浅层地能开发升起朝阳产业

    煤荒、龟荒，能源紧缺使城市供暖和制冷日益面临严峻挑战，开发清洁的新能源替代传统化石燃料(石油、煤炭、天然气)，保障社会可持续发展成为当务之急。浅层地能供暖(冷)系统在为建筑物暖、冷、热水三联供的过程中，可以实现使用区域的“零”污染，而且可以节约供暖(冷)用能的50,--75％，实现半数能量来自可再生能源的目标。随着核心技术的突破，浅层地能作为环保高效的替代能源成为21世纪取代传统供暖(冷)方式的最佳选择，其开发的产业化也随之成为异军突起的朝阳产业。

    浅层地能潜力无限

  专家介绍，浅层地能是地球浅表层数百米内的土壤砂石和地下水中所蕴藏的低温热能，浅层地能(热)一般在10—20"C之间，主要来源于太阳辐射。这部分能量相当于人类能源消耗总量的2万倍，它储量巨大、分布广泛、可以再生，世界能源组织将浅层地能(热)列为首推的可再生清洁能源之一。

  热泵技术已有上百年的历史，我国浅层地能(热)开发才刚刚起步，品位较低和难于收集一直是这一技术推广的瓶颈。北京恒有源科技发展有限公司以自主研制的单井抽灌浅层地能(热)采集技术为核心，开发出中央液态冷热源环境系统，与成熟的热泵技术、供暖通风技术、空气调节技术进行系统集成，不仅在提供冷热量的能力方面大幅提高，而且提升了环保性能，获得多项国际发明~-~rJ。单井抽灌浅层地能(热)采集技术在2003年墨西哥世界地热学术年会上发表，受到外国与会专家的高度i平阶，在大会200多篇论文中脱颖而出，获得最优秀论文奖。

    据恒有源科技发展有限公司总工程师孙骥博士介绍，以北京地区为例，冬季供暖时，第一回路的能量采集井的出水温度约为15℃，经过换热器取热，获得5℃温差，井水变为10~(2回灌地下，回灌水在与土壤换热后再次被提至井口换热器，如此循环提供持续不断的能量。二回路将从换热器中提取的能量送至能量提升器，能量提升器的蒸发器从二次水中提取低品位能量，一般进水温度13~C，回水温度8℃，通过压缩机做功将能量提升。能量被提升后，从冷凝器释放到第三回路的末端循环水中；水温从45℃加热到50qC，再被输送到建筑中释放，从而使建筑获得供暖。在供暖的过程中，还可以将冷凝器中的介质接入一容积式换热器，与自来水换热，从中制取45~60~C的生活热水。夏季制冷为冬季供暖过程的逆循环。孙骥表示，以上过程是3个封闭回路，水在井或管路中循环，不发生交叉和污染。尤其是井口加换热器，防止机器渗漏对地下水的污染，也杜绝了泥沙对设备的磨损，延长了系统的使用寿命，确保了系统的可靠性。

    据测算，目前我国发电装机容量为4亿千瓦，百米内地下水每年可采集的低温能量约为2．2×108kW，相当于其一半，近百米内的土壤每年可采集的低温能量相当于1．5 x 1012kW，则是其3750倍。按照北京目前已推广的300万平方米恒有源浅层地能供暖(冷)系统计算，每采暖季可以替代1 1．25万吨标准煤或0．75亿立方米天然气，与电采暖相比，可节省15万kW电站一座，节省电厂和输配电投资10亿元，将北京建筑供暖用能比例降低10个百分点。同时，可减排15亿标准立方米烟气量、2640吨二氧化硫,4800吨颗粒物、1920吨氮氧化物、28万吨二氧化碳，夏季制冷时每天比传统中央空调节水3．75万吨。

    建筑供暖市场逐渐升温

    欧美国家在20世纪70年代加大了低温地热的研究力度，加速了其应用的开发。20世纪80年代中期，随热泵技术的发明和发展，低温地热的利用也开始在欧美国家迅速普及，与低温地热和热泵相关的市场销售额每年递增45％以上。到1999年，在家庭的供热装置中使用地源热泵的比例，瑞士已达96％，奥地利达到38％，丹麦为27％。据美国能源部、环保署、爱迪生电力研究所等机构的调查，美国目前运行中的40万台地源热泵，与使用其它能源相比，可降低温室气体排放100万吨，相当于减少50万辆汽车的废气排放或新植100万英亩的树木，年节约能源费用4．2亿美元。

  浅层地能供暖(冷)系统在我国也已“露出尖尖角”。据叵有源科技发展有限公司副总经理汪继东介绍，采用中央液态冷热源环境系统，节能住宅每建筑平方米投资250元，含新风机组的全空气商业空调系统的住宅每建筑平方米投资390元，相当于同档次的中央空调的初投资，却使用户享受到冬暖夏凉、四季热水的生活。目前城市热力取费为24元／平方米，商业30元／平方米，而采用浅层地能供暖(冷)系统一般住宅用户每采暖季运行费为10~20元／平方米，商业用户运行费用一般在15~25元／平方米。该系统夏季还节省了空N；％2-PG的蒸发水，每万平方米可达数干吨。除北京外，已推及上海、河北、四川、西藏、新疆维吾尔自治区等地，应用的建筑类型包括宾馆、住宅、商场、写字楼、学校、体育场馆、医院、厂房等。北京自2000年开始应用浅层地能为建筑物提供供暖、制冷、供生活热水三联供，国家大剧院已采用冷热源系统调节景观水池的水体温度。而且，我国已在蒙古国发展特许经销商并开建第一个项目。

    但是浅层地能应用技术在我国刚刚起步，到2005年全国浅层地能供暖(冷)面积不足1000万平方米，不到全国集中供热面积的1％。住宅业在我国已成为重要的支柱产业，今后10~15年它将持续稳定增长。城镇居民，为改善现有居住面积，10年需增加31．8亿平方米；随城市化进程的发展，2010年城镇人口上升为5．4亿，需新增住宅40亿平方米；现有住宅更新10年需新建23．8亿平方米；三者相加，10年需新增住宅95．6亿平方米，平均每年为9．56亿平方米。在我国相当大的地区，供暖已经是必不可少的建筑标准。对于新建筑，北京等一些全国大城市明确规定，新建小区和建筑物必须采用清洁能源供暖，不准采用燃煤锅炉。对于已有建筑，国内大中型城市，尤其是现存设施冬季供暖污染较为严重的北方城市，也相继开始了改造工程和使用清洁能源的建设。

    汪继东在谈到浅层地能应用产业时给记者算了这样一笔账：在未来10年内，如果全国每年新建建筑3．4亿平方米，其中10％使用中央液态冷热源环境系统或同类技术，加上在全国400亿平方米的现有建筑中，每年有2．5％需要加以改造，改造部分的5％使用中央液态冷热源环境系统或同类技术，那么这一领域每年的市场潜力可达8400万平方米。

    急需政策保驾护航

  业内人士介绍，实际上政府是浅层地能(热)技术应用的最大受益者。城市热力要建热电厂和热力管网，每建筑平方米需要财政支出400元；天然气管网，政府在每建筑平方米需要配套投资340元，而市政四源费，政府在供暖方面只收取25~50元。而应用浅层地能，用户夏季制冷的用电负荷就能够完全满足冬季供暖的需求，不需要政府再为用户供暖进行补贴和投入。

    发达国家通常给予技术开发企业和用户优惠的扶持政策，比如提供买方信贷、贷款担保、贷款贴息、初投资补贴、提供特殊优惠低电价、运行费用补贴等等。

    浅层热能应用技术在推广过程中也遇到一系列障碍，首先我国《可再生能源法》中没有提到“浅层地能”这个概念，很多人把“浅层地能”简单等同于“地热”而加以反对；其次部门条块分割，与浅层地能(热)技术应用相关的单位都在搞自己的标准，可能一抓就死，一放就乱；同时，一些浪费地下水资源并可能造成污染的落后技术、低成本的伪劣产品冲击市场，进行恶『生价格战，使得高新技术开发企业难以招架。

    记者同时获悉，近日，中关村浅层地能(热)替代能源产业联盟在京成立，该联盟是在中关村科技园区海淀园管委会的支持下，由北京中关村高新技术企业协会牵头，以中关村科技园区内从事浅层地能开发利用的企业为主体，由相关企业和机构共同组成的民间团体。据北京中关村高新技术企业协会相关人士介绍，浅层地能开发从政府支持程度、技术推广效果和用户反馈意见三方面看效果都非常好，成立这个联盟旨在协调促进浅层地能以及其他可再生能源的开发利用工作，培育发展新能源产业和新能源市场，推动首都经济和社会可持续发展。