5月20日，山东省自然资源厅公示了2023年度自然资源科学技术奖推荐项目（人选）的消息，自然资源科学技术奖下设两个奖项，分别为自然资源科技进步奖和自然资源青年科技奖。其中，“新能源发展战略下的山东省浅层地热能开发利用及区划研究”拟入选2023年度自然资源科学技术奖一等奖。公示期为2024年5月20日至5月24日。
据了解，“新能源发展战略下的山东省浅层地热能开发利用及区划研究”项目构建了浅层地热能精细勘查技术体系，提出了浅层地热能适宜性分区量化评价指标，计算评价了山东省浅层地热能资源量；首次利用二级模糊数学综合评判法，建立了数值模型，进行了山东省浅层地热能区划研究；构建地埋管-岩土体的耦合传热模型，揭示了有/无地下水渗流条件下地热能开发系统长时域运行的冷/热堆积机理；创制了国内外最大规模的岩土埋管传热特性实验平台，研究了地下温度场的自恢复能力，为浅层地热能热泵系统的规模化高效应用提供关键技术，应用效果及经济社会环境效益显著。
浅层地热能作为可再生能源的重要组成部分，由于目前地热资源家底不明，缺少行之有效的精细勘查技术方法，随应用而生的地温场自恢复能力、岩土体冷/热堆积等一系列技术问题，严重束缚了山东省浅层地热能事业的发展。2015年以来，该项目围绕浅层地热能开发利用关键科学和技术问题，以多个勘查研究重大专项为依托，开展了深入的精细勘查理论研究、分区量化评价与科学技术攻关，指导实现了重大找矿突破。
项目在以往1:5万浅层地热能勘查评价成果的基础上，总结了一套符合山东省特色的精细化勘查方法，该方法主要包括资料收集与整理、野外调查、动态监测、勘查孔施工、试验测试、综合评价等内容。根据区域不同地质条件，山东省可分为鲁西北第四系松散岩类区、鲁东岩浆岩及变质岩区、鲁中南沉积岩区，确定不同的工作方法和技术要求，并发布实施了3项山东省地方标准，填补了山东省技术空白。
该项目建设了国内外已知最大规模的岩土埋管传热特性研究应用实验平台，监测系统采用美国先进的数据采集系统，可以准确检测地源热泵系统的地埋管换热器与均质细沙整体换热全过程，研究分析地源热泵浅层地热能利用中的地下传热及其自恢复能力等关键科技问题。根据建立的地下岩土体吸放热的传热模型，分析不同地埋管换热情况下岩土体的温度恢复率及热响应半径；针对气候寒冷地区浅层地热能利用环境响应特点，基于岩土热平衡理论，提出浅层地热能合理利用模式与控制策略。
“新能源发展战略下的山东省浅层地热能开发利用及区划研究”项目完成单位包括：山东省地矿工程集团有限公司、山东科技大学、山东建筑大学、山东省地质科学研究院、山东黄金集团有限公司、山东省地质调查院、山东中瑞新能源科技有限公司。推荐单位是山东省自然资源厅。主要完成人包括：高志友、崔萍、陈绍杰、邵琦、张长兴、张文科、宋维强、胡松涛、王书春、吕涛、孟苗苗、王春光、刘治政、王炳凤、张太平。
项目主要创新成果如下：
构建了浅层地热能精细勘查技术体系，发布实施地方标准填补山东省行业空白，结合示范工程研制系列热源测温及下管辅助装置，为浅层地热能精勘细查提供关键装置和技术；
提出浅层地热能适宜性分区量化评价指标，评价山东省浅层地热能资源潜力，首次利用二级模糊数学综合评判法，建立数值模型，进行山东省浅层地热能区划研究工作，为山东省浅层地热能可持续开发利用提供依据；
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构建地埋管-岩土体的耦合传热模型，揭示有/无地下水渗流条件下地热能开发系统长时域运行的冷/热堆积机理，创制国内外最大规模的岩土埋管传热特性实验平台，研究地下温度场的自恢复能力，为浅层地热能热泵系统的规模化高效应用提供关键技术。
来源：地热加