呼喚地源熱泵行業(yè)的良性發(fā)展

——訪中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所地?zé)嶂行闹魅瓮踬F玲

    從北京至石家莊，記者慕名前往中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所拜會(huì)地?zé)嵫芯恐行闹魅瓮踬F玲。剛一見面，王主任的熱情與周到便讓記者感到賓至如歸。談及行業(yè)，更是印證了記者最初的想法：不虛此行。幾十年在地?zé)嵝袠I(yè)內(nèi)的摸爬滾打，讓王貴玲主任對這個(gè)行業(yè)有超乎旁人的認(rèn)識(shí)和理解，他的這些經(jīng)驗(yàn)和閱歷，對于這個(gè)行業(yè)的從業(yè)者而言，無疑是一筆寶貴的財(cái)富……

    談到地源熱泵行業(yè)近幾年的發(fā)展，幾乎所有的專家都感嘆：行業(yè)發(fā)展太迅速了，王貴玲主任對此也是深有同感。他告訴記者，這幾年隨著國家節(jié)能減排政策的實(shí)施，地源熱泵作為可再生能源利用中相對成熟的技術(shù)，受到了更多的關(guān)注，發(fā)展也呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的局面。工程量迅速增加，應(yīng)用空間面積已經(jīng)突破1億平方米。可以說，地源熱泵行業(yè)迎來了發(fā)展的春天。

    但是，在一片欣欣向榮的局面下，地源熱泵行業(yè)的飛速發(fā)展引起了業(yè)內(nèi)人士的擔(dān)憂。王貴玲表示，在這種形勢下，應(yīng)該保持理性的頭腦和冷靜的心態(tài)。他認(rèn)為目前地源熱泵行業(yè)發(fā)展過快。所謂“過”，就是科學(xué)基礎(chǔ)不足，基礎(chǔ)調(diào)研、基礎(chǔ)理論、資源評價(jià)等還相對缺失，現(xiàn)有的開采方法、資源利用方式、資源管理還跟不上應(yīng)用發(fā)展的速度。國家標(biāo)準(zhǔn)方面對地下部分的關(guān)注比較少。此外，行業(yè)內(nèi)對前期地下資源的勘察和整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)普遍忽視，有設(shè)備的廠家就可以隨意上馬項(xiàng)目，不關(guān)注前期工作。因此，行業(yè)呈現(xiàn)發(fā)展迅速，但是卻相對混亂的局面。

    多管齊下促良性發(fā)展

    如何扭轉(zhuǎn)這一局面，規(guī)范行業(yè)，促進(jìn)其良性發(fā)展？王貴玲認(rèn)為應(yīng)該從宏觀政策、完善立法、強(qiáng)化規(guī)范、完善施工工藝等多方面入手，多管齊下。首先在政策方面，政府應(yīng)該加大對地源熱泵行業(yè)的支持力度。這其中包括資金的支持，也包括通過稅費(fèi)手段進(jìn)行引導(dǎo)。他告訴記者，對煤、石油等這些傳統(tǒng)能源，在早期國家投入了大量的資金進(jìn)行勘測勘察，推廣應(yīng)用。那么對于地?zé)徇@種可再生能源，國家更應(yīng)該加大資金投入。目前，地源熱泵項(xiàng)目的前期勘測不計(jì)入成本，這是不科學(xué)的，這也就自然地造成了行業(yè)對地下勘察的忽視。所以說，國家如果能加大對行業(yè)的引導(dǎo)力度，將有利于行業(yè)健康發(fā)展。同時(shí)，還要加強(qiáng)對示范城市、示范項(xiàng)目的補(bǔ)貼，這些都會(huì)調(diào)動(dòng)起從業(yè)人員的積極性。其次，就是要加強(qiáng)立法。王貴玲認(rèn)為，行業(yè)混亂的局面正是由于立法的缺失。目前國家還沒有引入對地源熱泵行業(yè)從業(yè)人員資格和從業(yè)單位資質(zhì)的認(rèn)定，這無疑會(huì)導(dǎo)致施工隊(duì)伍良莠不齊。因此，王貴玲建議，國家部委可以考慮發(fā)布一些相關(guān)的管理?xiàng)l例，委托行業(yè)協(xié)會(huì)進(jìn)行行業(yè)資質(zhì)的審核和認(rèn)定，設(shè)置準(zhǔn)入門檻，不具備資質(zhì)的個(gè)人和單位嚴(yán)禁從事該行業(yè)工作。同時(shí)，對設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)管部門建立專項(xiàng)設(shè)計(jì)工資管理制度，對工程進(jìn)行監(jiān)理，對技術(shù)人員實(shí)行培訓(xùn)上崗制。健全工程建設(shè)的技術(shù)審批和工程運(yùn)行的監(jiān)管制度。另外，目前對完工后的地源熱泵項(xiàng)目沒有強(qiáng)制要求進(jìn)行長期的跟蹤監(jiān)測。這就無法為科學(xué)研究、資源管理服務(wù)，對總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、推動(dòng)行業(yè)良性發(fā)展非常不利。業(yè)主也不能時(shí)刻掌握相關(guān)情況，不能保證系統(tǒng)科學(xué)、有效率的運(yùn)行，這也是對業(yè)主的不負(fù)責(zé)任。所以，在這些方面都應(yīng)該有相關(guān)的規(guī)定。此外，王貴玲認(rèn)為還要加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范的編制，出臺(tái)符合行業(yè)特征的、較詳細(xì)的相關(guān)規(guī)程規(guī)范；應(yīng)加快推進(jìn)地源熱泵技術(shù)新工藝的應(yīng)用，這些都是凈化行業(yè)、促進(jìn)發(fā)展的重要手段。

    地質(zhì)勘察意義重大

    作為一名地質(zhì)勘探的專業(yè)人士，王貴玲對地質(zhì)勘察在整個(gè)地源熱泵項(xiàng)目中的作用自然有更深刻的了解。他告訴記者，前期勘探對系統(tǒng)的高效運(yùn)行是至關(guān)重要的。在他看來，這就好比是蓋房子，地基不建好是萬萬不行的。“從能量守恒的角度來看，能量不會(huì)消失只會(huì)轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，地源熱泵空調(diào)也是如此，空調(diào)本身并不能制冷或制暖，其主要是一個(gè)能力轉(zhuǎn)移的紐帶。所以，地源熱泵空調(diào)的地下水文情況和地質(zhì)情況強(qiáng)烈制約著整個(gè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、性能、造價(jià)，決定了地下水井或埋管換熱器的結(jié)構(gòu)和性能，因此勘測具有重大意義。”

    然而，這一重要的環(huán)節(jié)目前在行業(yè)內(nèi)卻往往被忽視，這給工程帶來了不少問題。由于對地質(zhì)和水文情況不了解，對于取水量的多少，地埋管之間的間距、數(shù)量等諸多參數(shù)都無法科學(xué)確定，因此，很容易影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。王貴玲提醒，一定要了解不同地區(qū)土壤的熱物性、地下水所在的地層以及流動(dòng)情況，進(jìn)行熱平衡的模擬，這樣才能確定出合理的抽水比例，才不至于對地下水資源造成損害。

    目前在不少地源熱泵項(xiàng)目中，系統(tǒng)的運(yùn)行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到最初的設(shè)計(jì)效率。很多專家認(rèn)為，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)影響了地源熱泵在業(yè)主心目中“節(jié)能”的形象，對行業(yè)發(fā)展非常不利。王貴玲認(rèn)為，系統(tǒng)可否能夠高效運(yùn)行，主要取決于設(shè)計(jì)是否科學(xué)，以及設(shè)備選取和維護(hù)是否合理。科學(xué)的設(shè)計(jì)是地源熱泵高效運(yùn)行必不可少的條件，設(shè)備的選取及維護(hù)則影響著地源熱能的有效利用。目前來看，系統(tǒng)效率與設(shè)計(jì)目標(biāo)差距大，很大一部分原因就是由于對地下水文和地質(zhì)結(jié)構(gòu)了解不足，對地源熱能的可利用量產(chǎn)生了錯(cuò)誤的判斷，設(shè)計(jì)不科學(xué)。系統(tǒng)在運(yùn)行了一定時(shí)間后，地下水和地質(zhì)情況發(fā)生了改變，為了維持空調(diào)溫度，只能靠電驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致了機(jī)組運(yùn)行效率變低。所以說，重視地質(zhì)勘查是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效運(yùn)行不容忽視的環(huán)節(jié)。

    用制度和技術(shù)保證回灌

    對于地源熱泵行業(yè)而言，由于相關(guān)規(guī)范的缺位，不僅造成了在取水前不注重地質(zhì)勘查，也直接導(dǎo)致了取水后忽視了回灌工作。只抽水、不回灌，這在行業(yè)內(nèi)并不新鮮。王貴玲分析，這是由幾方面原因造成的。

    一方面是工程公司缺乏主觀動(dòng)力。對于地下水的使用目前普遍是按照標(biāo)準(zhǔn)收取全額用水費(fèi)用，而并不是根據(jù)回灌的多少來相應(yīng)調(diào)整收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，回灌沒有獎(jiǎng)勵(lì)，不回灌沒有處罰，這導(dǎo)致了相當(dāng)一部分項(xiàng)目沒有了回灌動(dòng)力，沒有回灌的結(jié)果就是給地下水資源造成了極大的破壞。

    因此，王貴玲建議，地方環(huán)保部門可以考慮根據(jù)回灌水量的多少來收取水費(fèi)，相應(yīng)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，這樣就會(huì)調(diào)動(dòng)起公司的積極性。另一方面是由于技術(shù)不成熟，無法實(shí)現(xiàn)回灌。原因大概有三：一種是物理堵塞，也就是顆粒狀物質(zhì)堵住了出水孔，這種情況下，把回灌井改造成抽水井進(jìn)行回?fù)P即可。二是化學(xué)堵塞，地下水被抽到地表后，壓力和溫度都發(fā)生了變化，導(dǎo)致鈣和硅等化學(xué)元素沉淀。三是生物化學(xué)堵塞，這是水循環(huán)過程中不能保證完全閉路而使氧氣灌到了地下造成的。后兩種情況尤其需要具備專業(yè)資質(zhì)和技能的隊(duì)伍才能合理應(yīng)對。除此之外，還可能是由于回灌工藝與地層特點(diǎn)不匹配。一些地層里顆粒特別細(xì)，不容易回灌，對于不同的地質(zhì)情況，成井工藝是不盡相同的，什么樣的地層打什么樣的井，這些在王貴玲看來，是“會(huì)者不難”，只要具備相應(yīng)能力，這些技術(shù)問題都可以迎刃而解。所以他也提醒業(yè)主，一定要選擇技術(shù)過硬的專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行施工，否則不但會(huì)對地下水資源造成破壞，也一定會(huì)對整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

    重視地下空間的熱調(diào)蓄能力

    王貴玲告訴記者，盡管目前地下資源的勘測、規(guī)劃工作逐步得到了重視，但是，現(xiàn)在普遍使用的對地下資源儲(chǔ)量進(jìn)行勘探的方式對指導(dǎo)地源熱泵應(yīng)用的意義并不大。之所以這么說，是由于地下空間熱調(diào)蓄能力這一概念的存在。他對記者解釋說，“所謂地下空間的熱調(diào)蓄能力，就是指我們冬天從地下可以“拿走”一定的熱能，夏天又“灌回”地下一定的熱能，而能使地下的溫度長期保持穩(wěn)定，這一熱能量就是地下空間可調(diào)蓄能力。其實(shí)，一個(gè)地區(qū)的地下資源儲(chǔ)量與熱調(diào)蓄能力并沒有必然的關(guān)系。也就是說，一個(gè)地下資源儲(chǔ)量豐富的地區(qū)其熱調(diào)蓄能力未必強(qiáng)；同樣，地下資源儲(chǔ)量不豐富的地區(qū)其熱調(diào)蓄能力未必弱。所以，對于一個(gè)熱調(diào)蓄能力不強(qiáng)的地區(qū)，即便資源儲(chǔ)量豐富，也不能大量應(yīng)用，否則會(huì)破壞地下的平衡。所以說，在他看來，評價(jià)一個(gè)地區(qū)是否適宜應(yīng)用推廣地源熱泵，一定要注意其地下空間的熱調(diào)蓄能力。而要掌握這一信息，就必須要了解地層的情況和地下水流動(dòng)的情況。

    同時(shí)，他還提醒業(yè)內(nèi)人士，地下水并不是靜止的。地下水的流動(dòng)對熱物性參數(shù)的影響很大，這個(gè)在設(shè)計(jì)初期要進(jìn)行嚴(yán)格的勘測。只有這樣，才能保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行。此外，有時(shí)候獨(dú)立的工程并不能說明問題，還要考慮規(guī)?；?，工程之間是否會(huì)出現(xiàn)相互干擾的情況。王貴玲說，他目前在石家莊和北京分別對一項(xiàng)土壤地埋管熱泵和一項(xiàng)地下水源熱泵項(xiàng)目堅(jiān)持了3年的監(jiān)測，就是希望能夠通過長期監(jiān)測，更深入地了解熱調(diào)蓄能力在一定范圍內(nèi)可能受到影響的程度。

    綜合評價(jià)  規(guī)劃先行

    王貴玲告訴記者，多年來，地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所一直致力于對地?zé)豳Y源進(jìn)行勘察，并在此基礎(chǔ)上開展了全國應(yīng)用地源熱泵的適應(yīng)性評價(jià)。目前在工程設(shè)計(jì)方面，進(jìn)行了水源地源熱泵技術(shù)適宜性研究；在工程合理性方面，進(jìn)行了水源地源熱泵資源勘查及系統(tǒng)資源利用規(guī)劃研究。王貴玲說，這些基礎(chǔ)性工作，為國家制定地?zé)豳Y源應(yīng)用規(guī)劃發(fā)揮了很大的作用。

    據(jù)王貴玲介紹，他和他的團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)完成了全國地源熱泵適宜性評價(jià)工作，首要考慮地下水、土壤源的情況，綜合考慮氣候條件、經(jīng)濟(jì)條件、地形地貌等十幾個(gè)方面的因素，對一個(gè)地區(qū)是否是適宜應(yīng)用地源熱泵進(jìn)行了綜合評價(jià)?，F(xiàn)在這個(gè)評價(jià)已經(jīng)成為國家進(jìn)行宏觀規(guī)劃的依據(jù)之一。他解釋說，在這個(gè)宏觀規(guī)劃指導(dǎo)下，具體到省、市可以再做進(jìn)一步的勘察和規(guī)劃。比如某省的總體情況適宜應(yīng)用地源熱泵，那么，該省確定了這一整體評價(jià)后，再詳細(xì)到某個(gè)市，根據(jù)其地理情況和經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行細(xì)化。比如，到具體城市發(fā)現(xiàn)該市某個(gè)地區(qū)已經(jīng)是建成區(qū)，或者路面硬化，那就不適宜推廣；某市經(jīng)濟(jì)情況不允許，那也不適合推廣。目前有些省份一擁而上，大力推廣，甚至采用行政命令的手段要求所有新開工項(xiàng)目都要采用地源熱泵，根本沒有調(diào)查如此大規(guī)模應(yīng)用，地下水微生物能否平衡，地下水回灌后是否會(huì)受到嚴(yán)重影響，這樣是非常不科學(xué)的。所以說，有些地方不適宜應(yīng)用地源熱泵，就一定要限制，不能為了所謂的節(jié)能，最終反而導(dǎo)致了浪費(fèi)；而有些省市即便適宜應(yīng)用，也要因地制宜，不能搞行政命令一刀切，要根據(jù)規(guī)劃，以技術(shù)指導(dǎo)決策，以科技為支撐，這才是科學(xué)的推廣。

    專家簡介 ：

    王貴玲，1964年出生。1987年7月畢業(yè)于原武漢地質(zhì)學(xué)院水文地質(zhì)工程地質(zhì)系水文地質(zhì)專業(yè)，同年分配到原地質(zhì)礦產(chǎn)部水文地質(zhì)工程地質(zhì)研究所工作；2001年－2002年分別在聯(lián)合國大學(xué)冰島地?zé)崤嘤?xùn)中心與新西蘭奧克蘭大學(xué)地?zé)釋W(xué)院進(jìn)行研修；2003年9月獲南京大學(xué)地球科學(xué)系構(gòu)造專業(yè)博士學(xué)位；2003年10月－2005年9月在北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士后流動(dòng)站從事博士后研究工作。

    1992年起任地?zé)嵫芯渴腋敝魅危?998年任水資源研究部副主任，2001年起任水資源研究部主任，2005年起任區(qū)域水文地質(zhì)研究室主任、地?zé)嵫芯恐行闹魅巍，F(xiàn)為研究員，博士生導(dǎo)師。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）兼職教授，國際水文地質(zhì)專家協(xié)會(huì)、中國地質(zhì)學(xué)會(huì)水文地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)、中國地球物理學(xué)會(huì)、中國能源研究會(huì)、河北省地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)員，中國能源協(xié)會(huì)常務(wù)理事，淺層地溫資源綜合利用專委會(huì)副主任委員，地球物理學(xué)會(huì)地?zé)釋Ｎ瘯?huì)委員；《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》、《地理與地理信息科學(xué)》、《地源熱泵》、《地?zé)崮堋肪幬?。一直從事地下水和地?zé)嵫芯抗ぷ鳌?/span>

    先后參加與主持完成的科研項(xiàng)目30多項(xiàng)，主要包括地礦部"七五"科技攻關(guān)項(xiàng)目"中國東部地?zé)豳Y源評價(jià)"、國家"七五"科技攻關(guān)項(xiàng)目"中國典型農(nóng)業(yè)區(qū)地?zé)豳Y源評價(jià)"、國家"八五"科技攻關(guān)項(xiàng)目"中國典型泉點(diǎn)放射性氡及微量組分鍶、偏硅酸的分布特征及其在生命科學(xué)研究中的意義"等。 在國內(nèi)外期刊和會(huì)議文集中發(fā)表論文40余篇，撰寫專著2部，主要包括《西北地區(qū)地下水資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)研究》、《地下水潛力評價(jià)方法》等。