等待深度開(kāi)發(fā)的綠色可再生能源——淺層地溫能

    2007年年末的一天，在北京召開(kāi)的全國(guó)淺層地溫能資源開(kāi)發(fā)利用高級(jí)研修班暨學(xué)術(shù)研討會(huì)呈現(xiàn)出極其熱烈的場(chǎng)面：原本預(yù)計(jì)40人參加的會(huì)議，最終來(lái)了100多人，會(huì)務(wù)組不得不臨時(shí)增加了很多座位。用淺層地溫能來(lái)取暖制冷，在全國(guó)范圍內(nèi)剛剛興起，但是研討會(huì)的火爆，充分體現(xiàn)了全國(guó)各地對(duì)于淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用的渴望。

    這個(gè)會(huì)議結(jié)束的當(dāng)天，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心正式授牌成立，這是我國(guó)第一個(gè)以淺層地溫能為研究和推廣對(duì)象的國(guó)家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。國(guó)土資源部副部長(zhǎng)汪民在授牌儀式上說(shuō)，淺層地溫能資源是一種分布廣泛、儲(chǔ)量巨大、清潔環(huán)保、可以再生的新型能源，它的利用和開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。

    關(guān)注資源本身而不僅是技術(shù)

    “以前人們關(guān)注淺層地溫能，更多的是關(guān)注其中的熱泵技術(shù)，而不是淺層地溫能資源本身，而且有很多從事淺層地溫能利用的公司對(duì)淺層地溫能的認(rèn)識(shí)也不夠。這直接導(dǎo)致淺層地溫能的利用效果受到影響。”中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心主任、北京市地勘局副局長(zhǎng)衛(wèi)萬(wàn)順在接受記者采訪時(shí)說(shuō)。

    淺層地溫能是賦存在地球表層巖土體中的低溫地?zé)豳Y源，是一種新型的優(yōu)質(zhì)清潔能源，具有可再生、分布廣、儲(chǔ)量大、清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、安全性強(qiáng)和可用性強(qiáng)等特點(diǎn)。它是地球淺表層數(shù)百米內(nèi)（<200米）的土壤巖石和地下水中所蘊(yùn)藏的一種低溫?zé)崮�，其能量主要�?lái)源于太陽(yáng)輻射和地球梯度增溫，主要采用熱泵系統(tǒng)（包括水源熱泵和地源熱泵兩種）進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。

    北京市地勘局曾對(duì)380多個(gè)鉆孔中的土壤進(jìn)行測(cè)試，得出的結(jié)論是淺層地溫在150米以內(nèi)的溫度是18℃～20℃，而且是恒溫的。與此同時(shí)，北京市地勘局還針對(duì)不同的地質(zhì)體進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不同的地區(qū)換熱效果明顯不同。

    “正是由于把淺層地溫能作為一種資源，并進(jìn)行了基礎(chǔ)性、先行性的工作，使得北京市現(xiàn)在的淺層地溫能利用得到人們的認(rèn)可�！毙l(wèi)萬(wàn)順說(shuō)。北京市地勘局從1999年開(kāi)始開(kāi)展利用地溫能為建筑物供暖的研究與試驗(yàn)，至今已完成熱泵空調(diào)項(xiàng)目數(shù)百項(xiàng)，占北京市淺層地溫能利用面積的40%。完成的熱泵工程項(xiàng)目種類全，既有土壤源熱泵系統(tǒng)，又有水源熱泵系統(tǒng)。

    北京市地勘局局長(zhǎng)魏連偉介紹，在北京市1050萬(wàn)平方米的采用淺層地溫能供暖制冷的建筑中，包括國(guó)內(nèi)目前運(yùn)行的最大地源熱泵系統(tǒng)工程——中石化管理干部學(xué)院地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、天湖國(guó)際會(huì)議酒店巖土源熱泵空調(diào)系統(tǒng)等；又有地下水源熱泵系統(tǒng)，如國(guó)內(nèi)單體規(guī)模最大的地?zé)岵膳�工程——北苑家園地?zé)岵膳�示范工程、全�?guó)最大的燃煤鍋爐改為水源熱泵供暖項(xiàng)目——北京友誼醫(yī)院項(xiàng)目、北京第一個(gè)大型商用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)——空軍招待所水源熱泵項(xiàng)目和北京市地質(zhì)勘察技術(shù)院立水橋基地水源熱泵項(xiàng)目等。這些項(xiàng)目分布在北京市的不同地區(qū)，既有適宜于水源熱泵的地區(qū)，也有適宜于土壤源熱泵的地區(qū)；有北部地區(qū)，也有南部地區(qū)。

    魏連偉說(shuō)，對(duì)北京來(lái)說(shuō)，節(jié)約能源主要指節(jié)約不可再生的常規(guī)能源，而要真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模的節(jié)約效應(yīng)，就必須大力發(fā)展地?zé)崮堋⑻��?yáng)能、生物質(zhì)能和風(fēng)能等可再生能源及新能源。

    淺層地溫能作為一種清潔可再生能源，在利用的過(guò)程中，它不像化石燃料那樣在獲取能源和生產(chǎn)電力的同時(shí)排放大量的燃燒產(chǎn)物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，引起溫室效應(yīng)、酸雨、土地沙漠化等問(wèn)題。
 
    因此，開(kāi)發(fā)利用清潔無(wú)污染的淺層地溫能已是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

     開(kāi)發(fā)淺層地溫必須依賴科學(xué)研究

    “淺層地溫能在我國(guó)起步并不晚，但現(xiàn)在發(fā)展已經(jīng)落后了。一個(gè)主要的原因就是我們對(duì)淺層地溫能沒(méi)有進(jìn)行詳盡的研究�！毙l(wèi)萬(wàn)順說(shuō)，淺層地溫能在國(guó)外發(fā)展依靠的是地質(zhì)先行，而在我國(guó)，則是一些地質(zhì)以外的行業(yè)作為推動(dòng)力量，有一部分人以為只要有了先進(jìn)的熱泵技術(shù)就可以進(jìn)行淺層地溫能的開(kāi)發(fā)�！笆聦�(shí)上，熱泵就如同礦山中常用的鑿巖機(jī)，只是一個(gè)手段，盡管效率很高，但究竟可不可以采出礦石，最終還是需要地質(zhì)工作來(lái)評(píng)價(jià)的�！�

    用于開(kāi)發(fā)淺層地溫能的熱泵技術(shù)是1912年由瑞士人提出的，1946年第一個(gè)熱泵系統(tǒng)在美國(guó)俄勒岡州誕生。1974年起，瑞士、荷蘭和瑞典等國(guó)家政府逐步資助建立示范工程。20世紀(jì)80年代后期，熱泵技術(shù)日臻成熟。在國(guó)際社會(huì)中，由于其在減少二氧化碳方面得到普遍認(rèn)可而受到廣泛關(guān)注。

    利用熱泵技術(shù)開(kāi)發(fā)利用淺層地?zé)崮茌^好的國(guó)家有美國(guó)、瑞典、瑞士和德國(guó)，已有大量裝機(jī)的國(guó)家有加拿大、奧地利、法國(guó)和荷蘭，開(kāi)始重視和推廣應(yīng)用的國(guó)家有中國(guó)、日本、俄羅斯、英國(guó)等。熱泵增長(zhǎng)較快的主要還是在美國(guó)和歐洲地區(qū)。

    我國(guó)1965年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)水冷式熱泵機(jī)組，隨后發(fā)展緩慢。直到20世紀(jì)80年代末，相關(guān)領(lǐng)域才開(kāi)始了一些研究，在熱泵模型仿真、試驗(yàn)裝置、能耗評(píng)價(jià)以及系統(tǒng)材質(zhì)等方面取得了一些進(jìn)展。

    衛(wèi)萬(wàn)順認(rèn)為，淺層地溫能發(fā)展的好壞，取決于對(duì)地質(zhì)條件的研究程度。當(dāng)前，我國(guó)即將迎來(lái)一個(gè)淺層地溫能利用的高潮，需要有大量能夠研究淺層地溫能結(jié)構(gòu)和換熱效果的專業(yè)隊(duì)伍，這樣在設(shè)計(jì)的過(guò)程中才能更合理地根據(jù)供暖面積來(lái)決定工程的施工方案。

    北京市、天津市、沈陽(yáng)市是我國(guó)應(yīng)用地源熱泵技術(shù)開(kāi)采淺層地溫能，對(duì)建筑物進(jìn)行控溫較早且發(fā)展較快的城市。近年來(lái)，河南、陜西、內(nèi)蒙古、山東、安徽、湖北、湖南、廣東等省也都開(kāi)始了開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能的探索和試點(diǎn)工作。

    衛(wèi)萬(wàn)順強(qiáng)調(diào)，淺層地溫能的利用，一定要建立準(zhǔn)入門(mén)檻，因?yàn)橐�進(jìn)行淺層地溫能評(píng)價(jià)，必須得有資質(zhì)。每一個(gè)淺層地溫能項(xiàng)目都必須經(jīng)過(guò)國(guó)土資源部門(mén)審批，必要時(shí)，國(guó)土資源部門(mén)應(yīng)對(duì)淺層地溫能的開(kāi)發(fā)和利用進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。