等待深度開發(fā)的綠色可再生能源——淺層地溫能

    2007年年末的一天，在北京召開的全國淺層地溫能資源開發(fā)利用高級研修班暨學(xué)術(shù)研討會呈現(xiàn)出極其熱烈的場面：原本預(yù)計40人參加的會議，最終來了100多人，會務(wù)組不得不臨時增加了很多座位。用淺層地溫能來取暖制冷，在全國范圍內(nèi)剛剛興起，但是研討會的火爆，充分體現(xiàn)了全國各地對于淺層地溫能開發(fā)利用的渴望。

    這個會議結(jié)束的當(dāng)天，中國地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心正式授牌成立，這是我國第一個以淺層地溫能為研究和推廣對象的國家學(xué)術(shù)機構(gòu)。國土資源部副部長汪民在授牌儀式上說，淺層地溫能資源是一種分布廣泛、儲量巨大、清潔環(huán)保、可以再生的新型能源，它的利用和開發(fā)已經(jīng)成為實現(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淺層地溫能的認(rèn)識也不夠。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衛(wèi)萬順在接受記者采訪時說。

    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、儲量大、清潔環(huán)保、經(jīng)濟實惠、安全性強和可用性強等特點。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藏的一種低溫?zé)崮埽�其能量主要來源于太陽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)行開發(fā)利用。

    北京市地勘局曾對380多個鉆孔中的土壤進(jìn)行測試，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，北京市地勘局還針對不同的地質(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。”衛(wèi)萬順說。北京市地勘局從1999年開始開展利用地溫能為建筑物供暖的研究與試驗，至今已完成熱泵空調(diào)項目數(shù)百項，占北京市淺層地溫能利用面積的40%。完成的熱泵工程項目種類全，既有土壤源熱泵系統(tǒng)，又有水源熱泵系統(tǒng)。

    北京市地勘局局長魏連偉介紹，在北京市1050萬平方米的采用淺層地溫能供暖制冷的建筑中，包括國內(nèi)目前運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)、天湖國際會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、全國最大的燃煤鍋爐改為水源熱泵供暖項目——北京友誼醫(yī)院項目、北京第一個大型商用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)——空軍招待所水源熱泵項目和北京市地質(zhì)勘察技術(shù)院立水橋基地水源熱泵項目等。這些項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，對北京來說，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�陽能、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)電力的同時排放大量的燃燒產(chǎn)物，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，引起溫室效應(yīng)、酸雨、土地沙漠化等問題。
 
    因此，開發(fā)利用清潔無污染的淺層地溫能已是社會發(fā)展的必然趨勢。

     開發(fā)淺層地溫必須依賴科學(xué)研究

    “淺層地溫能在我國起步并不晚，但現(xiàn)在發(fā)展已經(jīng)落后了。一個主要的原因就是我們對淺層地溫能沒有進(jìn)行詳盡的研究。”衛(wèi)萬順說，淺層地溫能在國外發(fā)展依靠的是地質(zhì)先行，而在我國，則是一些地質(zhì)以外的行業(yè)作為推動力量，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)行淺層地溫能的開發(fā)。“事實上，熱泵就如同礦山中常用的鑿巖機，只是一個手段，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)工作來評價的。”

    用于開發(fā)淺層地溫能的熱泵技術(shù)是1912年由瑞士人提出的，1946年第一個熱泵系統(tǒng)在美國俄勒岡州誕生。1974年起，瑞士、荷蘭和瑞典等國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。在國際社會中，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)開發(fā)利用淺層地?zé)崮茌^好的國家有美國、瑞典、瑞士和德國，已有大量裝機的國家有加拿大、奧地利、法國和荷蘭，開始重視和推廣應(yīng)用的國家有中國、日本、俄羅斯、英國等。熱泵增長較快的主要還是在美國和歐洲地區(qū)。

    我國1965年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵機組，隨后發(fā)展緩慢。直到20世紀(jì)80年代末，相關(guān)領(lǐng)域才開始了一些研究，在熱泵模型仿真、試驗裝置、能耗評價以及系統(tǒng)材質(zhì)等方面取得了一些進(jìn)展。

    衛(wèi)萬順認(rèn)為，淺層地溫能發(fā)展的好壞，取決于對地質(zhì)條件的研究程度。當(dāng)前，我國即將迎來一個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)隊伍，這樣在設(shè)計的過程中才能更合理地根據(jù)供暖面積來決定工程的施工方案。

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

    衛(wèi)萬順強調(diào)，淺層地溫能的利用，一定要建立準(zhǔn)入門檻，因為要進(jìn)行淺層地溫能評價，必須得有資質(zhì)。每一個淺層地溫能項目都必須經(jīng)過國土資源部門審批，必要時，國土資源部門應(yīng)對淺層地溫能的開發(fā)和利用進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。