記者在調研中了解到，當前在建筑新能源應用領域，主要通過地源熱泵技術實現的“淺層地熱能建筑”正在快速“擴張”，發(fā)揮著越來越顯著的節(jié)能、“減霾”、降耗作用，推廣應用前景看好，有望成為建筑新能源應用領域的重要“增長極”。
“淺層地熱能建筑”節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢日益顯露
冬季能供暖，夏季能制冷；比傳統(tǒng)空調耗電量節(jié)約一半以上；實際能源綜合利用效率超過任何一種傳統(tǒng)能源利用方式……這樣的建筑能源利用結果并不是實驗室的理想狀態(tài)，而是安徽合肥科學家園小區(qū)采用地源熱泵技術，開發(fā)利用淺層地熱能的現實。
淺層地熱能，是指地表土壤、地下水、河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地源熱泵技術，是利用了淺層地熱能作為冷熱交換源，通過能量轉換，為建筑物提供綠色清潔的空調系統(tǒng)。
“簡而言之，就是改變了傳統(tǒng)空調與室外空氣進行熱交換的原理，轉而利用土壤等地下熱能‘四季恒溫’的特點：冬季把土壤中的熱量‘取’出來，供給室內采暖；夏季把室內的熱量‘抽’出去，釋放到地能中，完成熱交換。”合肥科學家園小區(qū)基建辦主任曾杰說。
作為合肥市綠色節(jié)能建筑示范項目，在科學家園小區(qū)內，720個深入地下100多米的鉆孔中，每個鉆孔中都埋入了1個雙“U”型管道，通過閉合水循環(huán)，將恒溫的地熱能與小區(qū)1200戶家庭住宅內的室溫進行“置換”，使居民家中達到“冬暖夏涼”的舒適效果。
曾杰告訴記者，這套地源熱泵系統(tǒng)已經運行四年，運行費用主要包括水、電、維修保養(yǎng)、人員工資等方面。其中，設備的電費占80％－90％，每年的總成本大約200萬元。“但如果采用傳統(tǒng)中央空調的話，光電費就至少要翻一倍，效果還要打折扣。”他說。
事實上，類似科學家園這樣的淺層地熱能建筑在全國各地已呈現“遍地開花”的發(fā)展態(tài)勢，應用領域也不僅限于民用住宅，還延伸到了辦公、酒店、商場、學校工業(yè)等各種建筑類型。
“地源熱泵的熱交換是封閉循環(huán)，不僅不取水、不排水、無污染，還節(jié)電高效。”負責為合肥兩淮豪生酒店實施地源熱泵項目的安徽兩淮建設有限責任公司工程部部長韓非說，“冬天機組的供熱承擔整個酒店的供暖綽綽有余，還能提供廚熱等。”
“地熱”資源豐富節(jié)能“降霾”潛力巨大
基層干部和業(yè)內人士認為，隨著資源環(huán)境的約束趨緊，充分利用淺層地熱能，可為節(jié)能“降霾”提供可觀的空間。
“與傳統(tǒng)燃煤、燃氣供熱相比，采用地源熱泵的中央空調系統(tǒng)每消耗1千瓦能量，可以得到4千瓦以上的熱量或冷量，加上運行維護費用低，綜合節(jié)能超過50％，甚至可以達到70％左右。”安徽省建筑科學研究設計院能效測評所副所長沈念俊說。
2013年以來，安徽省住房和城鄉(xiāng)建設廳在對安徽省地質資料庫、合蕪蚌試驗區(qū)科技創(chuàng)新公共服務和應用技術研發(fā)中心、黃山華茂國際大酒店、黃山香茗酒店徽商中心等4個具有代表性的淺層地熱能建筑應用項目進行的調研實測顯示：
在污染物排放方面，利用地源熱泵系統(tǒng)相對于普通空調可減少污染物排放40％以上，與電供暖相比可減少污染物排放70％以上。同時，夏季減少了冷卻塔的飄水損失，減緩了城市“熱島效應”；冬季無燃燒過程，對終端用戶來說實現了污染物“零排放”。
在能源利用效率方面，上述4個項目相對于普通空調可節(jié)約用電40％以上，能效比高于常規(guī)“電制冷機組供冷＋鍋爐供熱”系統(tǒng)20－30％，高于風冷熱泵系統(tǒng)約30－40％，減少化石能源使用量近60％。
淺層地熱能在工業(yè)領域的應用效果同樣顯著。在天津寶坻區(qū)，該市首個大規(guī)模集中供熱地源熱泵項目于2013年投入使用，取代了原有的兩臺20噸燃煤蒸汽鍋爐，整個園區(qū)實現供熱15萬平方米。據測算，每年減少二氧化碳排放96噸，氮氧化物29.4噸，煙塵排放19噸。
2013年安徽省國土資源廳發(fā)布的《安徽省淺層地熱能調查與評價報告》顯示，安徽若全部開發(fā)利用各地級市建設規(guī)劃區(qū)淺層地熱能資源，預計每年可節(jié)約標準煤8295萬噸，減排有害物質近2億噸，節(jié)省治理費用230億元；省會合肥每年可開采的淺層地熱能資源量相當于1.4億噸標準煤，在居民住宅和公共建筑中的應用前景都十分廣泛。
而在全國范圍內看，我國淺層地熱能資源量相當于95億噸標準煤，增強型地熱能理論資源量更是相當于860萬億噸標準煤，大致相當于2013年全國能源消費總量的20多萬倍。目前業(yè)內一致認為，其平均利用系數是風電的3至4倍、太陽能的4至5倍、生物質能的1.5倍，在可再生能源當中屬于優(yōu)質能源。
地源熱泵發(fā)展迅速有望再添新“增長極”
記者了解到，作為發(fā)展建筑新能源應用、實現“淺層地熱能建筑”的主要方式，在國外，瑞典等北歐發(fā)達國家已經普遍采取了地源熱泵技術；而國內從2003年市場開始萌芽，2013年，我國地源熱泵行業(yè)產值已達到350億元。
“1995年全國地源熱泵應用面積為4000平方米，1999年達到6萬平方米，2000年是10萬平方米，2009年為1億平方米，2013年達到3億平方米。”中國能源研究會地熱專業(yè)委員會專家委員會主任鄭克棪此前公開發(fā)布的一組數據也顯示，我國地源熱泵行業(yè)已進入快速發(fā)展階段。
據統(tǒng)計，我國現有500億平方米的建筑面積，每年增加18萬至20萬平方米新的民用建筑，到2020年將達到近700億平方米建筑面積，建筑新能源應用市場巨大。而據行業(yè)企業(yè)測算，2013年地源熱泵全行業(yè)產值是350億元，未來每年大約增長1億平方米應用面積，將產生300億至400億元的產值。
韓非告訴記者，從技術層面來說，我國自主研發(fā)、設計、制造、施工的地源熱泵設施設備已走向成熟，可以做到與建筑本身同壽命，施工成本也逐漸下降，目前已較最早時期下降了約20％。目前，該公司也已將這一技術“打包”推向了市場，成為了集設計、施工、維護為一體的系統(tǒng)服務提供商，目前已累計有20多個業(yè)主單位，成功實施了100多個項目，最長的項目已經運行了十幾年。
“根據測算，5000平方米以上的建筑采用地源熱泵都較中央空調更加節(jié)能、‘劃算’。”韓非說，“現在我們的訂單越來越多，居民小區(qū)、大型酒店、辦公樓、場館等，都在嘗試采用這一技術，可以說，淺層地熱能的應用在以后的綠色節(jié)能建筑市場上前景非常好。”
（本稿件由記者馬姝瑞、馮雷、陸文軍、杜宇、王昆、孟含琪、潘德鑫采寫）
延伸閱讀
記者調研：地熱能建筑推廣應用水平亟待提升
記者在多地調研了解到，盡管“地熱能建筑”在新能源建筑領域具有十分重要的意義，但受制于投入成本、技術運行等因素，其技術標準等仍相對滯后、市場占有率不高、產業(yè)發(fā)展水平有待提升。為此，基層呼吁從提升行業(yè)“門檻”、完善激勵扶持政策、壯大行業(yè)企業(yè)等方面入手，盡快提升我國“地熱能建筑”的推廣應用水平。
來自住建部的統(tǒng)計數據顯示，截至2013年底，如加上城市污水和工業(yè)廢水熱源，2013年我國地源熱泵應用面積已達4億平方米。但記者在各地采訪中發(fā)現，當前，我國淺層地熱能資源的利用實施水平還有待提升，亟須從提升行業(yè)技術標準入手，從嚴、從高設立行業(yè)“門檻”，加強監(jiān)管。
“當前，政府主管部門及行業(yè)內對淺層地能資源調查和評價還不夠全面，技術、標準及產品體系建設也剛剛起步，動態(tài)監(jiān)測和建筑物的能效檢測缺乏，且由于產品認證制度、責任監(jiān)管和產品淘汰制度尚不健全等原因，導致部分項目實際運行使用過程中，沒有達到預期節(jié)能效果。”安徽省建筑節(jié)能和綠色建筑協(xié)會秘書長葉長青介紹說。
一些地源熱泵行業(yè)企業(yè)也表示，當前，地源熱泵系統(tǒng)科學評價體系和嚴格的市場準入制度都還沒有建立完善起來，國家地熱泵產品制造標準和應用技術規(guī)范也不夠完善，二者不能有效統(tǒng)一。
為此，基層主管部門和行業(yè)企業(yè)建議，未來要結合各地實際，加快制定國家層面的淺層地熱能應用計劃，提升行業(yè)技術標準。特別是對已經發(fā)展較為成熟的地源熱泵市場，嚴格規(guī)范管理，引導行業(yè)協(xié)會、龍頭企業(yè)完善技術規(guī)范，并推動上升為國家技術標準或規(guī)范。
還有專家提出，在淺層地熱能的應用領域上，國家應針對不同行業(yè)設立不同的政策“門檻”，如在洗浴、度假、養(yǎng)生等領域限制應用，重點發(fā)展供暖、供熱等有利于整個社會節(jié)能降耗的項目，建立完善的地源熱泵、地表水源熱泵等項目立項審制度，完善相關環(huán)境評估機制，避免對地熱資源的破壞。
此外，葉長青等基層干部還提出，要加強閉合監(jiān)管，推進淺層地熱能項目的集成示范。通過不定期專項檢查等形式，強化工程項目實施過程監(jiān)管力度，進一步推進淺層地熱能應用項目規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)理、測評等建設全過程閉合管理。在條件成熟的城市或地區(qū)，可統(tǒng)籌規(guī)劃，擴大淺層地熱能建筑應用集中連片示范，完善淺層地熱能建筑應用的集成技術體系，以及相關技術標準、配套的政策法規(guī)。
作為國內推廣應用可再生能源建筑較早的城市，合肥市從2006年就開始實施相關項目，主要的可再生能源利用形式就是太陽能光伏和地源熱泵。“但主要受制于投資成本，利用淺層地熱源的地源熱泵技術至今依舊是鼓勵性推廣。”合肥市建委科技處處長肖方初說。
而在全國范圍內，目前國內空調市場上地源熱泵的市場份額不足7％。盡管各地均通過財政補貼等手段，給予使用地源地泵的企業(yè)和項目資金獎勵與補貼，但對市場的“撬動”作用依舊有限，其主要原因就在于地源熱泵初投資成本太高，初期推廣困難。
安徽省住建廳提供的數據顯示，淺層地熱能建筑應用增量成本約為350－400元／平方米，而增量成本回收期平均為6－9年，初期資金量大，后期收益慢等因素嚴重制約了建設單位積極性。
“從前期投入上看，地源熱泵由于技術和施工的特殊性，標準高、投入高，相對于普通的國產中央空調來說，也要多投入大約30％。以兩淮豪生酒店為例，建設投入達1900萬元，最終用3年才實現節(jié)約的資金與多投入成本相抵。”合肥兩淮豪生酒店實施地源熱泵項目的施工方安徽兩淮建設有限責任公司工程部部長韓非說。
對此，業(yè)內人士建議，我國淺層地熱資源豐富，隨著城市化的發(fā)展，居民對建筑性能和節(jié)能方面的要求都將逐步提升，而傳統(tǒng)空調、采暖等使用方式，加重了城市熱島效應，并因燃煤等資源利用方式產生了一系列環(huán)保問題，特別是對南方既有建筑的改造上，地源熱泵的改造方式相對簡單易行，是一個很好的方式。為此，國家要在適合采用地源熱泵技術的地區(qū)出臺實質性扶持政策，大力提倡應用。
如為了突破地源熱泵等淺層地熱源應用項目的前期投入成本等障礙，國家應拿出專項資金，結合河北、北京、天津等多省市相繼出臺的激勵政策和成績經驗，加大對淺層地熱項目的扶持，給予一定節(jié)能補貼。同時，盡快督促各地將淺層地熱能建筑應用電價參照居民用電執(zhí)行等已有政策盡快“落地”。
（本稿件由記者馬姝瑞、馮雷、陸文軍、杜宇、王昆、孟含琪、潘德鑫采寫）
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