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

第二塊說一下地暖能源的問題，供暖能源有三個階段，第一個階段是一次化石能源的燃燒，這塊注重的是室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)，我們需要把室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)在18度以上供暖，注重了室內(nèi)的環(huán)境，沒有考慮室外的環(huán)境問題。

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

第三個階段，可再生淺層地能作為供暖替代的能源，有兩個比較突出的特點，第一塊是能源品位的相當，溫度對口的利用，就是說我們的淺層地能，是當?shù)貧夂虻恼搩啥龋鄬Ρ容^來說，是15度左右，我們室內(nèi)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(qū)域是無燃燒的、零排放，我們從燃燒、有污染、有排放的供暖方式，過渡到無燃燒、智慧供暖的階段。

說一下淺層地熱能，主要講一下這兩個的區(qū)別，可再生淺層地能是200米以內(nèi)，溫度小于25度，年內(nèi)可再生，它的主要能量來源是太陽能和地心熱，這個能量也是巨大的。

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(diào)一下淺層地熱能的一個特點，這是清潔可再生的，存儲量大，分布廣，開發(fā)利用成本低，現(xiàn)在我們企業(yè)是可以做到1200塊錢采集KW的熱能，第四個溫度相對恒定。

這里，簡單說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設備，我們家庭的空調(diào)、冰箱都是熱泵在工作。淺層地能供暖，我們是花錢的電能，單一淺層地能三度，或者三度以上，放在房間內(nèi)的，相當于四度電鍋爐產(chǎn)生的一個熱量，這樣大家可能不是很容易理解，為什么說，單三度電放在室內(nèi)是四度電，其實我們家里的冰箱，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(nèi)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，通過熱泵，我們可以搬運放在室內(nèi)，一度電搬運三度電的地能，放在室內(nèi)是四度電。這樣的一個系統(tǒng)就是高效、安全、無燃燒。相對于傳統(tǒng)供暖的這樣一個方式，我們是有些浪費的。

下面說一下，淺層地能供暖與傳統(tǒng)供暖的全面對接。我們現(xiàn)在有三個系統(tǒng)，從小的、農(nóng)家農(nóng)戶、自采暖的地層熱寶系統(tǒng)，再到大的50到900KW，對應城鎮(zhèn)這一塊的分布式地能能源的能源價，后面每個系統(tǒng)有一個案例給介紹一下。

淺層地能供暖的應用，我們除了港澳臺，在其他區(qū)域都有利用。雖說我國原創(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，可以成為新時期北方供暖的替代能源，最合理的能源產(chǎn)業(yè)鏈，這個范圍有點大。

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)輸送這個是最成熟可靠的，輸送到用能建筑側(cè)，結(jié)合熱泵技術(shù)，采集淺層地能，我們可以從小的建筑、農(nóng)村農(nóng)戶到樓宇，到城鎮(zhèn)熱力這一塊，都可以很有效地解決供暖的問題。

這樣來說，我們用一度花錢的電能，就搬運了三度以上不花錢的，可穩(wěn)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(qū)域可以實現(xiàn)無燃燒、零排放，沒有大氣治理的要求。

同時對于用戶供暖來說，我們是降低了用戶的供暖成本，對于發(fā)電側(cè)來說，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。第一個項目是國家行政學院。第二個是全國工商聯(lián)，這個項目在二環(huán)邊上，大家可以看到，這個高樓，總共是5萬平米，我們的地能采集，就是在這個綠化帶里，這是一個很好的高密度建筑，用淺層地能作為供暖替代能源的案例。

第三個是國家大劇院，這個也有十多年了。我們做的工作，不是說給這個建筑供暖，我們做的工作是35000平米的水池，冬天防結(jié)冰，夏天防長草。

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

第五個是海淀外國語學校，2001年已經(jīng)投入使用，將近20年，一直在穩(wěn)定地供暖、制冷，全年56度電，所以說非常有經(jīng)濟性。

再說一下國家大劇院景觀水池，大家可以看到左下角是地能采集井，這個項目也是十多年了，這個工程的占地很緊，我們的地能采集是在水池下面的地下室，所以說十多年一直在穩(wěn)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(shù)。這個項目將近4萬6千平，總共12個地能采集井。

說一下單井循環(huán)地能采集技術(shù)在美國的應用，現(xiàn)在有5個項目應用了這個技術(shù)，兩個項目已經(jīng)獲獎，美國的學校獲得了能源之星獎，這個項目2016年獲得了國際建筑協(xié)會的頭等獎。

單井地能熱寶系統(tǒng)，在2016年不同的區(qū)域都有使用。我們門頭溝龍泉霧村這個項目，占地5平方公里，非常大的一個村，將近2千戶，2016年實施了煤改電，這個利用了單井循環(huán)地能熱寶系統(tǒng)，總共分9個區(qū)域?qū)嵤啬懿杉偣苍O計了32套，地能發(fā)熱站設計了12套，我們有將近2千戶農(nóng)民利用了這個技術(shù)，再供暖制冷生活熱水，這個項目獲評了2017年的節(jié)能低碳技術(shù)示范案例。在2016年總結(jié)會提到，地源熱泵這塊的滿意度是98%，農(nóng)村的煤改電供暖這塊來說，地源熱泵從經(jīng)濟上來說，對農(nóng)戶的承擔能力這塊是非常有優(yōu)勢的。