呼喚地源熱泵行業(yè)的良性發(fā)展

——訪中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所地熱中心主任王貴玲

    從北京至石家莊，記者慕名前往中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所拜會地熱研究中心主任王貴玲。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。幾十年在地熱行業(yè)內(nèi)的摸爬滾打，讓王貴玲主任對這個行業(yè)有超乎旁人的認識和理解，他的這些經(jīng)驗和閱歷，對于這個行業(yè)的從業(yè)者而言，無疑是一筆寶貴的財富……

    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)能減排政策的實施，地源熱泵作為可再生能源利用中相對成熟的技術，受到了更多的關注，發(fā)展也呈現(xiàn)出突飛猛進的局面。工程量迅速增加，應用空間面積已經(jīng)突破1億平方米?？梢哉f，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)人士的擔憂。王貴玲表示，在這種形勢下，應該保持理性的頭腦和冷靜的心態(tài)。他認為目前地源熱泵行業(yè)發(fā)展過快。所謂“過”，就是科學基礎不足，基礎調(diào)研、基礎理論、資源評價等還相對缺失，現(xiàn)有的開采方法、資源利用方式、資源管理還跟不上應用發(fā)展的速度。國家標準方面對地下部分的關注比較少。此外，行業(yè)內(nèi)對前期地下資源的勘察和整個項目的設計普遍忽視，有設備的廠家就可以隨意上馬項目，不關注前期工作。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

    如何扭轉這一局面，規(guī)范行業(yè)，促進其良性發(fā)展？王貴玲認為應該從宏觀政策、完善立法、強化規(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，也包括通過稅費手段進行引導。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行勘測勘察，推廣應用。那么對于地熱這種可再生能源，國家更應該加大資金投入。目前，地源熱泵項目的前期勘測不計入成本，這是不科學的，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)的引導力度，將有利于行業(yè)健康發(fā)展。同時，還要加強對示范城市、示范項目的補貼，這些都會調(diào)動起從業(yè)人員的積極性。其次，就是要加強立法。王貴玲認為，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)的認定，這無疑會導致施工隊伍良莠不齊。因此，王貴玲建議，國家部委可以考慮發(fā)布一些相關的管理條例，委托行業(yè)協(xié)會進行行業(yè)資質(zhì)的審核和認定，設置準入門檻，不具備資質(zhì)的個人和單位嚴禁從事該行業(yè)工作。同時，對設計、施工和監(jiān)管部門建立專項設計工資管理制度，對工程進行監(jiān)理，對技術人員實行培訓上崗制。健全工程建設的技術審批和工程運行的監(jiān)管制度。另外，目前對完工后的地源熱泵項目沒有強制要求進行長期的跟蹤監(jiān)測。這就無法為科學研究、資源管理服務，對總結經(jīng)驗、推動行業(yè)良性發(fā)展非常不利。業(yè)主也不能時刻掌握相關情況，不能保證系統(tǒng)科學、有效率的運行，這也是對業(yè)主的不負責任。所以，在這些方面都應該有相關的規(guī)定。此外，王貴玲認為還要加強行業(yè)規(guī)范的編制，出臺符合行業(yè)特征的、較詳細的相關規(guī)程規(guī)范；應加快推進地源熱泵技術新工藝的應用，這些都是凈化行業(yè)、促進發(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)勘察在整個地源熱泵項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)的高效運行是至關重要的。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，能量不會消失只會轉移或轉化，地源熱泵空調(diào)也是如此，空調(diào)本身并不能制冷或制暖，其主要是一個能力轉移的紐帶。所以，地源熱泵空調(diào)的地下水文情況和地質(zhì)情況強烈制約著整個系統(tǒng)的整體結構、性能、造價，決定了地下水井或埋管換熱器的結構和性能，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)都無法科學確定，因此，很容易影響整個系統(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情況，進行熱平衡的模擬，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目中，系統(tǒng)的運行效率遠遠達不到最初的設計效率。很多專家認為，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。王貴玲認為，系統(tǒng)可否能夠高效運行，主要取決于設計是否科學，以及設備選取和維護是否合理?？茖W的設計是地源熱泵高效運行必不可少的條件，設備的選取及維護則影響著地源熱能的有效利用。目前來看，系統(tǒng)效率與設計目標差距大，很大一部分原因就是由于對地下水文和地質(zhì)結構了解不足，對地源熱能的可利用量產(chǎn)生了錯誤的判斷，設計不科學。系統(tǒng)在運行了一定時間后，地下水和地質(zhì)情況發(fā)生了改變，為了維持空調(diào)溫度，只能靠電驅動，導致了機組運行效率變低。所以說，重視地質(zhì)勘查是實現(xiàn)系統(tǒng)高效運行不容忽視的環(huán)節(jié)。

    用制度和技術保證回灌

    對于地源熱泵行業(yè)而言，由于相關規(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力。對于地下水的使用目前普遍是按照標準收取全額用水費用，而并不是根據(jù)回灌的多少來相應調(diào)整收費標準，回灌沒有獎勵，不回灌沒有處罰，這導致了相當一部分項目沒有了回灌動力，沒有回灌的結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，相應調(diào)整標準，這樣就會調(diào)動起公司的積極性。另一方面是由于技術不成熟，無法實現(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行回揚即可。二是化學堵塞，地下水被抽到地表后，壓力和溫度都發(fā)生了變化，導致鈣和硅等化學元素沉淀。三是生物化學堵塞，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)和技能的隊伍才能合理應對。除此之外，還可能是由于回灌工藝與地層特點不匹配。一些地層里顆粒特別細，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“會者不難”，只要具備相應能力，這些技術問題都可以迎刃而解。所以他也提醒業(yè)主，一定要選擇技術過硬的專業(yè)隊伍進行施工，否則不但會對地下水資源造成破壞，也一定會對整個空調(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量進行勘探的方式對指導地源熱泵應用的意義并不大。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，一個地區(qū)的地下資源儲量與熱調(diào)蓄能力并沒有必然的關系。也就是說，一個地下資源儲量豐富的地區(qū)其熱調(diào)蓄能力未必強；同樣，地下資源儲量不豐富的地區(qū)其熱調(diào)蓄能力未必弱。所以，對于一個熱調(diào)蓄能力不強的地區(qū)，即便資源儲量豐富，也不能大量應用，否則會破壞地下的平衡。所以說，在他看來，評價一個地區(qū)是否適宜應用推廣地源熱泵，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的情況。

    同時，他還提醒業(yè)內(nèi)人士，地下水并不是靜止的。地下水的流動對熱物性參數(shù)的影響很大，這個在設計初期要進行嚴格的勘測。只有這樣，才能保證系統(tǒng)的高效運行。此外，有時候獨立的工程并不能說明問題，還要考慮規(guī)?；?，工程之間是否會出現(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土壤地埋管熱泵和一項地下水源熱泵項目堅持了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  規(guī)劃先行

    王貴玲告訴記者，多年來，地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所一直致力于對地熱資源進行勘察，并在此基礎上開展了全國應用地源熱泵的適應性評價。目前在工程設計方面，進行了水源地源熱泵技術適宜性研究；在工程合理性方面，進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，這些基礎性工作，為國家制定地熱資源應用規(guī)劃發(fā)揮了很大的作用。

    據(jù)王貴玲介紹，他和他的團隊目前已經(jīng)完成了全國地源熱泵適宜性評價工作，首要考慮地下水、土壤源的情況，綜合考慮氣候條件、經(jīng)濟條件、地形地貌等十幾個方面的因素，對一個地區(qū)是否是適宜應用地源熱泵進行了綜合評價?，F(xiàn)在這個評價已經(jīng)成為國家進行宏觀規(guī)劃的依據(jù)之一。他解釋說，在這個宏觀規(guī)劃指導下，具體到省、市可以再做進一步的勘察和規(guī)劃。比如某省的總體情況適宜應用地源熱泵，那么，該省確定了這一整體評價后，再詳細到某個市，根據(jù)其地理情況和經(jīng)濟情況進行細化。比如，到具體城市發(fā)現(xiàn)該市某個地區(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目都要采用地源熱泵，根本沒有調(diào)查如此大規(guī)模應用，地下水微生物能否平衡，地下水回灌后是否會受到嚴重影響，這樣是非常不科學的。所以說，有些地方不適宜應用地源熱泵，就一定要限制，不能為了所謂的節(jié)能，最終反而導致了浪費；而有些省市即便適宜應用，也要因地制宜，不能搞行政命令一刀切，要根據(jù)規(guī)劃，以技術指導決策，以科技為支撐，這才是科學的推廣。

    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)合國大學冰島地熱培訓中心與新西蘭奧克蘭大學地熱學院進行研修；2003年9月獲南京大學地球科學系構造專業(yè)博士學位；2003年10月－2005年9月在北京大學環(huán)境學院博士后流動站從事博士后研究工作。

    1992年起任地熱研究室副主任，1998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、地熱研究中心主任。現(xiàn)為研究員，博士生導師。中國地質(zhì)大學（武漢）兼職教授，國際水文地質(zhì)專家協(xié)會、中國地質(zhì)學會水文地質(zhì)專業(yè)委員會、中國地球物理學會、中國能源研究會、河北省地質(zhì)學會會員，中國能源協(xié)會常務理事，淺層地溫資源綜合利用專委會副主任委員，地球物理學會地熱專委會委員；《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》、《地理與地理信息科學》、《地源熱泵》、《地熱能》編委。一直從事地下水和地熱研究工作。

    先后參加與主持完成的科研項目30多項，主要包括地礦部"七五"科技攻關項目"中國東部地熱資源評價"、國家"七五"科技攻關項目"中國典型農(nóng)業(yè)區(qū)地熱資源評價"、國家"八五"科技攻關項目"中國典型泉點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研究中的意義"等。 在國內(nèi)外期刊和會議文集中發(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)境保護研究》、《地下水潛力評價方法》等。