恒有源科技发展集团(微信号:HYYESSTD)专注于浅层地能作为建筑物供热的替代能源的科研、开发和推广。致力于原创技术的产业化发展,实现为建筑物无燃烧供热,大力发展地能热冷一体化新兴产业。
前景广阔 地热能应用需科学引导
行业前景的广阔显而易见,而地热能的应用也正在与时俱进。
数据显示,到2015年全国地热能供暖面积力争达到5亿平方米,地热发电装机容量达到10万千瓦,地热能年利用量折合标准煤2000万吨。
在2014年11月召开的中国首届地热论坛“2014•中国地热论坛”上,国家能源局副局长刘琦也透露,我国地热储量约占全球资源量的六分之一,到2020年,我国非化石能源占一次能源总消费的比重要提高到15%,地热能开发年利用量要达到5000万吨标准煤;2030年我国非化石能源占一次能源总消费的比重要继续提高到20%,地热能开发年利用量要达到1亿吨标准煤。
刘琦表示,环境污染和气候变化已经成为人类共同面临的全球性问题,提高能源效率、调整能源结构、发展清洁能源是中国经济社会发展的必然选择。我国地热资源分布广、类型多、资源丰富,具备大发展的资源条件,推进地热能源的科学高效可持续开发利用正当其时。
可以看出,我国地热能发展前景广阔,不过部分地区在地热能应用的过程中也出现了叫好不叫座的情况。归其原因,地热能应用不仅要在地理位置上因地制宜,在其落实的技术、政策上,同样需要具体情况具体分析。
据北京恒有源科技发展集团有限公司总工程师孙骥介绍,目前,采用热泵技术开发利用浅层地下的包括地下水、土壤砂石中的热能主要有三种形式:地下水源热泵系统,地源热泵系统和地能热泵环境系统。
地下水源热泵系统,以地下水为热源,利用取水井的技术,从不断抽取的地下水中获得热量。缺点是运行过程中必须不断地抽取地下水,对地下水的平衡,安全等构成威胁;地源热泵系统,则是以地下土壤为热源,利用地下埋管实现采集浅层地下土壤砂石中的热量。不过该系统有占地面积大、浅层地能的采集效率低,相互并联的采集管路很难达到水力平衡等缺点。
而随着技术的不断进步与革新,地能热泵环境系统应运而生。该系统是上世纪末由我国自主研发成功的新的浅层地能开发技术——它以单井循环换热地能采集井为核心,以地下水为介质开发利用浅层地下岩土中的热量;它兼备地下水源和地源热泵系统的高效、安全、占地面积小及对地下水体和地质结构无影响等优点。相较于水源热泵和地源热泵两种方式,地能热泵环境系统摒弃了热能效率低下、破坏地质环境等缺点,具有极广的适用性,受到了越来越多的客户欢迎。
正因上述三种热泵系统具有各自的特点,故在地热能应用的过程中,首先要关注的就是当地的水文地质条件、资源条件以及建筑物的能耗特点和实际用能需求。
“目前我国地热能应用有限,这跟制度、体制、能源采集方法都相关,地源热泵系统的应用要因地制宜。”中国建筑设计研究院原副总建筑师、亚洲人居环境协会副主席开彦对记者这样表示,部分地区地下能源有限,而建设量却非常大。“地源热泵系统的应用,动辄几十万平米甚至上百万平米,打井数量是有限的,采的能源也有限,有时候就觉得不够用。不可能什么建筑都用地源热泵,但有些小建筑、城市群体建筑,可以用地源热泵来解决。所以实际应用中要通过勘测、设计和平衡,要有回灌水等措施来具体保障才行。”
其次,大量的项目不能规范地利用地下水资源,不能保证正确回灌,会对地下水文和地质结构造成影响、破坏。
关于地下水水源热泵的使用,《地源热泵系统工程技术规范》明确规定,必须采取可靠的回灌措施,确保地下水全部回灌到同一含水层,不得对地下水资源造成污染及浪费。这是规范的强制性规定,要求实现100%回灌。
开彦认为,开发利用地热能技术已很发达,但不能过度应用,否则可能会破坏地下的生态状况,出现地下污染等情况。必须要保证地下的热平衡,采了多少,就要补充多少,平衡好,不让地下遭到破坏。
西安制冷学会理事长、中国建筑西北设计研究院副总工程师王谦也曾分析,之所以会产生回灌不充分的问题,主要有几个方面的原因。一方面是回灌技术还需要进一步完善;另一方面是地质情况决定了一些工程回灌难度很大。而最为重要的,其实还是相关的监管审查机制不够严格。所以,要科学合理地开发利用资源,就必须加强前期审核和后期监管。
最后,在地热能应用的过程中,相关政策、法规也需因地制宜的制定。据上文中国城市规划设计院专家介绍,虽然我国部分地区施行地热能条件有限, 但某些地方在推广地热能过程中,采取“一刀切”的方法,这是不科学的。对于地热能的应用应该具体情况具体分析,在相关地质、水文条件的基础上,制定相应指标。
另外,对于相关应用地热能的企业,也要遵守当地的政策、法规,对于违反相关规定的企业要给予惩处,从而确保地热能行业健康、稳定的发展。(作者:马雲龙)
选自_《中国地能》
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