地源熱泵清潔集中供暖，地熱能發(fā)展空間廣闊-地熱+智慧能源

地大熱能清潔低碳能源網(wǎng)訊：地熱能具有分布面廣、儲集量大、可再生性、清潔低碳、安全可靠等優(yōu)勢。合理開(kāi)發(fā)利用地熱能，實(shí)現清潔供暖，是緩解當前過(guò)度依賴(lài)化石能源供熱對資源環(huán)境造成壓力的有效解決方案。受環(huán)境和天氣變化的影響，社會(huì )對節能減排的意識越來(lái)越強，清潔能源的利用也意識提高，特別是我國雙碳目標提出后，減少化石能源使用和使用清潔能源替代成為主流，地熱作為清潔能源，已經(jīng)受到社會(huì )多層次、多方面的高度關(guān)注，從淺層地熱能的地源熱泵技術(shù)應用到中深層地熱能供暖，眾多研究單位、生產(chǎn)企業(yè)、工程公司及社會(huì )資金介入其中，地熱能利用開(kāi)發(fā)已進(jìn)入新的快速發(fā)展階段。

淺層地熱能主要以地源熱泵為主，地源熱泵是以巖土體、地層土壤、地下水或地表水為低溫熱源，由地源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱中央空調系統。根據地熱能交換系統形式的不同，地源熱泵系統分為地埋管地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統。

起步晚發(fā)展快

我國地源熱泵的淺層地熱能利用技術(shù)起步較晚，但發(fā)展速度快，日臻成熟。在短短二十年時(shí)間內，我國在理論研究深度、技術(shù)開(kāi)發(fā)廣度與工程應用單體規模、總體數量等方面，已達到國際領(lǐng)先水平。

2019年啟用的北京大興國際機場(chǎng)地源熱泵工程，為機場(chǎng)250萬(wàn)平方米辦公場(chǎng)地提供冷熱源。據測算，這一工程每年可節省標準煤21078噸，減少碳排放1.58萬(wàn)噸。在超大型工程中，地源熱泵淺層地熱能利用技術(shù)展現出了良好的社會(huì )效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

中深層地埋管地源熱泵地熱能利用技術(shù)是淺層地埋管地源熱泵系統的一種技術(shù)創(chuàng )新，具有占地少和可利用地溫高的獨特優(yōu)點(diǎn)，特別適合在寒冷地區應用。地源熱泵技術(shù)經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，全社會(huì )和普通百姓對該項技術(shù)的認知度和認可度逐漸提高，隨著(zhù)對供暖需求的呼聲南擴，供暖區域也擴展到長(cháng)江以南的地區，經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現南方更適宜地源熱泵供暖，擴大了地源熱泵供暖的適用范圍。綠色節能建筑的大力推廣與普及，大大降低了建筑單位面積耗熱量。這為地熱能地源熱泵利用系統，減少峰值負荷、用地空間及初投資奠定了先決條件。

城市熱電聯(lián)產(chǎn)、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能與風(fēng)力發(fā)電等可再生能源與常規清潔能源復合能源系統優(yōu)勢互補，也進(jìn)一步擴大了地源熱泵技術(shù)應用范圍，提高了系統能效比。政策法規倡導，國家層面支持，地熱能利用開(kāi)發(fā)已進(jìn)入新的快速發(fā)展階段。

技術(shù)仍待提升

地熱能地源熱泵利用技術(shù)，在我國應用日益廣泛，由淺層到中深層，由城市到鄉村，單個(gè)項目覆蓋的建筑面積由幾百平方米到幾百萬(wàn)平方米，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗和大量的成功案例。但另一方面，無(wú)論是應用技術(shù)，還是基礎研究等方面，還有提升的空間。

第一，中深層地熱能利用技術(shù)。中深層地埋管換熱器地下傳熱分析涉及固體和流體間耦合的瞬態(tài)多維傳熱問(wèn)題，空間和時(shí)間的跨度大，中深層地下蓄熱體熱物性參數復雜，尤其是中深層地埋管群的傳熱分析及其長(cháng)期運行條件下地埋管間距對換熱量的影響等科技關(guān)鍵問(wèn)題，還需要深入研究，以科學(xué)合理確定中深層地埋管長(cháng)期(十年以上)運行的換熱能力、中深層地埋管群的地埋管間距等重要設計參數。

第二，巖土體勘察及其熱物性測定。地下地質(zhì)構造千差萬(wàn)別，對現有換熱系統的認識還不足以直接指導地熱能利用技術(shù)的改進(jìn)完善和提升。

第三，既有建成地熱能地源熱泵項目，缺乏系統完整的實(shí)際應用檢測數據、故障診斷、維修及其結果分析，系統運維的專(zhuān)業(yè)化水平有待提升。

第四，地熱能利用系統設計、施工、安裝及運維的優(yōu)質(zhì)化、精細化、科學(xué)化水平有待進(jìn)一步提高。

第五，對地熱能開(kāi)發(fā)利用的資源性條件關(guān)注度較高，對需求側建筑物系統性條件分析研究不足，二者應統籌考慮。

加大科研支持力度，重點(diǎn)解決地熱能資源開(kāi)發(fā)利用中，尤其是中深層地熱能地源熱泵系統應用中的主要技術(shù)問(wèn)題，為系統精準設計、科學(xué)施工、高效運維奠定理論基礎。

提升巖土體尤其是中深巖土層地質(zhì)結構、大地熱流、地下水滲流以及熱物性的勘查與測試水平，因地制宜科學(xué)評價(jià)地熱能開(kāi)發(fā)利用的可行性與經(jīng)濟性，為系統方案設計提供科學(xué)依據。

加快健全系統體系化建設和行業(yè)標準完善。強化地熱能集成商精準設計、精心施工、精良設備應用的指導與監察。支持設備生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng )新，研發(fā)適合地熱能用于村鎮建筑供暖的節能效果好、初投資少、智能化水平高的主機與末端設備。

適度給予地熱開(kāi)發(fā)利用項目?jì)?yōu)惠政策與稅收支持。

地熱能清潔供暖資源豐富，前景廣闊。以低品位能量為主的地熱能最主要利用方式是供熱，供暖又是其中的主要部分。在北方城市，中深層地熱能地源熱泵系統，只供暖，不制冷，采用深度鉆孔埋管，可減少城市用地空間;在鄉鎮，熱用戶(hù)密度低，可利用地熱能地域廣、空間大的優(yōu)勢，以冬季供暖為主，“溫度對口”，供需匹配。因地制宜推廣地熱能地源熱泵清潔供暖技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展空間。