記者在調(diào)研中了解到，當前在建筑新能源應(yīng)用領(lǐng)域，主要通過地源熱泵技術(shù)實現(xiàn)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(yīng)用前景看好，有望成為建筑新能源應(yīng)用領(lǐng)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(diào)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(jié)果并不是實驗室的理想狀態(tài)，而是安徽合肥科學(xué)家園小區(qū)采用地源熱泵技術(shù)，開發(fā)利用淺層地熱能的現(xiàn)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(shù)，是利用了淺層地熱能作為冷熱交換源，通過能量轉(zhuǎn)換，為建筑物提供綠色清潔的空調(diào)系統(tǒng)。
“簡而言之，就是改變了傳統(tǒng)空調(diào)與室外空氣進行熱交換的原理，轉(zhuǎn)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(nèi)采暖;夏季把室內(nèi)的熱量‘抽’出去，釋放到地能中，完成熱交換。”合肥科學(xué)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(xué)家園小區(qū)內(nèi)，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(nèi)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(jīng)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(shè)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(diào)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(xué)家園這樣的淺層地熱能建筑在全國各地已呈現(xiàn)“遍地開花”的發(fā)展態(tài)勢，應(yīng)用領(lǐng)域也不僅限于民用住宅，還延伸到了辦公、酒店、商場、學(xué)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(shè)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(nèi)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(diào)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(xué)研究設(shè)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(shè)廳在對安徽省地質(zhì)資料庫、合蕪蚌試驗區(qū)科技創(chuàng)新公共服務(wù)和應(yīng)用技術(shù)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(yīng)用項目進行的調(diào)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(diào)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(yīng)”;冬季無燃燒過程，對終端用戶來說實現(xiàn)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(diào)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(lǐng)域的應(yīng)用效果同樣顯著。在天津?qū)氎鎱^(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(xiàn)供熱15萬平方米。據(jù)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(diào)查與評價報告》顯示，安徽若全部開發(fā)利用各地級市建設(shè)規(guī)劃區(qū)淺層地熱能資源，預(yù)計每年可節(jié)約標準煤8295萬噸，減排有害物質(zhì)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(yīng)用前景都十分廣泛。
而在全國范圍內(nèi)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(nèi)一致認為，其平均利用系數(shù)是風電的3至4倍、太陽能的4至5倍、生物質(zhì)能的1.5倍，在可再生能源當中屬于優(yōu)質(zhì)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(yīng)用、實現(xiàn)“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(jīng)普遍采取了地源熱泵技術(shù);而國內(nèi)從2003年市場開始萌芽，2013年，我國地源熱泵行業(yè)產(chǎn)值已達到350億元。
“1995年全國地源熱泵應(yīng)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(shù)據(jù)也顯示，我國地源熱泵行業(yè)已進入快速發(fā)展階段。
據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)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(yīng)用市場巨大。而據(jù)行業(yè)企業(yè)測算，2013年地源熱泵全行業(yè)產(chǎn)值是350億元，未來每年大約增長1億平方米應(yīng)用面積，將產(chǎn)生300億至400億元的產(chǎn)值。
韓非告訴記者，從技術(shù)層面來說，我國自主研發(fā)、設(shè)計、制造、施工的地源熱泵設(shè)施設(shè)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(shù)“打包”推向了市場，成為了集設(shè)計、施工、維護為一體的系統(tǒng)服務(wù)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(jīng)運行了十幾年。
“根據(jù)測算，5000平方米以上的建筑采用地源熱泵都較中央空調(diào)更加節(jié)能、‘劃算’。”韓非說，“現(xiàn)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(shù)，可以說，淺層地熱能的應(yīng)用在以后的綠色節(jié)能建筑市場上前景非常好。”
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