地熱能利用包括發(fā)電和熱利用兩種方式,技術均比較成熟,在發(fā)達國家已得到廣泛應用,近5年來全世界地熱能熱利用年均增長約13%。其中德國地熱能的發(fā)展在政府政策的強力推動和支持下,依靠技術進步得到發(fā)展尤為突出。
淺層地熱能與熱泵技術
2007年淺層地熱能在德國供熱市場上有一定的增加,熱泵供應商賣出的熱泵系統(tǒng)從2006年的44980個增加到2007年45300個。截至2007底,德國大約已經(jīng)安裝了30萬個熱泵系統(tǒng),而且在新修的建筑中有15%的供熱系統(tǒng)采用的是熱泵。德國聯(lián)邦市場激勵計劃主要是來促進供熱部門對可再生能源利用的投入,所以對這個領域的可再生能源的發(fā)展有很大的貢獻作用。2007年,在這個計劃方案的激勵下,對總額大約達17億歐元的16.4萬個熱泵系統(tǒng)提供了資助。
淺部地熱能是指地表以下的所有物質,比如地下水、沉積物、巖石等所含有的熱量,以它們所具有的溫度來顯示。淺部地熱能是一種可重復再生的、可無間斷獲取的、可持續(xù)利用的、清潔環(huán)保的能源,也是經(jīng)濟上可行、技術上可靠的能源。目前,德國從地下大約200米的深度內獲得地熱能源,用來提供房屋的供暖以及供冷(降溫)所需的能源。
德國經(jīng)過多年的研發(fā)與實踐,以地下水開采井、井下?lián)Q熱器以及換熱樁等技術途徑獲得淺部地熱能源,這些技術與熱泵技術結合使用。熱泵可以從溫度較低的熱源中獲取熱量,釋放出較高溫度的、可利用的熱量。與燃燒天然氣或電力驅動的供暖系統(tǒng)比較,熱泵需要的常規(guī)電能要少75%,同時二氧化碳的排放減少20%至25%。與燃煤的供暖系統(tǒng)相比,排放減少更在德國Wulfen鎮(zhèn),一個由71幢樓房、含有117個單元和1個公共室內游泳池組成的住宅區(qū),是由與2個開采井和3個注水井相連的地下水熱泵系統(tǒng)進行供暖的。地下水開采時的溫度是10℃,重新注入地下時的溫度是5℃。這個供暖系統(tǒng)已經(jīng)有效地運行了30年。
在德國,一個采用井下?lián)Q熱器的供暖系統(tǒng)的投資成本要比常規(guī)的燃油的、燒天然氣的或用電力驅動的供暖系統(tǒng)的投資成本高20%至30%。但是它的運行費用要低很多。根據(jù)2004年的核算,地熱供暖系統(tǒng)必須在經(jīng)過4到6年的運行后,其投資成本加上運行費用會比其他常規(guī)的供暖系統(tǒng)便宜。但考慮到能源價格的顯著增加,在不遠的將來,基于淺部地熱的供暖系統(tǒng)只要運行1至2年后就會比常規(guī)的供暖系統(tǒng)便宜。如果將供冷包括在內,那從運行初始就將更加經(jīng)濟!
德國圖賓根的Kreissparkasse Tuebingen銀行,其主樓是用深度18~22米的150個能源樁進行供暖和供冷的。地下地層由卵石和沙石組成,地下水水流經(jīng)過,溫度為11.5℃,地下水流速400米/年。這種水文地質條件保證了地下溫度保持在常年恒定。
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