地源热泵:旧技术迸发出了新能量

　　2011年已经过半，《十二五能源发展规划》公布在即。在近日举办的中国国际清洁能源博览会的中国清洁电力论坛上，国家发展与改革委员会能源研究所所长韩文科表示，十二五期间，我国能源发展的主要任务是在保障供应的同时，逐步实现能源发展的转型。预计到十二五末，非化石能源年利用量折合标准煤将为4.6亿吨，占一次能源比例为11%~12%。

　　震出来的发展机遇

　　日本的福岛核电泄漏事故无疑是给世界核能发展泼了一盆冷水。核电技术一向被视为安全技术，在日本地震之后，人们对核能技术是否安全的看法被彻底颠覆。世界各国开始重新审视核能发展，这给浅层地能等新能源的发展带来了机遇和挑战。有报道称，中国新能源产业的格局将由此调整，核电发展比例很可能会减小，可再生能源将成为新兴能源发展的寄望之所在。

　　日前，由住房和城乡建设部、财政部联合发布的《关于进一步推进可再生能源建筑应用的通知》明确指出，要切实提高浅层地能等可再生能源在建筑用能中的比重。

　　据悉，对地热能特别是浅层地能的开发已经纳入到《十二五能源发展规划》中，未来5年，计划将完成地源热泵供暖(制冷)面积3.5亿平方米。如果按每平方米投资200元推算，这就意味着在未来5年中，整个地热能开发利用的总市场规模至少在700亿元左右。仅就目前市场来看，全国地源热泵市场销售额已超过80亿元，并且以每年20%以上的速度在增长。同时，地源热泵系统的初装费也大幅度下降，由*初的每建筑平方米400元~450元降低到目前的每平方米220元~320元，公众对地源热泵的认知度也有了很大提高。预计到2015年，全国地热能利用总量相当于6880万吨标准煤，届时占我国能源消耗总量的1.7%。

　　中国地域辽阔，浅层地能可利用量巨大。据初步估算，全国287个地级以上城市每年浅层地能资源量相当于95亿吨标准煤。世界地源热泵的应用集中在北美、欧洲和中国，其中对地源热泵的应用居前5位的国家是美国、中国、瑞典、挪威和德国。据2010年世界地热大会的统计数据，地源热泵的年利用能量已经达到了214782TJ(1TJ=1012焦耳)，这与2005年世界地热大会的统计数据相比，5年内增长了2.45倍，年增长率达到了19.7%;地源热泵的设备容量为35236MWt(兆瓦热量)，在5年间增长了2.29倍，年增长率为18%。地源热泵已经开始在国内市场上崭露头角。尤其是在沿海地区和北方地区，不少商品房都用上了地源热泵产品。仅以供暖来说，在北方地区冬季取暖，多使用锅炉，以煤炭作为燃料，1公顷温室1年的加温费用在100万元左右，而利用热泵系统，1度电便能产生5度的热量，每年可节约运营成本40%~50%，从长远角度考虑，使用地源热泵系统更经济。

　　技术并非是瓶颈

　　中国农村能源行业协会热泵中心常务副主任兼秘书长曹国璋指出，热泵在我国并非是新事物。天津大学早在上世纪50年代就开始了热泵研究，70年代后期至80年代初，随着经济的开放和人民生活水平的提高，能源供应紧张导致的节能呼声日高，为热泵的发展创造了条件。1988年，广州能源研究所收集整理了国内**部《热泵技术论文集》。并根据所收集的论文，编写了《热泵在我国开发与发展可行性论证》研究报告。

　　几十年来，我国的地源热泵取得了突飞猛进的发展，从无到有，从小面积示范到大范围的应用，相关技术人员与集成商逐步摸索和适合我国国情的地源热泵相关技术措施。目前，国内已有大量的工程实例和成型设计技术。

　　据介绍，地源热泵的工作原理其实很简单，与冰箱的工作原理很是相似，区别只是这套设备是通过机器内部压缩机中的冷媒与水结合，通过化学反应产生出冷空气，进而对室内进行制冷。对于地源热泵的制热功能，简单地说，就是利用地下热源对室内进行供暖。因此，如不考虑电能的来源和对环境污染，地源热泵技术是城市供热及供冷的一种清洁能源技术，它不需要建立一般城市供热所需的锅炉房，也不存在燃料燃烧而带来的城市环境污染问题，而且可以实现冷热联供。

　　如果在目前的普通商住建筑中使用地源热泵技术，一户人家只要在家装时花费3万元~4万元配一台家用型地源热泵，就能够同时拥有包含空调、保温、隔热、通风等在内的诸多低碳技术，从而真正过上低碳家居生活，是一笔划算的家居投资。目前在家庭应用方面，其所占比例较大的国家分别是：瑞士96%、奥地利38%、丹麦27%。而我国民众由于对其认知度较低，且大部分消费者购买能力有限，地源热泵技术还未被国人所了解。

　　标准体系亟待规范

　　成本之外的制约因素是标准。天津大学地热研究培训中心主任朱家玲认为，在设计和施工上也需要进一步规范。目前一些地源热泵工程的设计都是根据经验数据估计土壤的换热能力，并在设计上直接确定埋管的数量和井的深度。但实际上，不同的土壤资源情况并不不同，根据估算的结果来设计施工安装会导致系统运行出现问题，甚至出现取热(冷)效果差，热泵机组停机。而由此引发的问题，进行工程修复将是非常困难的。

　　朱家玲认为，要解决这些问题，首要的是规范标准，理顺管理体制，建立对企业的准入和专家评审机制，从立项、设计、开工和建设都要有相关部门的管理。其次，要强化设计、施工、监督的环节。再次，对于政府的补贴制度，要科学化管理，施行全面监管，并保证政府的补贴制度应该系统运行正常条件下实行。另外，要设置行业门槛，对企业的准入有一定的要求。要重视施工监理，确保工程能够按照设计进行。

　　此外，由于每个地区的水文地质条件不同，因此，是否适合使用地源热泵、具体工程如何实施，是需要进行前期的勘察、评估和论证的。但目前行业内却恰恰忽略了这个基础工作。项目建设如果不经过前期论证、勘探等技术程序，会给后期运行造成问题。