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其實,北京地質(zhì)大廈水源熱泵工程只是北京乃至全國淺層地溫能資源利用“滄海”里的一粟。目前沈陽、北京在淺層地溫能資源利用方面已經(jīng)走在了全國的前面,而天津、山東等地相關(guān)項目也在熱火朝天的建設(shè)中,全國絕大多數(shù)省會城市已經(jīng)或者正在進行淺層地溫能資源勘查、評估及開發(fā)工作。北京奧運村和上海世博軸等示范項目更是成為淺層地溫能開發(fā)的“金字招牌”。從全國上下這一波接一波的開發(fā)形勢,也可看出這種新能源的魅力所在。

能量約是現(xiàn)有發(fā)電裝機容量的1500倍

“淺層地溫能可以說是一種取之不盡用之不竭的綠色新能源。”段金平告訴記者,淺層地溫能推廣本身具有諸多優(yōu)勢,潛力巨大。

首先,儲量驚人。據(jù)專家測算,我國近百米深的土壤每年可采集的低溫能量約是我國目前發(fā)電裝機容量10億千瓦的1500倍,而百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量也有2億千瓦。經(jīng)計算僅北京規(guī)劃區(qū)2000平方千米淺層地溫能的儲量相當(dāng)于1.07億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,如果把目光投向全國,顯然數(shù)字將變得更為巨大。

其次,資源開發(fā)比較經(jīng)濟實惠。段金平說,利用淺層地溫能主要是運用地源熱泵技術(shù),根據(jù)地下常溫土壤或地下水溫度相對穩(wěn)定的特性,通過輸入少量的高品位電能,將低品位熱能向高品位轉(zhuǎn)移,來實現(xiàn)建筑物的供暖和制冷,其效能比可達到3,因此其在經(jīng)濟上比較合算。1平方米建筑投資約為250元至380元,比同樣滿足供暖、制冷和生活熱水條件的燃氣和空調(diào)系統(tǒng)等降低20%～30%,其運行費用明顯低于其他清潔能源,幾年就可收回設(shè)備的初始投資,可見其可用性極強。

第三,可循環(huán)再生。淺層地溫能的能量主要來源于地球內(nèi)部的熱能（少部分來自太陽輻射能）,而這兩種能源相對人類歷史來說為可再生資源,從利用該種能源的角度來講,冬季從地層中取出熱量給建筑物供暖,夏季吸收建筑物的熱量釋放到地層中儲存,這樣,全年建筑物冬季采暖所需的熱量,總體上可與來自地球深部的熱傳導(dǎo)和夏季儲存的熱量實現(xiàn)平衡,使淺層地溫能得以能夠持續(xù)循環(huán)地利用。需要強調(diào)的是,地球上的自然能量是在不斷循環(huán)的,所以絕大多數(shù)地區(qū)發(fā)展淺層地溫能并不存在一些學(xué)者提出的“熱堆積”或“冷堆積”的情況,不需要過分擔(dān)憂。

第四,分布廣泛,就近利用。與傳統(tǒng)地?zé)豳Y源只在局部集中分布的特點不同,淺層地溫能可以說是“俯拾即是”,不受區(qū)域地質(zhì)條件限制,遍布于人們生活的環(huán)境,因此可以就近開發(fā)、無環(huán)境污染、使用方便,是理想的“綠色環(huán)保能源”。

全國應(yīng)用建筑物面積近1.4億平方米

“也正是這些優(yōu)勢使得淺層地溫能可以在十幾年間迅速發(fā)展。北京友誼醫(yī)院、用友軟件園等項目都是很好的例子。”段金平向記者表示。

據(jù)了解,我國對地源熱泵技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代,北京、寧波、廣州等城市上世紀(jì)90年代啟動了示范工程,近年來開始大量應(yīng)用于淺層地溫能的開發(fā)利用。全國31個省、市、區(qū)均有淺層地溫能開發(fā)利用工程,應(yīng)用淺層地溫能供暖制冷的建筑物面積近1.4億平方米,80%集中在華北和東北南部地區(qū),包括北京、天津、河北、遼寧、河南、山東等省市。北京約有2000萬平方米的建筑利用淺層地溫能供暖和制冷,沈陽市已超過4300萬平方米。北京國家大劇院和奧運村、上海世博軸等標(biāo)志性工程都使用了地源熱泵系統(tǒng)。最近,全國一些省會城市都在積極著手開發(fā)淺層地溫能,11月中旬,由江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院編寫的《南京市淺層地溫能調(diào)查評價項目總體設(shè)計》,通過了由中國地質(zhì)科學(xué)院組織的審查,將為南京市淺層地溫能合理開發(fā)利用和保護提供依據(jù)。

中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心楊俊偉告訴記者,一些項目建成以來,表現(xiàn)良好,取得了顯著的節(jié)能減排效果。其中,用友軟件園地源熱泵系統(tǒng)是燃煤鍋爐系統(tǒng)耗煤量的1/4,是燃氣鍋爐系統(tǒng)耗氣量的1/4,每年可以減少標(biāo)煤約6500噸。每年減少排放1.6萬噸二氧化碳、487噸二氧化硫。此外,該項目運行費用為全年33.28元/平方米,非常經(jīng)濟,被國家能源局評為“科技進步三等獎”。

而北京奧運村再生水熱泵系統(tǒng)每年冬季從再生水中提取能量折合標(biāo)煤約3600噸,占奧運村采暖總能耗的82％,折合天然氣約270萬立方米,比燃煤采暖可就地減排二氧化碳8600噸,粉塵40噸。項目以排入清河的再生水為水源,冬季從再生水中吸收熱量,熱泵供熱75％的熱量來自于城市廢熱,實現(xiàn)了變廢為寶。夏季比空氣源熱泵節(jié)電40％,比冷卻塔方式常規(guī)中央空調(diào)制冷節(jié)電25％以上,發(fā)揮削減城市用電高峰的作用。系統(tǒng)一次能源利用率為121％（煤電按33％計）,比熱電聯(lián)產(chǎn)項目一次能源利用率高35%～50％。

不被廣泛認知遭到設(shè)計單位冷遇

“我們是做的多,宣傳的少。”段金平用略帶玩笑的語氣說道。雖然淺層地溫能作為一種綠色新能源前景被看好,在全國也有了大量的應(yīng)用實例,但由于社會各界包括開發(fā)商及相關(guān)部門管理者對這一技術(shù)有關(guān)知識特別是經(jīng)濟性和穩(wěn)定性了解不夠,像建筑設(shè)計院等設(shè)計單位缺乏經(jīng)驗,仍未接受該項技術(shù),采取敬而遠之的態(tài)度,嚴(yán)重制約了資源的開發(fā)利用。

除了社會認知不足,淺層地溫能開發(fā)還面臨勘查評價滯后等瓶頸因素�？辈樵u價是淺層地溫能科學(xué)開發(fā)利用的基礎(chǔ)。該種能源的分布狀態(tài)、運移規(guī)律、品位高低均受到地質(zhì)體富水性及導(dǎo)熱性能等制約,了解能量存在的地質(zhì)條件就顯得十分重要,特別是淺層地溫能開發(fā)利用工程中采集和釋放熱的能力和強度與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境組成、地質(zhì)環(huán)境中的流體部分的活動能力和巖土固體顆粒部分的熱傳導(dǎo)能力有直接關(guān)系。所以,在談到一個地區(qū)淺層地溫能利用時,首先要掌握該地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景,從宏觀上把握淺層地溫能地質(zhì)條件和地溫場分布,以便為開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

“工程大部分在地下,是否會給城市地下交通建設(shè)以及地下水、地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境造成影響,這些都需要進一步的調(diào)查和評價。”段金平指出。據(jù)了解,隨著淺層地溫能利用規(guī)模增長,也出現(xiàn)了一些列問題。如地下水地源熱泵系統(tǒng)地下水回灌難,造成水位下降、地面沉降,系統(tǒng)整體不節(jié)能,水質(zhì)污染,地溫場變化。

“我們現(xiàn)在運用的地源熱泵技術(shù)主要是消耗電能,所以還是希望國家保持低電價政策,這樣淺層地溫能的經(jīng)濟效益才能顯現(xiàn)出來。”中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心總工程師冉偉彥向記者表示。其實,冉偉彥所提出的意見,主要反映了能源開發(fā)對政府政策扶持的需求。除了低電價訴求,淺層地溫能開發(fā)也面臨其他一些政策障礙。比如,很多地區(qū)為了保護地下水資源,對利用地下水源熱泵技術(shù)開發(fā)淺層地溫能大多持謹(jǐn)慎態(tài)度。
 

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