淺層地能開發升起朝陽產業

    煤荒、龜荒，能源緊缺使城市供暖和制冷日益面臨嚴峻挑戰，開發清潔的新能源替代傳統化石燃料(石油、煤炭、天然氣)，保障社會可持續發展成為當務之急。淺層地能供暖(冷)系統在為建筑物暖、冷、熱水三聯供的過程中，可以實現使用區域的“零”污染，而且可以節約供暖(冷)用能的50,--75％，實現半數能量來自可再生能源的目標。隨著核心技術的突破，淺層地能作為環保高效的替代能源成為21世紀取代傳統供暖(冷)方式的最佳選擇，其開發的產業化也隨之成為異軍突起的朝陽產業。

    淺層地能潛力無限

  專家介紹，淺層地能是地球淺表層數百米內的土壤砂石和地下水中所蘊藏的低溫熱能，淺層地能(熱)一般在10—20"C之間，主要來源于太陽輻射。這部分能量相當于人類能源消耗總量的2萬倍，它儲量巨大、分布廣泛、可以再生，世界能源組織將淺層地能(熱)列為首推的可再生清潔能源之一。

  熱泵技術已有上百年的歷史，我國淺層地能(熱)開發才剛剛起步，品位較低和難于收集一直是這一技術推廣的瓶頸。北京恒有源科技發展有限公司以自主研制的單井抽灌淺層地能(熱)采集技術為核心，開發出中央液態冷熱源環境系統，與成熟的熱泵技術、供暖通風技術、空氣調節技術進行系統集成，不僅在提供冷熱量的能力方面大幅提高，而且提升了環保性能，獲得多項國際發明~-~rJ。單井抽灌淺層地能(熱)采集技術在2003年墨西哥世界地熱學術年會上發表，受到外國與會專家的高度i平階，在大會200多篇論文中脫穎而出，獲得最優秀論文獎。

    據恒有源科技發展有限公司總工程師孫驥博士介紹，以北京地區為例，冬季供暖時，第一回路的能量采集井的出水溫度約為15℃，經過換熱器取熱，獲得5℃溫差，井水變為10~(2回灌地下，回灌水在與土壤換熱后再次被提至井口換熱器，如此循環提供持續不斷的能量。二回路將從換熱器中提取的能量送至能量提升器，能量提升器的蒸發器從二次水中提取低品位能量，一般進水溫度13~C，回水溫度8℃，通過壓縮機做功將能量提升。能量被提升后，從冷凝器釋放到第三回路的末端循環水中；水溫從45℃加熱到50qC，再被輸送到建筑中釋放，從而使建筑獲得供暖。在供暖的過程中，還可以將冷凝器中的介質接入一容積式換熱器，與自來水換熱，從中制取45~60~C的生活熱水。夏季制冷為冬季供暖過程的逆循環。孫驥表示，以上過程是3個封閉回路，水在井或管路中循環，不發生交叉和污染。尤其是井口加換熱器，防止機器滲漏對地下水的污染，也杜絕了泥沙對設備的磨損，延長了系統的使用壽命，確保了系統的可靠性。

    據測算，目前我國發電裝機容量為4億千瓦，百米內地下水每年可采集的低溫能量約為2．2×108kW，相當于其一半，近百米內的土壤每年可采集的低溫能量相當于1．5 x 1012kW，則是其3750倍。按照北京目前已推廣的300萬平方米恒有源淺層地能供暖(冷)系統計算，每采暖季可以替代1 1．25萬噸標準煤或0．75億立方米天然氣，與電采暖相比，可節省15萬kW電站一座，節省電廠和輸配電投資10億元，將北京建筑供暖用能比例降低10個百分點。同時，可減排15億標準立方米煙氣量、2640噸二氧化硫,4800噸顆粒物、1920噸氮氧化物、28萬噸二氧化碳，夏季制冷時每天比傳統中央空調節水3．75萬噸。

    建筑供暖市場逐漸升溫

    歐美國家在20世紀70年代加大了低溫地熱的研究力度，加速了其應用的開發。20世紀80年代中期，隨熱泵技術的發明和發展，低溫地熱的利用也開始在歐美國家迅速普及，與低溫地熱和熱泵相關的市場銷售額每年遞增45％以上。到1999年，在家庭的供熱裝置中使用地源熱泵的比例，瑞士已達96％，奧地利達到38％，丹麥為27％。據美國能源部、環保署、愛迪生電力研究所等機構的調查，美國目前運行中的40萬臺地源熱泵，與使用其它能源相比，可降低溫室氣體排放100萬噸，相當于減少50萬輛汽車的廢氣排放或新植100萬英畝的樹木，年節約能源費用4．2億美元。

  淺層地能供暖(冷)系統在我國也已“露出尖尖角”。據叵有源科技發展有限公司副總經理汪繼東介紹，采用中央液態冷熱源環境系統，節能住宅每建筑平方米投資250元，含新風機組的全空氣商業空調系統的住宅每建筑平方米投資390元，相當于同檔次的中央空調的初投資，卻使用戶享受到冬暖夏涼、四季熱水的生活。目前城市熱力取費為24元／平方米，商業30元／平方米，而采用淺層地能供暖(冷)系統一般住宅用戶每采暖季運行費為10~20元／平方米，商業用戶運行費用一般在15~25元／平方米。該系統夏季還節省了空N；％2-PG的蒸發水，每萬平方米可達數干噸。除北京外，已推及上海、河北、四川、西藏、新疆維吾爾自治區等地，應用的建筑類型包括賓館、住宅、商場、寫字樓、學校、體育場館、醫院、廠房等。北京自2000年開始應用淺層地能為建筑物提供供暖、制冷、供生活熱水三聯供，國家大劇院已采用冷熱源系統調節景觀水池的水體溫度。而且，我國已在蒙古國發展特許經銷商并開建第一個項目。

    但是淺層地能應用技術在我國剛剛起步，到2005年全國淺層地能供暖(冷)面積不足1000萬平方米，不到全國集中供熱面積的1％。住宅業在我國已成為重要的支柱產業，今后10~15年它將持續穩定增長。城鎮居民，為改善現有居住面積，10年需增加31．8億平方米；隨城市化進程的發展，2010年城鎮人口上升為5．4億，需新增住宅40億平方米；現有住宅更新10年需新建23．8億平方米；三者相加，10年需新增住宅95．6億平方米，平均每年為9．56億平方米。在我國相當大的地區，供暖已經是必不可少的建筑標準。對于新建筑，北京等一些全國大城市明確規定，新建小區和建筑物必須采用清潔能源供暖，不準采用燃煤鍋爐。對于已有建筑，國內大中型城市，尤其是現存設施冬季供暖污染較為嚴重的北方城市，也相繼開始了改造工程和使用清潔能源的建設。

    汪繼東在談到淺層地能應用產業時給記者算了這樣一筆賬：在未來10年內，如果全國每年新建建筑3．4億平方米，其中10％使用中央液態冷熱源環境系統或同類技術，加上在全國400億平方米的現有建筑中，每年有2．5％需要加以改造，改造部分的5％使用中央液態冷熱源環境系統或同類技術，那么這一領域每年的市場潛力可達8400萬平方米。

    急需政策保駕護航

  業內人士介紹，實際上政府是淺層地能(熱)技術應用的最大受益者。城市熱力要建熱電廠和熱力管網，每建筑平方米需要財政支出400元；天然氣管網，政府在每建筑平方米需要配套投資340元，而市政四源費，政府在供暖方面只收取25~50元。而應用淺層地能，用戶夏季制冷的用電負荷就能夠完全滿足冬季供暖的需求，不需要政府再為用戶供暖進行補貼和投入。

    發達國家通常給予技術開發企業和用戶優惠的扶持政策，比如提供買方信貸、貸款擔保、貸款貼息、初投資補貼、提供特殊優惠低電價、運行費用補貼等等。

    淺層熱能應用技術在推廣過程中也遇到一系列障礙，首先我國《可再生能源法》中沒有提到“淺層地能”這個概念，很多人把“淺層地能”簡單等同于“地熱”而加以反對；其次部門條塊分割，與淺層地能(熱)技術應用相關的單位都在搞自己的標準，可能一抓就死，一放就亂；同時，一些浪費地下水資源并可能造成污染的落后技術、低成本的偽劣產品沖擊市場，進行惡『生價格戰，使得高新技術開發企業難以招架。

    記者同時獲悉，近日，中關村淺層地能(熱)替代能源產業聯盟在京成立，該聯盟是在中關村科技園區海淀園管委會的支持下，由北京中關村高新技術企業協會牽頭，以中關村科技園區內從事淺層地能開發利用的企業為主體，由相關企業和機構共同組成的民間團體。據北京中關村高新技術企業協會相關人士介紹，淺層地能開發從政府支持程度、技術推廣效果和用戶反饋意見三方面看效果都非常好，成立這個聯盟旨在協調促進淺層地能以及其他可再生能源的開發利用工作，培育發展新能源產業和新能源市場，推動首都經濟和社會可持續發展。