市建设工程规范《地源热泵系统工程技术规程》《上海市地源热泵施工工法》,完成了《上海市地源热泵系统工程勘察文件编制深度规定》《上海市浅层地热能监测技术规定》等研究工作,初步构建了浅层地热能开发利用技术标准体系。

在示范项目推广应用方面,上海积极推进浅层地热能开发利用工作,出台相关政策鼓励和扶持开发利用工作,应用规模不断增大,其中世博轴项目总建筑面积超过25万平方米。近两年来,上海进一步探索将浅层地热能开发利用与规划管理、土地管理衔接,选取了选择了杨浦区平凉社区01E-02地块项目(联通大厦)和上海市国际旅游度假区(迪士尼)进行试点示范,将浅层地热能开发利用纳入规划土地管理流程,形成政府引导、市场推进的工作机制。

强化社会化服务,建成系统全面的地热能开发利用信息服务平台

浅层地热能开发利用涉及部门多,应用范围广,如何提升社会化的服务能力,扩大服务范围,是上海近年来着力探索解决的问题。为此,上海在地质环境信息系统的基础上,研究并构建了融合数据集成化、成果可视化和决策智能化为一体的信息共享服务平台——浅层地热能资源开发利用信息平台,在国内尚属首例。

据上海市地矿工程勘察院浅层地热能技术研究所所长王小清介绍,该平台作为一个开发利用全流程数据信息服务系统,从政府、行业单位、社会公众三个层面,探索了多元化服务模式。该系统初步实现了浅层地热能开发利用相关数据的查询、统计和专业分析等功能,可实现大数据辅助支撑决策,提高决策的科学性和精准性,并进一步提升信息共享社会化服务能力。

系统的基础数据库则包括浅层地热能地质基础数据、浅层地热能开发利用工程数据及监测网实时监测数据的数据库,覆盖了地热资源条件、开发利用项目管理、资源开发利用监测等方面。数据能够便捷与上海市地质信息平台、地质环境监测信息平台实现数据交换和共享。

关于浅层地热能开发利用的下一步工作,上海市规划和国土资源管理局副局长岑福康表示,上海将按照党的十九大关于生态文明建设的有关精神,认真落实国家发改委、国家能源局、国土资源部《地热能开发利用“十三五”规划》,以及国土资源部《关于加强城市地质工作的指导意见》等要求,结合已有工作基础,以建设生态之城为目标,以加强技术攻关,完善政策体系和技术标准,推进示范项目建设为抓手,进一步提升浅层地热能开发利用水平,更好地服务于经济社会发展。


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