发掘绿色宝库——甘肃省地矿局二勘院实施兰州市地热勘查记
最近一段时间，兰州城区被雾霾笼罩，太阳变成了一个黄色的光团，远山近楼都影影绰绰，不仅令人感觉压抑，而且感冒、咳嗽、肺心病发病率也升高。气象部门解释道，造成雾霾天气，主要是气温下降引发采暖燃煤量激增，和汽车尾气所致。采暖少不得，汽车停不得，那空气改善还可能吗？
“可能！”省地矿局第二勘查院的专家说，若将兰州市的浅层地温能开发利用起来，兰州市的大气污染必能降低许多。
专家的话当然不是空穴来风。2012年9月，省地矿局第二勘查院承担的国家级项目——兰州市浅层地温能资源调查与评价的野外工作刚刚通过中国地调局组织的专家验收，获得了“优秀”。
本次调查评价结果显示，兰州市地下蕴藏着巨大绿色能源宝库：拥有浅层地温能热容量为91.5万亿千焦每摄氏度，其中中心城区有55.4万亿千焦每摄氏度，新区有36.1万亿千焦每摄氏度。调查评价得出，用地埋管地源热泵系统平均每平方公里可供暖11.9万平方米，用地下水水源热泵系统平均每平方公里可供暖6.25万平方米。照此计算，如将兰州市中心城区和新区的浅层地温能全部用于供暖和制冷的话，每年可节约标准煤64.1万吨，每年可减少二氧化碳排放量152.8万吨，每年可减少二氧化硫排放量2.3万吨，每年可减少烟尘排放量2000吨，每年可减少氮氧化合物排放量9000吨。这一成果，对于空气污染近乎全国之首的兰州市，不啻福音。
二勘院兰州地热井施工现场
所谓浅层地温能，是指地球浅表层数百米内（一般400米以内）的土壤砂石和地下水中所蕴藏的低温热能，其能量主要来源于太阳辐射，是太阳能的另一种存在形式，还有一小部分来自地心热量，是一种可再生能源，一般温度恒定。
据专家测算，我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量是我国目前发电装机容量4亿千瓦的3750倍，而百米内地下每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。我国大部分地区的土壤温度基本不受四季变化的影响，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，所以浅层地能是取之不尽、用之不竭的能源。此外，浅层地温能还具有再生速度快的特点。
二勘院对这一事物的关注和研究已有十六七年的历史。
1997年的某天，从中国地质大学（武汉）水文地质工程地质专业毕业的二勘院副院长施孝，从《人民日报》上看到清华大学正在研究试验地热泵的消息，颇感兴趣。觉得“地热”这个新生事物与地质挂钩。又是清洁绿色能源和可再生资源。地质部门发展这一事业有得天独厚的资料、技术优势。从此，他关注起这项工作。次年，二勘院就成立了恒春地热公司，经勘查，二勘院雁儿湾基地地下就有浅层地温能资源。于是他们与山西一家公司合作，于2003年在办公楼地下室安装了地温能转换系统。该系统冬季以地下水为热源，把水中的热量收集起来，经过能量转换，将热量释放到办公楼，实现供热；夏季以地下水为排热热源，把办公楼的热量收集起来，经过能量转换，排放到地下水中去，实现制冷。从此，冬天不用锅炉，夏天不用空调，二勘院8000平米的办公大楼内，冬有暖气，夏有凉风。无论供暖还是制冷都不消耗水资源，不产生污染，也不直接向空气排放热气，方便、清洁、环保，赢得广大职工及宾客的一片赞誉。
之后，二勘院大力宣传浅层地温能并推广应用技术，兰州市先后有七八个单位也开采应用上这种新能源。2010年他们又给靖远县水岸花都10万平方米的住宅区施工和安装了地温转换系统，使小区千余户住户享受上清洁、环保的地温能。
消息一传开，2010年，兰州市国土资源局委托二勘院开展了兰州市城区浅层地温能资源调查评价，这一项目虽为初查，却给兰州市民带来了巨大的兴奋：兰州市储藏着巨大的地热资源。从此，兰州市国土资源局年年为兰州浅层地温能资源的开发利用鼓与呼。
也正是这一项目，为二勘院奠定了承担“兰州市浅层地温能资源调查评价”项目的基础。2011年6月，在中国地调局首批浅层地温能项目面向全国招投标中，二勘院一举中标。该项目国家投资550万元，省上配套200万元。意味着兰州市浅层地温能资源调查评价正式启动。
二勘院是省地矿局唯一承担此项工作的单位。院里高度重视，组建了22人的项目部，对全体项目成员送出去、请进来加强培训，使其尽快掌握浅层地温能资源调查评价的方法和手段。项目组分综合研究和钻探试验两个组。综合研究组的张凌鹏、赵彦善、范斌、马晓东、王婷在项目负责魏林森带领下，认真钻研技术要求和规范、规程，较快掌握了调查评价的方法和要求，较为合理地划分了适宜性分区，根据野外取得的参数，按照“技术要求”，对中心城区及新城区浅层地温能热容量、换热功率和资源潜力进行了计算。计算分析如果如上所述，令人兴奋。
这是一项全新的工作，野外施工中，难题不断。比如，施工热响应试验孔时，钻孔打好，需把内径只有25毫米的U型PE软管，下在150—200米深、泥浆又多的钻孔里，据软管进出两端的水温对比，计算地下可利用的地温能量。下软管的难度可想而知。技术人员千方百计动脑筋想办法，最后制作了一台类似辘轳的工具，把PE软管绕起来，贴着钻杆慢慢下管，直至再升出地面。此举不失创新性，解决了难题，已在兰州中心城区和新区施工了6个试验孔。每个孔试验期为10天。其时正值冬季，滴水成冰，井台24小时不能离人，以随时测量和计算热管温度。王志林带领钻探试验组成员李小波、蒲万旭、宋仁军、柏崇伟等只好在施工现场扎起帐篷，克服冬季施工的诸多不便和困难，如期完成了试验工作，并于2012年9月全面完成了野外工作并通过验收。
眼下，面对雾霾天气，二勘院项目组的同志，更感这一工作形势催人，意义深远。正在加紧编写这一项目中国家出资部分的综合报告，将于今年3月份提交最终成果。此外，他们着重实施这一项目中省投部分的工作量，即进行两个示范工程建设和编制开发利用规划，促进兰州市浅层地温能资源更科学、更有效、更规范、更早地得到开发利用。