劉寶洪：可再生淺層地熱——北方清潔智慧供暖的替代能源

恒有源科技發(fā)展集團有限公司副總工程師 劉寶洪

劉寶洪：說(shuō)到地熱能清潔供暖，不得不提到兩位領(lǐng)導，一位就是剛剛鄭老也提到過(guò)，北方的清潔供暖的問(wèn)題，第二位是地質(zhì)科學(xué)家李四光，提到你們要研究一種方法，若是能只取熱、不取水，你才能邁進(jìn)地熱能利用的大門(mén)。

第二塊說(shuō)一下地暖能源的問(wèn)題，供暖能源有三個(gè)階段，第一個(gè)階段是一次化石能源的燃燒，這塊注重的是室內環(huán)境的調節，我們需要把室內的溫度調節在18度以上供暖，注重了室內的環(huán)境，沒(méi)有考慮室外的環(huán)境問(wèn)題。

第二個(gè)階段，二次能源的電加熱這樣一個(gè)利用，這個(gè)階段，室內外的環(huán)境是并重，但是能耗比較大，效率不高。

第三個(gè)階段，可再生淺層地能作為供暖替代的能源，有兩個(gè)比較突出的特點(diǎn)，第一塊是能源品位的相當，溫度對口的利用，就是說(shuō)我們的淺層地能，是當地氣候的正負兩度，相對比較來(lái)說(shuō)，是15度左右，我們室內建筑要求的溫度，也是20度左右，18度以上，所以只有幾度的溫差，這樣一個(gè)低品位能源的利用，是作為建筑供暖最佳的能源利用。

第二塊，我們地能供暖，室外的區域是無(wú)燃燒的、零排放，我們從燃燒、有污染、有排放的供暖方式，過(guò)渡到無(wú)燃燒、智慧供暖的階段。

說(shuō)一下淺層地熱能，主要講一下這兩個(gè)的區別，可再生淺層地能是200米以?xún)?，溫度小?5度，年內可再生，它的主要能量來(lái)源是太陽(yáng)能和地心熱，這個(gè)能量也是巨大的。

還有一塊，淺層地能，它是非資源，分布很廣，它是存儲在黏土皮中的。再強調一下淺層地熱能的一個(gè)特點(diǎn)，這是清潔可再生的，存儲量大，分布廣，開(kāi)發(fā)利用成本低，現在我們企業(yè)是可以做到1200塊錢(qián)采集KW的熱能，第四個(gè)溫度相對恒定。

這里，簡(jiǎn)單說(shuō)一下利用地能供暖的原理。熱泵原理，我們家里都有熱泵這個(gè)設備，我們家庭的空調、冰箱都是熱泵在工作。淺層地能供暖，我們是花錢(qián)的電能，單一淺層地能三度，或者三度以上，放在房間內的，相當于四度電鍋爐產(chǎn)生的一個(gè)熱量，這樣大家可能不是很容易理解，為什么說(shuō)，單三度電放在室內是四度電，其實(shí)我們家里的冰箱，我們有冷藏室，后面有冰箱的篦子，冬天我們房間面向篦子那一端，夏天我們接觸室內的就是冷藏室那一端，這都是熱泵在工作。我們在北京，地能冬季15度左右的熱度，通過(guò)熱泵，我們可以搬運放在室內，一度電搬運三度電的地能，放在室內是四度電。這樣的一個(gè)系統就是高效、安全、無(wú)燃燒。相對于傳統供暖的這樣一個(gè)方式，我們是有些浪費的。

下面說(shuō)一下，淺層地能供暖與傳統供暖的全面對接。我們現在有三個(gè)系統，從小的、農家農戶(hù)、自采暖的地層熱寶系統，再到大的50到900KW，對應城鎮這一塊的分布式地能能源的能源價(jià)，后面每個(gè)系統有一個(gè)案例給介紹一下。

淺層地能供暖的應用，我們除了港澳臺，在其他區域都有利用。雖說(shuō)我國原創(chuàng )的奧高效、安全、省地、經(jīng)濟的單井循環(huán)換熱地能采集換熱技術(shù)已經(jīng)得到了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，讓淺層地能利用可設計性更強、適用性更廣，可以成為新時(shí)期北方供暖的替代能源，最合理的能源產(chǎn)業(yè)鏈，這個(gè)范圍有點(diǎn)大。

燃燒供暖造成霧霾的出路，這是很有效的措施，靠近能源產(chǎn)地，不管是火電、核電、風(fēng)電水電、光電，靠近能源產(chǎn)地發(fā)電環(huán)境治理成本是最低的，我們的電網(wǎng)輸送這個(gè)是最成熟可靠的，輸送到用能建筑側，結合熱泵技術(shù)，采集淺層地能，我們可以從小的建筑、農村農戶(hù)到樓宇，到城鎮熱力這一塊，都可以很有效地解決供暖的問(wèn)題。

這樣來(lái)說(shuō)，我們用一度花錢(qián)的電能，就搬運了三度以上不花錢(qián)的，可穩定供給的可再生的淺層地能，可以作為北方供暖的替代能源，這樣區域可以實(shí)現無(wú)燃燒、零排放，沒(méi)有大氣治理的要求。

同時(shí)對于用戶(hù)供暖來(lái)說(shuō)，我們是降低了用戶(hù)的供暖成本，對于發(fā)電側來(lái)說(shuō)，我們提高了它的效率。

第二塊是樓宇這一塊的集中地暖方式。第一個(gè)項目是國家行政學(xué)院。第二個(gè)是全國工商聯(lián)，這個(gè)項目在二環(huán)邊上，大家可以看到，這個(gè)高樓，總共是5萬(wàn)平米，我們的地能采集，就是在這個(gè)綠化帶里，這是一個(gè)很好的高密度建筑，用淺層地能作為供暖替代能源的案例。

第三個(gè)是國家大劇院，這個(gè)也有十多年了。我們做的工作，不是說(shuō)給這個(gè)建筑供暖，我們做的工作是35000平米的水池，冬天防結冰，夏天防長(cháng)草。

第四個(gè)是中關(guān)村三小，這個(gè)項目在我們公司的官網(wǎng)可以實(shí)時(shí)察看我們的地能采集的各項參數。

第五個(gè)是海淀外國語(yǔ)學(xué)校，2001年已經(jīng)投入使用，將近20年，一直在穩定地供暖、制冷，全年56度電，所以說(shuō)非常有經(jīng)濟性。

再說(shuō)一下國家大劇院景觀(guān)水池，大家可以看到左下角是地能采集井，這個(gè)項目也是十多年了，這個(gè)工程的占地很緊，我們的地能采集是在水池下面的地下室，所以說(shuō)十多年一直在穩定工作，我們的地能采集也很安全、很可靠。

中關(guān)村三小的項目在集團的官網(wǎng)上面可以看到各項參數。這個(gè)項目將近4萬(wàn)6千平，總共12個(gè)地能采集井。

說(shuō)一下單井循環(huán)地能采集技術(shù)在美國的應用，現在有5個(gè)項目應用了這個(gè)技術(shù)，兩個(gè)項目已經(jīng)獲獎，美國的學(xué)校獲得了能源之星獎，這個(gè)項目2016年獲得了國際建筑協(xié)會(huì )的頭等獎。

單井地能熱寶系統，在2016年不同的區域都有使用。我們門(mén)頭溝龍泉霧村這個(gè)項目，占地5平方公里，非常大的一個(gè)村，將近2千戶(hù)，2016年實(shí)施了煤改電，這個(gè)利用了單井循環(huán)地能熱寶系統，總共分9個(gè)區域實(shí)施，地能采集總共設計了32套，地能發(fā)熱站設計了12套，我們有將近2千戶(hù)農民利用了這個(gè)技術(shù)，再供暖制冷生活熱水，這個(gè)項目獲評了2017年的節能低碳技術(shù)示范案例。在2016年總結會(huì )提到，地源熱泵這塊的滿(mǎn)意度是98%，農村的煤改電供暖這塊來(lái)說(shuō)，地源熱泵從經(jīng)濟上來(lái)說(shuō)，對農戶(hù)的承擔能力這塊是非常有優(yōu)勢的。