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淺談農(nóng)村地區(qū)的淺層地?zé)崮芄┡瘧?yīng)用

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-16 22:49:15
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淺談農(nóng)村地區(qū)的淺層地?zé)崮芄┡瘧?yīng)用 從自然環(huán)境稟賦方面來看,相比其他替代煤的供暖方式,地?zé)崮芫哂歇?dú)特的優(yōu)勢(shì)。中國科學(xué)院院士汪集旸表示,“地?zé)崮苜Y源開發(fā)利用的潛力

      從自然環(huán)境稟賦方面來看,相比其他替代煤的供暖方式,地?zé)崮?/strong>具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。中國科學(xué)院院士汪集旸表示,“地?zé)崮苜Y源開發(fā)利用的潛力很大,地?zé)崮苜Y源到處都有,使用成本相對(duì)來說較低。同時(shí),在新能源大家族里,與太陽能風(fēng)能、生物質(zhì)能相比,地?zé)豳Y源是最現(xiàn)實(shí)的且最具競(jìng)爭(zhēng)力的能源之一。”

發(fā)展地?zé)崮艿谋匾?/span>

中國是以煤炭為主要能源的國家。然而,霧霾等環(huán)境事件,正在倒逼能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)做出調(diào)整。在我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的驅(qū)動(dòng)之下,自身的清潔和可再生等優(yōu)勢(shì),使地?zé)崮茉闯蔀樾矢鼉?yōu)的能源選擇之一。
 

出于對(duì)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的考慮,政府嚴(yán)格限制燃煤電廠和燃煤鍋爐的建設(shè),有條件的城市正在推進(jìn)“煤改氣”工作。然而,天然氣是一種不可再生資源,且我國的天然氣資源十分有限,需要更有效率的能源進(jìn)行補(bǔ)充、替代。
 

相比其他非化石能源,地?zé)崮茉吹膬?yōu)勢(shì)也較為明顯,主要表現(xiàn)為不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾,是一種現(xiàn)實(shí)并具有競(jìng)爭(zhēng)力的新能源。在多種因素的影響下,地?zé)崮茉闯蔀?ldquo;無煤化”更有效率的選擇之一。
 

北京市曾提出“無煤化”工作方案,到2017年底,北京城六區(qū)要實(shí)現(xiàn)“無煤化”,其中東城區(qū)、西城區(qū)和海淀區(qū)在2016年實(shí)現(xiàn)“無煤化”。國務(wù)院資深參事、中國地震局地震預(yù)測(cè)所研究員沈夢(mèng)培表示,北京城六區(qū)要實(shí)現(xiàn)“無煤化”,原城市地區(qū)的“平房地區(qū)”用“煤改電”的方法實(shí)現(xiàn)。郊區(qū)農(nóng)村住戶住的絕大部分使用燃煤采暖,從燃煤采暖到實(shí)現(xiàn)“無煤化”,改用電能采暖,具體可包括“煤改電”“煤改氣”等方式。
 

多年來,中國的地?zé)崮馨l(fā)展一直處于默默無聞的狀態(tài)。不過,作為與太陽能、風(fēng)電等并重的可再生能源,地?zé)崮艿睦眯什蝗莺鲆?。汪集旸院士表示,地?zé)岚l(fā)電平均利用效率達(dá)73%,為太陽光伏發(fā)電的5.4倍,風(fēng)力發(fā)電的3.6倍。與此同時(shí),利用熱泵技術(shù),依靠1kW的驅(qū)動(dòng)能(電力)能供給2.5kW的淺層地能。
 

雖然,我國地?zé)豳Y源以中低溫為主,但地?zé)崮茉刺N(yùn)藏豐富,現(xiàn)有的地?zé)豳Y源相當(dāng)于8600億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,僅中東部沉積盆地中就探明地下熱水資源491.7億立方米,它們蘊(yùn)涵的能量相當(dāng)于18.54億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因而,我國地?zé)崮馨l(fā)展?jié)摿薮蟆?br />  

淺層地能供暖的可行性

地?zé)崮苤饕糜诘責(zé)岚l(fā)電,和非電直接利用。其中,非電直接利用又包括供暖、制冷和工農(nóng)業(yè)利用等諸多方面。目前,我國地?zé)崮艿姆请娭苯永每偭恳呀?jīng)居世界首位,主要是利用“三聯(lián)供”技術(shù),為建筑物供暖和制冷。
 

北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局副總工程師、中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心常務(wù)副主任李寧波介紹說,截至2015年,全國地?zé)崮埽òㄉ顚拥責(zé)帷?a href="http://www.msthinker.com/news/article-801.html" target="_blank">淺層地?zé)崮?/strong>)開發(fā)利用實(shí)現(xiàn)的供暖面積已達(dá)5億平方米。其中,深層地?zé)峁┡?億平方米,淺層地?zé)崮芄┡_(dá)4億平方米。
 

根據(jù)省會(huì)城市淺層地?zé)崮艿恼{(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,我國31個(gè)省會(huì)城市200米以淺熱容量為2.34 x 1016kJ/℃。因北京、天津未開展綜合換熱功率評(píng)價(jià),其余29個(gè)省會(huì)城市地能熱泵系統(tǒng)夏季可制冷面積為61.7億平方米,冬季可供暖面積為86.5億平方米。
 

淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的總能量折合標(biāo)準(zhǔn)煤4.67億噸,如果淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用效率取35%,可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.63億噸,約為實(shí)際能源消耗的0.1倍,是目前建筑物供暖制冷消耗的1.42倍,可為供暖和制冷提供豐富的能源儲(chǔ)備。同時(shí),可實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳2780萬噸。
 

除資源稟賦的先天優(yōu)勢(shì)外,我國也相繼出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)地?zé)崮艿拈_發(fā)利用。以北京為例,早在2006年就出臺(tái)了第一個(gè)支持發(fā)展地能熱泵的文件——《關(guān)于印發(fā)關(guān)于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導(dǎo)意見的通知》,并與2006年7月1日正式實(shí)施。該文件補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為:地下(表)水源熱泵35元/平方米,地埋管地能熱泵和再生水源熱泵50元/平方米。
 

李寧波介紹說,在政策推動(dòng)之下,我國打造了一批地?zé)崮芰咙c(diǎn)工程。2008年的北京奧運(yùn)會(huì)時(shí),北京市內(nèi)尤其是奧運(yùn)場(chǎng)館中建成了一批具有標(biāo)志性的重點(diǎn)示范項(xiàng)目,國家體育場(chǎng)鳥巢、奧林匹克水上公園等奧運(yùn)場(chǎng)館紛紛采用地能熱泵系統(tǒng)并取得了成功。
 

其中,奧運(yùn)村再生水源熱泵項(xiàng)目,離清河污水處理廠較近,將清河污水處理廠處理后的再生水,作為熱泵的冷熱源,通過熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供熱制冷,很好地解決了奧運(yùn)村內(nèi)40多萬平方米的建筑供暖制冷,作為北京奧運(yùn)遺產(chǎn),直到現(xiàn)在仍在使用。上海世博軸總面積22萬平方米,采用了江水源熱泵+地埋管地能熱泵兩種系統(tǒng)供暖制冷,為綠色環(huán)保增加了亮點(diǎn)。
 

淺層地能農(nóng)村也能用的上

在形成綠色環(huán)保亮點(diǎn)工程的基礎(chǔ)上,地?zé)崮軐?duì)農(nóng)村的供能改造能否發(fā)揮作用呢?中國建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì)常務(wù)理事、北京市建筑設(shè)計(jì)研究院顧問總工程師吳德繩表示,淺層地?zé)崮艿睦贸蔀榇彐?zhèn)建設(shè)中建筑供暖的主攻方向,應(yīng)該是不錯(cuò)的選擇。
 

他指出,農(nóng)村的特點(diǎn)是人均建筑面積大,但實(shí)際使用空間有交替性,而且,節(jié)儉的優(yōu)良傳統(tǒng)在農(nóng)村比較普遍。淺層地?zé)崮芄┡褂玫啬軣岜眉夹g(shù),只需要少量電能做動(dòng)力就可以實(shí)現(xiàn)供暖,用電量少,符合農(nóng)戶已有的供電能力,還可以利用峰谷電差節(jié)省費(fèi)用,運(yùn)行成本不高,且沒有污染排放。
 

沈夢(mèng)培參事則舉例表示,一間108平方米的住房,使用電能直接采暖,一個(gè)冬季的電費(fèi)是6850元,此后實(shí)行峰谷電價(jià),夜間22時(shí)至早7時(shí),電費(fèi)為0.3元/千瓦時(shí),一個(gè)冬季的電費(fèi)減為5000元。然而,同樣的情況下,使用地能熱寶系統(tǒng)(一種地能熱泵技術(shù))的農(nóng)民,一個(gè)冬季采暖只需繳納電費(fèi)1500~1800元左右。
 

截至目前,我國已經(jīng)有不少淺層地?zé)崮軕?yīng)用的成功范例。2014年,華北地區(qū)首個(gè)地?zé)峁┡嫒济旱臒o煙城——雄縣誕生。雄縣地?zé)峒泄┡娣e達(dá)到240萬平方米,占集中供暖面積的90%。此后,“小洋口模式”和“廣東豐順模式”也成為解決長三角和珠三角地區(qū)的冬季供暖/夏季空調(diào)制冷問題的典型案例。
 

汪集旸表示,我國擁有全球最大的建筑市場(chǎng),地能熱泵供熱有1萬億元的潛在市場(chǎng)規(guī)模。此外,我國“一帶一路”戰(zhàn)略也為淺層地?zé)崮軕?yīng)用提供了良機(jī)。作為“新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”起點(diǎn)的西安市,目前正在著手建設(shè)西咸新區(qū)地?zé)崮茉醇夹g(shù)研究與示范基地。同時(shí),從‘一帶一路’沿線國家來看,包括我國在內(nèi)的中亞、南亞、中東地區(qū)氣候干燥,應(yīng)盡量減少水源熱泵的應(yīng)用,大力發(fā)展地能熱泵。
 

沈夢(mèng)培參事則表示,利用熱泵技術(shù)提取的地?zé)崮芰康哪茉词?ldquo;電能”,是全部“無燃燒任何燃料的綠色能源”,符合實(shí)行農(nóng)村無煤化的需求,是農(nóng)村平房供暖、大力支持全國消除霧霾的一種努力方向。
 

農(nóng)村如何使用淺層地?zé)崮芄┡?/span>

隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn),中國新農(nóng)村的供暖問題,越來越成為量大、面廣的問題。在建筑供暖用能的問題上,應(yīng)該按照科學(xué)規(guī)律規(guī)劃和發(fā)展,吳德繩表示。
 

他提倡農(nóng)村供暖“省著用”的思路。一方面是資源省著用的常規(guī)節(jié)能,一方面是能源品位省著用。能源品味省著用指的是用地?zé)崮艿鹊推肺荒茉刺娲禾康犬a(chǎn)生高品位熱能的能源,這也是用資源的節(jié)省、合理和道德。另外,在不必需持續(xù)供暖、集中供暖的農(nóng)村住戶,可每家每戶單獨(dú)安裝地能熱泵,僅在生活的小環(huán)境人為操控,按需供暖,是省著用的好方式。
 

李寧波則根據(jù)以往調(diào)研勘察經(jīng)驗(yàn)表示,農(nóng)村利用淺層地?zé)崮芄┡€需要解決幾個(gè)問題。其一,是地能熱泵初投資的問題。目前,改造或新建的地能熱泵項(xiàng)目,大多有國家補(bǔ)貼或其他方式的鼓勵(lì),但是從推進(jìn)地能熱泵發(fā)展的角度,這個(gè)經(jīng)濟(jì)賬對(duì)老百姓還是個(gè)門檻。他認(rèn)為,以村為單位,或互助組等形式進(jìn)行施工,可能利用規(guī)模效應(yīng)緩解初投資較大的矛盾。當(dāng)然,如果相關(guān)從業(yè)者能夠定制化開發(fā)熱泵產(chǎn)品,提供優(yōu)化設(shè)備也是可行途徑。
 

其二,產(chǎn)業(yè)相關(guān)方需要緊密配合。如國家應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以及工程方要提高素質(zhì)、能力和經(jīng)驗(yàn),避免“失敗”工程。因?yàn)?,?duì)于新興行業(yè),一次失敗就可能意味著整個(gè)行業(yè)的“萎縮不前”。此外,各位受訪專家也相繼提到,針對(duì)地?zé)崮?,尤其是淺層地?zé)崮芊矫?,民眾了解和理解的程度還很有限,應(yīng)該廣開言路,增進(jìn)相關(guān)知識(shí)普及,讓地?zé)崮馨l(fā)揮應(yīng)有的能源作用。