《“綠色”淺層地溫能》及閱讀答案

　　淺層地熱能又名淺層地溫能，是指地表以下一定深度范圍內(一般為恒溫帶至 200 m 埋深)，溫度低于 25℃，在當前技術經濟條件下具備開發(fā)利用價值的地球內部的熱能資源。淺層地熱能是地熱資源的一部份，也是一種特殊的礦產資源。小編在此整理了 《“綠色”淺層地溫能》及閱讀答案，快來看看吧!

　　“綠色”淺層地溫能

　?、倌懵犝f過“淺層地溫能”嗎?它是蘊藏在地表以下一定深度(一般小于200米)范圍內巖土體、地下水和地表水中，一般低于25℃的熱能。淺層地溫能的來源以太陽輻射為主，還有一小部分來自地心熱量。

　?、谖覀兊牡厍蚩梢苑Q得上是一個巨大的熱庫，它的資源量非常豐富，其內部的總熱能約為地球儲存的全部煤炭所蘊含能量的1.7億倍，具有經濟價值的淺層地溫能大約是現在全球能源消耗總量的45萬倍。據專家測算，我國地處北緯30°～42°的許多城市，地下近百米深度內，土壤中每年可采集的淺層地溫能能量是目前國內發(fā)電裝機容量的3750倍，地下水中每年可采集的淺層地溫能能量也有2億千瓦。

　　③淺層地溫能是一種清潔無污染的能源。這種能源的開發(fā)利用只需消耗少量的電能，就可以提取大量的能量，也不向大氣排放二氧化碳等氣體，對外界環(huán)境影響極小。由于淺層地溫能資源無處不在，人們可以就近利用，就地取(排)熱，為建筑物供暖或制冷，而地下水的水質、水量不發(fā)生任何變化。與傳統(tǒng)能源相比，可節(jié)省大量運輸、傳輸和存放成本。

　　④可見，淺層地溫能具有眾多的優(yōu)點，開發(fā)利用淺層地溫能已是社會發(fā)展的必然趨勢?，F在的問題是，我們該如何利用這種比人類體溫還要低很多的能源呢?科技人員采用了“熱泵”原理?！盁岜谩焙汀八谩鳖愃?。大家熟悉“水泵”吧，它是一種利用管道將水從低位抽到高位的機械，只不過“熱泵”傳遞的是熱能。我們居住的室內環(huán)境和地層土壤中的溫度一般情況下具有一定的溫差。冬季時，我們利用熱泵可以把地下的熱能“抽”出來，供給室內采暖;夏季時，再把室內的熱能“取”出來，排放到地下儲存起來。這樣，可以通過自然和人工等補給方式，保持地溫能量的動態(tài)平衡，使淺層地溫能得以長期循環(huán)利用。無論是冬季還是夏季，水都是傳遞熱能的載體，被加熱后以便用來儲存熱量。由于電流只是用來傳熱，而不是用來產生熱，因此熱泵只需消耗較少的能量便可以提供較多的能量，通常情況下熱泵每消耗1000瓦的能量，就可以得到4000瓦以上的能量。

　?、轀\層地溫能在過去一直被人們忽視，但隨著地球能源的大量消耗，能源危機日漸凸現，淺層地溫能的開發(fā)利用將會越來越受到國際社會的重視。

　　(根據《百科知識》等有關資料綜合編寫而成)

　　11.從文章內容看，“淺層地溫能”有哪幾方面的優(yōu)點?請簡要列舉。(3分)

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　　12.下列說法中不符合文意的一項是( ▲ )(3分)

　　A.淺層地溫能的主要來源是太陽輻射。

　　B.地球內部的總熱能約為地球儲存的全部煤炭所蘊含能量的1.7億倍。

　　C.我們居住的室內環(huán)境和地層土壤中的溫度通常情況下具有一定的溫差。

　　D.熱泵每消耗1000瓦的能量，就可以得到4000瓦的能量。

　　13.文中第④段介紹“熱泵”時為什么要從“水泵”說起?(2分)

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　　14.閱讀下面材料，結合文章內容，解決問題。(3分)

　　材料：據報道，上海世博會的世博軸安裝的空調系統(tǒng)與眾不同，它在世博軸樁基下面埋藏了700千米長的塑料管道。這些管道是“熱泵”的一部分。

　　問題：世博軸安裝的空調系統(tǒng)是如何利用淺層地溫能的?

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　　參考答案：

　　11. ①資源量豐富 ②可就近利用，成本低 ③清潔無污染 ④可循環(huán)利用 (3分，每點1分，寫出其中三點即可)

　　12.D(3分)

　　13.以人們熟悉的事物通俗易懂地說明“熱泵”的工作原理。(2分，意思符合即可)

　　14.①世博軸樁基下面埋藏的管道是“熱泵”的一部分②使用“熱泵”傳遞淺層地溫能，實現冬暖夏涼的效果 ③通過管道中的水傳遞熱能，儲存熱量(3分，答出一點得2分，答出兩點即可，意思符合即可)

　　獨特地熱資源——淺層地溫能

　　在我國，冬季主要的傳統(tǒng)供熱源有：煤、天然氣和電。但隨著近些年人們對空氣污染問題關注度的不斷攀升，煤炭也逐漸從昔日的“能源之星”變成了大家討伐污染源的眾矢之的，有人甚至把煤炭和霧霾畫上了等號。

　　那些年，“霧霾”和“煤炭”的相愛相殺

　　正因如此，被打上“清潔能源”標簽的天然氣一躍成為大家心目中的環(huán)保英雄。不過2017年世界各地接連爆出的由于天然氣短缺而導致的“氣荒事件”也從側面再一次提醒了我們天然氣能源用一點就少一點的不可再生屬性，勢必要取之有度。

　　2017年12月12日，全歐洲最大的天然氣輸氣管道發(fā)生爆炸，英國、意大利等多個國家進入“緊急狀態(tài)”，民眾過冬面臨嚴峻挑戰(zhàn)。彼時，倫敦天然氣期貨(下月交割)價格猛漲23%。

　　再來說說電，用電取暖也是一種環(huán)保方式，比如目前普及率較高的空調，但它最大的弊端就在于價格相對昂貴，對于部分用戶似乎并不是一個好的選擇。這么看來，各種供熱方式都有相應的扣分項，難道我們就真的沒有別的選擇了嗎?學姐認為，人類社會發(fā)展到今天，沒有什么是科學解決不了的，如果有，那說明我們在科學的道路上還可以走得更遠。針對集環(huán)保和價格因素于一體的供暖問題，“淺層地溫能”也許是個不錯的選擇。

　　對于大部分人來說，淺層地溫能還是相對陌生的名詞，但若提到地熱發(fā)電、溫泉洗浴，是不是會熟悉一些呢。其實，淺層地溫能也是地熱資源的一種，它是指蘊藏在地表以下一定深度(一般小于 200m)范圍內巖土體、地下水和地表水中具有開發(fā)利用價值的熱能。它的成因使得它成為了一種集太陽能、地熱能、蓄能三種屬性于一身的獨特地熱資源。

　　地熱資源具有廣闊的應用前景

　　它獨特在哪呢?首先，它接受太陽的“福澤”：地表以下約15米、20米的范圍內會受到太陽輻射的影響，溫度也隨著日光的照射而發(fā)生周期性變化，越接近地表，溫度與環(huán)境氣溫越接近。其次，它接受地球內熱的“洗禮”：地球內部蘊含著巨大的地熱能，這些能量通過火山爆發(fā)等熱傳導的方式不斷向地表傳達。有趣的是，它還具有一定的蓄冷或蓄熱能力，可以利用熱泵技術(將低溫物體中的熱能傳送到高溫物體中，然后用高溫物體來加熱或采暖，使熱量得到充分利用。)向地下巖土體中提取或釋放熱量。

　　而且，與煤炭、天然氣和電力等能源不同，它具有近乎全方位的天然優(yōu)勢：

　　1.基本不受地域限制。從地質學角度講，世界各地都可以使用淺層地溫能。(但受限于不同地區(qū)的具體條件因素，對其開發(fā)利用效率不能一概而論。例如，有研究表明，相較于我國南部和北部城市，我國中部地區(qū)城市是地溫能資源能夠發(fā)揮最大作用的地區(qū)。)

　　2.儲量大。與石油能源在世界各地分布不均不同，淺層地熱能是“不挑地兒”的，因為它是存在于地表以下不超過200米左右的能源，換句話說，理論上來講，我們腳下的每一寸土地都是淺層地熱能的“家”。

　　3.無污染。因為淺層地溫能是取之于“地”，用之于“地”，而且可循環(huán)使用，因此是理想的“綠色環(huán)保的可再生能源”。

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　　► 能源利用“助推器”——地緣熱泵技術

　　面對大自然賜予的如此寶物，我們在欣喜若狂的同時也應該認真思考如何更好地利用它，而淺層地溫能的利用主要是通過地源熱泵技術得以實現，它完美解決了大地和建筑室內之間能量轉移的問題，在我國已經發(fā)展了30年左右。在冬天，地源熱泵系統(tǒng)處于制熱狀態(tài)，將土壤或水源中的熱量“取”出來，供給室內采暖。而到了夏天，系統(tǒng)處于制冷狀態(tài)，能量傳輸的過程也恰恰相反，系統(tǒng)把室內的熱量“取”出后，釋放到土壤或水源中，室內即獲得了涼爽，而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復始，建筑物和大自然逐步融為一體，我們也就以最小的代價獲取了最舒適的生活環(huán)境。其實它的工作原理與家用電冰箱相同，只不過電冰箱是單向的，而地源熱泵是雙向的。

　　具體來說，這項技術的取熱和排熱過程都在地下進行，技術人員通過鉆孔或打井的方式將換熱器放置在地下，用于能量提取，能量提取完成后，通過熱泵機組對其進行能量置換，最后經末端系統(tǒng)輸入到建筑中。整個能量交換的過程都是在恒溫狀態(tài)下進行的，與在空氣中進行能量交換的普通空調相比會更加節(jié)能。更令人欣喜的是，經過十多年發(fā)展，我國已經克服了淺層地溫能供暖制冷的成本障礙，也就是說它不再是普通人遙不可及的昂貴資源，已經逐步走起了親民和普惠的路線。

　　據2017年國土資源部地質調查局最新調查結果顯示，我國可用于供暖制冷的淺層地溫能的可開采資源量折合標準煤可達7億噸。這可不是一個小的數字，它相當于目前全國用于供暖制冷總能源消耗的60%以上。起初，學姐被這組龐大的數字驚到了，也為我國的地質資源儲量倍感自豪。然而隨后看到的另一個數字卻立刻讓學姐立刻冷靜了下來：我國地熱資源條件雖然相對較好，但開發(fā)程度卻很低，在能源結構中比例還不到1%。這說明，我國的地質條件雖然較為優(yōu)越，但如何科學有效地開發(fā)利用還需要進一步的探索與實踐。

　　截至2015年底，我國年利用淺層地溫能進行建筑物供暖制冷的面積約為3.92億平方米，其中京津冀8500萬平方米，約占全國的20%，是我國淺層地溫能開發(fā)程度最高，建筑物供暖制冷面積最大的地區(qū)。樂觀來看，淺層地溫能在我國具有非常巨大的應用潛力，如果能夠對其充分開發(fā)利用，能夠有效改善我國能源結構，這對我國的可持續(xù)發(fā)展是個絕對有利的因素。

　　► 能源翹楚，指日可待

　　相較于傳統(tǒng)能源，淺層地溫能在能源大家族中還是一個較新的面孔，不過我國相關技術人員也已對其開展了近20年的研究和應用實踐，并取得了值得肯定的成績。專家認為，從目前的技術成熟度、相關設計水平，以及施工能力等方面來看，我國已經進入了可滿足全國大面積推廣淺層地溫能及熱泵系統(tǒng)需求的階段。

　　按照《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，至 2020 年我國淺層地溫能的建筑物應用面積將比“十二五”末期增加 7.26 億平方米，達到 11.2 億平方米，我國淺層地溫能的開發(fā)利用將迎來發(fā)展黃金時代(詳見下圖)。按照計劃，到2020年，全國地溫能年利用量將到達7000萬噸標準煤。

　　北京地區(qū)地下150米以內的地溫常年保持在15°左右，目前利用地熱供暖面積大約為5000萬平米，利用淺層地溫能的大約為4000萬平米。而這只是開始，從遠景資源來看，北京地區(qū)具有的淺層地溫能資源潛力可供暖面積估算為7.21億平方米。值得期待的是，北京城市副中心、新機場、2022年冬奧場館、河北雄安新區(qū)建設，都正在規(guī)?；匾?guī)劃使用地熱和淺層地溫能資源。我們不難想象，未來，淺層地溫能的廣泛推廣應用在解決大城市冬季采暖導致的空氣污染問題方面一定能夠發(fā)揮自身的價值，讓更多的人真正感受到“來自地殼的溫暖”，實現人與自然的和諧共生。