淺層地能開發(fā)升起朝陽產(chǎn)業(yè)
煤荒、龜荒,能源緊缺使城市供暖和制冷日益面臨嚴峻挑戰(zhàn),開發(fā)清潔的新能源替代傳統(tǒng)化石燃料(石油、煤炭、天然氣),保障社會可持續(xù)發(fā)展成為當務之急。淺層地能供暖(冷)系統(tǒng)在為建筑物暖、冷、熱水三聯(lián)供的過程中,可以實現(xiàn)使用區(qū)域的“零”污染,而且可以節(jié)約供暖(冷)用能的50,--75%,實現(xiàn)半數(shù)能量來自可再生能源的目標。隨著核心技術的突破,淺層地能作為環(huán)保高效的替代能源成為21世紀取代傳統(tǒng)供暖(冷)方式的最佳選擇,其開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化也隨之成為異軍突起的朝陽產(chǎn)業(yè)。
淺層地能潛力無限
專家介紹,淺層地能是地球淺表層數(shù)百米內(nèi)的土壤砂石和地下水中所蘊藏的低溫熱能,淺層地能(熱)一般在10—20"C之間,主要來源于太陽輻射。這部分能量相當于人類能源消耗總量的2萬倍,它儲量巨大、分布廣泛、可以再生,世界能源組織將淺層地能(熱)列為首推的可再生清潔能源之一。
熱泵技術已有上百年的歷史,我國淺層地能(熱)開發(fā)才剛剛起步,品位較低和難于收集一直是這一技術推廣的瓶頸。北京恒有源科技發(fā)展有限公司以自主研制的單井抽灌淺層地能(熱)采集技術為核心,開發(fā)出中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng),與成熟的熱泵技術、供暖通風技術、空氣調(diào)節(jié)技術進行系統(tǒng)集成,不僅在提供冷熱量的能力方面大幅提高,而且提升了環(huán)保性能,獲得多項國際發(fā)明~-~rJ。單井抽灌淺層地能(熱)采集技術在2003年墨西哥世界地熱學術年會上發(fā)表,受到外國與會專家的高度i平階,在大會200多篇論文中脫穎而出,獲得最優(yōu)秀論文獎。
據(jù)恒有源科技發(fā)展有限公司總工程師孫驥博士介紹,以北京地區(qū)為例,冬季供暖時,第一回路的能量采集井的出水溫度約為
據(jù)測算,目前我國發(fā)電裝機容量為4億千瓦,百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量約為2.2×108kW,相當于其一半,近百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量相當于1.5 x 1012kW,則是其3750倍。按照北京目前已推廣的300萬平方米恒有源淺層地能供暖(冷)系統(tǒng)計算,每采暖季可以替代1 1.25萬噸標準煤或0.75億立方米天然氣,與電采暖相比,可節(jié)省15萬kW電站一座,節(jié)省電廠和輸配電投資10億元,將北京建筑供暖用能比例降低10個百分點。同時,可減排15億標準立方米煙氣量、2640噸二氧化硫,4800噸顆粒物、1920噸氮氧化物、28萬噸二氧化碳,夏季制冷時每天比傳統(tǒng)中央空調(diào)節(jié)水3.75萬噸。
建筑供暖市場逐漸升溫
歐美國家在20世紀70年代加大了低溫地熱的研究力度,加速了其應用的開發(fā)。20世紀80年代中期,隨熱泵技術的發(fā)明和發(fā)展,低溫地熱的利用也開始在歐美國家迅速普及,與低溫地熱和熱泵相關的市場銷售額每年遞增45%以上。到1999年,在家庭的供熱裝置中使用地源熱泵的比例,瑞士已達96%,奧地利達到38%,丹麥為27%。據(jù)美國能源部、環(huán)保署、愛迪生電力研究所等機構的調(diào)查,美國目前運行中的40萬臺地源熱泵,與使用其它能源相比,可降低溫室氣體排放100萬噸,相當于減少50萬輛汽車的廢氣排放或新植100萬英畝的樹木,年節(jié)約能源費用4.2億美元。
淺層地能供暖(冷)系統(tǒng)在我國也已“露出尖尖角”。據(jù)叵有源科技發(fā)展有限公司副總經(jīng)理汪繼東介紹,采用中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng),節(jié)能住宅每建筑平方米投資250元,含新風機組的全空氣商業(yè)空調(diào)系統(tǒng)的住宅每建筑平方米投資390元,相當于同檔次的中央空調(diào)的初投資,卻使用戶享受到冬暖夏涼、四季熱水的生活。目前城市熱力取費為24元/平方米,商業(yè)30元/平方米,而采用淺層地能供暖(冷)系統(tǒng)一般住宅用戶每采暖季運行費為10~20元/平方米,商業(yè)用戶運行費用一般在15~25元/平方米。該系統(tǒng)夏季還節(jié)省了空N;%2-PG的蒸發(fā)水,每萬平方米可達數(shù)干噸。除北京外,已推及上海、河北、四川、西藏、新疆維吾爾自治區(qū)等地,應用的建筑類型包括賓館、住宅、商場、寫字樓、學校、體育場館、醫(yī)院、廠房等。北京自2000年開始應用淺層地能為建筑物提供供暖、制冷、供生活熱水三聯(lián)供,國家大劇院已采用冷熱源系統(tǒng)調(diào)節(jié)景觀水池的水體溫度。而且,我國已在蒙古國發(fā)展特許經(jīng)銷商并開建第一個項目。
但是淺層地能應用技術在我國剛剛起步,到2005年全國淺層地能供暖(冷)面積不足1000萬平方米,不到全國集中供熱面積的1%。住宅業(yè)在我國已成為重要的支柱產(chǎn)業(yè),今后10~15年它將持續(xù)穩(wěn)定增長。城鎮(zhèn)居民,為改善現(xiàn)有居住面積,10年需增加31.8億平方米;隨城市化進程的發(fā)展,2010年城鎮(zhèn)人口上升為5.4億,需新增住宅40億平方米;現(xiàn)有住宅更新10年需新建23.8億平方米;三者相加,10年需新增住宅95.6億平方米,平均每年為9.56億平方米。在我國相當大的地區(qū),供暖已經(jīng)是必不可少的建筑標準。對于新建筑,北京等一些全國大城市明確規(guī)定,新建小區(qū)和建筑物必須采用清潔能源供暖,不準采用燃煤鍋爐。對于已有建筑,國內(nèi)大中型城市,尤其是現(xiàn)存設施冬季供暖污染較為嚴重的北方城市,也相繼開始了改造工程和使用清潔能源的建設。
汪繼東在談到淺層地能應用產(chǎn)業(yè)時給記者算了這樣一筆賬:在未來10年內(nèi),如果全國每年新建建筑3.4億平方米,其中10%使用中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)或同類技術,加上在全國400億平方米的現(xiàn)有建筑中,每年有2.5%需要加以改造,改造部分的5%使用中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)或同類技術,那么這一領域每年的市場潛力可達8400萬平方米。
急需政策保駕護航
業(yè)內(nèi)人士介紹,實際上政府是淺層地能(熱)技術應用的最大受益者。城市熱力要建熱電廠和熱力管網(wǎng),每建筑平方米需要財政支出400元;天然氣管網(wǎng),政府在每建筑平方米需要配套投資340元,而市政四源費,政府在供暖方面只收取25~50元。而應用淺層地能,用戶夏季制冷的用電負荷就能夠完全滿足冬季供暖的需求,不需要政府再為用戶供暖進行補貼和投入。
發(fā)達國家通常給予技術開發(fā)企業(yè)和用戶優(yōu)惠的扶持政策,比如提供買方信貸、貸款擔保、貸款貼息、初投資補貼、提供特殊優(yōu)惠低電價、運行費用補貼等等。
淺層熱能應用技術在推廣過程中也遇到一系列障礙,首先我國《可再生能源法》中沒有提到“淺層地能”這個概念,很多人把“淺層地能”簡單等同于“地熱”而加以反對;其次部門條塊分割,與淺層地能(熱)技術應用相關的單位都在搞自己的標準,可能一抓就死,一放就亂;同時,一些浪費地下水資源并可能造成污染的落后技術、低成本的偽劣產(chǎn)品沖擊市場,進行惡『生價格戰(zhàn),使得高新技術開發(fā)企業(yè)難以招架。
記者同時獲悉,近日,中關村淺層地能(熱)替代能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在京成立,該聯(lián)盟是在中關村科技園區(qū)海淀園管委會的支持下,由北京中關村高新技術企業(yè)協(xié)會牽頭,以中關村科技園區(qū)內(nèi)從事淺層地能開發(fā)利用的企業(yè)為主體,由相關企業(yè)和機構共同組成的民間團體。據(jù)北京中關村高新技術企業(yè)協(xié)會相關人士介紹,淺層地能開發(fā)從政府支持程度、技術推廣效果和用戶反饋意見三方面看效果都非常好,成立這個聯(lián)盟旨在協(xié)調(diào)促進淺層地能以及其他可再生能源的開發(fā)利用工作,培育發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)和新能源市場,推動首都經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展。