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成都开发利用浅层地温能,装上了“地热空调”

  除了太阳能、风能、水能这些已被熟知的可再生能源,在成都,还有一种可再生能源——浅层地温能,正在走进越来越多的建筑中。

  作为一种绿色清洁能源,浅层地温能是指蕴藏在地表下一定岩土体、地下水和地表水等地质体中具有开发利用价值的热能。2017年,国家发展改革委制定《地热能开发利用“十三五”规划》,明确其间四川省新增浅层地温能供暖(制冷)面积目标为3000万平方米。

  记者从成都市发展改革委了解到,目前成都已有17个示范建筑项目配备了地源热泵系统,每年可开发利用浅层地温能折合标煤约10000吨,减少二氧化碳排放约8600吨。

  浅层地温能的开发利用原理是什么?在成都推广情况如何?近日,记者走进浅层地温能项目探访。

  探访:“地热空调”带来恒温环境

  在人来人往的成都东站,为确保温度常年保持在人体舒适状态,2011年建成投用了土壤源地源热泵系统。

  负责这套系统维护的成都铁路科创有限责任公司人员万昌正,解释了浅层地温能的利用原理:土壤和地下水源的温度四季相对恒定。以土壤为例,其温度常年保持在15℃-25℃,依靠地源热泵系统,冬天从地源(浅层水体或岩土体)取热,向建筑物供暖,相当于锅炉;夏天向地源(浅层水体或岩土体)排热,给建筑物制冷,相当于中央空调,这套系统可替换原来的锅炉加空调两套装置或系统。

  万昌正说,传统空调是将热量排放到大气中,从而形成热岛效应。而使用地源热泵系统,热量被输送到了地下,没有废物排放,能有效避免热岛效应。“业内把这个系统叫做‘地热空调’。”

  这套“空调”节能效果如何?万昌正说,我们将1700多根高强度塑料管埋到地下100米深的位置,让水在管中循环流动与土地换热。在理想状态下,成都东客站地源热泵整个冬季平均开机100天,每天运行12小时,消耗总电量大约为200万度,但却能输出约900万度电量的热能。而若使用电锅炉,则需要消耗1000万度电。两相比较,成都东客站的地源热泵系统在冬季大约可节约800万度电。

  成都高新区朗诗·熙华府,同样利用了地源热泵系统,为1300多住户统一供热制冷,使全年室温控制在20℃-26℃。每月住户除日常的物管费外,还需缴纳3.5元/平方米的系统运行费。“我们家150平方米,一年的系统使用费是6000多元;如果使用传统空调、地暖设备,要达到同样效果,电费支出并不比这少,还不包括购买设备的花费。”今年4月入住的住户何玉华,已习惯使用地源热泵系统。

  追问:初期成本较高等制约推广应用

  成都对浅层地温能的开发利用,始于本世纪初。目前成都已有17个示范建筑项目配备了地源热泵系统,建筑面积约130万平方米,包括成都东站、环球中心、成都水文队办公楼、都江堰市医疗中心等。其中公共建筑项目多,民用住宅项目偏少。“十一五”“十二五”期间建设项目多,“十三五”期间新上项目较少。

  这跟国家政策有一定关联。四川省建筑科学研究院有限公司高级工程师乔振勇解释,“十一五”“十二五”时期,国家有关部委对于可再生能源建筑应用出台了针对示范项目、示范市(县)的补贴政策。“到了‘十三五’时期,国家补贴政策基本结束。”由于地源热泵技术初期成本相对较高,一定程度上阻碍了它的推广利用。据了解,成都东站的地源热泵系统建设成本约为1.3亿元,如采用传统的制热制冷系统,费用在8000万元左右。

  制约因素还不止这些。去年四川省建筑科学研究院有限公司完成的《成都市民用建筑浅层地温能项目调研报告》还提到,地下水源热泵系统项目很多投用后对地下水的抽水量、回灌量及水质的定期监测不到位,有些虽监测了但没有分析,导致难以判断项目使用对地下环境的影响程度,“没有大量数据做支撑,来判断项目对环境的影响,就很难大胆放手推动更多项目上马。”

  期待:探明“家底”为开发打好基础

  为破解制约因素,2019年4月,成都市发展改革委、成都市规划和自然资源局、成都市生态环境局联合印发了《成都市浅层地温能开发利用试点工作方案》,成都将根据地质条件、开发利用现状和发展规划,选择不同区域、不同利用方式及规模的代表性项目,探索建立覆盖地下水源热泵水质、水温、水位和地埋管地源热泵土温、土质等指标的在线动态监测体系,加强数据跟踪收集分析,为科学有序开发浅层地温能提供数据支撑。

  有序开发,还需要一张清楚明了的“资源图”。“理论上所有地下都有浅层地热资源,但是地下岩土体具体结构、地下水分布等都会影响到开发。此外,还要综合考虑地下空间开发、市政基础设施等因素。”乔振勇说。

  目前,成都已启动对全市地热资源“家底”的新一轮摸排工作,“预计2020年形成重点区域阶段性勘查成果,2021年底前全面完成浅层地温能资源勘查评价,形成全市开发利用适宜性区划图等成果,为成都市浅层地温能开发利用打下基础。”成都市发展改革委资源节约和环境保护处副处长赵森说。

  考虑到初期的投资成本问题,成都市还提出,综合运用财政、投资、税收、土地、价格等政策手段,加大对浅层地温能开发利用试点示范项目的支持。

  对于成本问题,乔振勇持相对乐观的态度,“项目不断推广会推动技术创新和成本降低。相比应用初期,现在的建设成本已有明显下降。”

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