能源地下结构与岩土工程专委会成立背景及必要性

发布时间:2022年10月14日 浏览数:2499

一、技术发展的背景:

1、全球气候变化和能源可持续发展的需求,使得传统岩土工程扩展至与浅层地温能等能源相关的能源岩土工程领域。浅层地温能,属于清洁可再生能源。


2、技术挑战:

    传统地源热泵技术:通过在地层钻孔埋设换热管,形成钻孔埋管换热器:20~200m (BGE-GSHP)。

    技术瓶颈:

(1)占用地下空间资源,与其他地下空间开发与利用互相干扰。
(2)初始投资相对较大,其中钻孔施工费占60~70%。
(3)钻孔回填质量控制难度大、一定程度上限制了其换热效率。


3、解决思路和方法:

    能源地下结构与岩土工程:通过在地下结构中预埋换热管,使之在承担结构荷载功能的同时,具备浅层地温能换热器功能。兼具地下结构承载和浅层地温能高效利用双重功能,近年来发展势头迅猛。

    技术优势:

(1)节约地下空间资源。
(2)节省造价,不需要单独专门钻孔。

(3)换热管周围混凝土材料为回填料,密实性好、导热率高。


4、专家智囊:

    我国研究人员长期关注地下空间与资源综合利用,能源地下结构与工程领域,钱七虎院士、陈肇元院士、陈湘生院士、赖远明院士等都在大力和积极倡导该领域研究。探索“零排放”绿色建筑与交通基础设施的发展需求。

    据不完全统计,2000~2020年,国家自然科学基金委共资助能源地下工程类研究项目400余项,资助金额达2亿元。各省市逐步开展“揭榜挂帅”重点研发(如大连市等)。我国从事能源地下结构与工程相关研究人员有数千人。


5、国际学术组织与交流

    2013年国际土力学与岩土工程学会(ISSMGE)成立能源岩土(Energy Geotechnics)专委会(TC308)。TC308专委会主办3项系列国际会议:Symposium on Energy Geotechnics 
   (SEG2015西班牙巴塞罗那,SEG2018瑞士洛桑),International Conference on Energy Geotechnics (ICEGT2018德国基尔,ICEGT2022美国加州),International Conference on Geo-Energy and Geo-Environment (GeGe2015香港,GeGe2017杭州,GeGe2019长沙,GeGe2021南京)。


二、成立专委会的必要性

    能源地下结构与工程技术是涉及地下工程材料与结构、岩石(土)地热学和暖通科学的跨学科工程技术与研究 。

    中国工程师面临着巨大的机遇与挑战:国家已确立以科技创新落实“双碳”目标的政策决心,我国地下空间开发利用规模堪称世界之最,浅层地温能赋存无处不在。同时,相关学术研究力量分散,跨学科间交流不活跃,急需成立一个新的跨学科的专门组织,以聚集一批国内岩石、岩土、勘察设计和暖通的各个领域优秀研究者,进一步推动该领域的研究和应用。实现与国际接轨,落实低碳工程建设的目标。

   促进跨学科科技创新是迎接挑战的唯一出路,也是成立专委会的主要目的。


三、未来计划

    专委会将依托中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会围绕“能源地下结构与岩土工程”开展了卓有成效的前期工作进一步梳理和凝练能源地下结构重大科学问题;积极开展学术交流、重点学术课题探讨和科学考察活动;对能源地下结构与岩土工程领域科技发展战略、政策和经济建设中的重要决策进行科技咨询,进行科技项目论证,科技文献和标准的编审,提供技术咨询和技术服务;大力推进科学普及,传播推广本领域的新理论、新技术、新材料、新工艺等科技成果;编辑、出版学术论文集和学术著作。