陜西可再生能源應(yīng)用概況

李 建 平

(1.陜西土木學(xué)會建筑能源專業(yè)委員會，陜西 西安 710000； 2.陜西宏基設(shè)計院，陜西 西安 710065)

陜西可再生能源應(yīng)用概況

李 建 平1，2

(1.陜西土木學(xué)會建筑能源專業(yè)委員會，陜西 西安 710000； 2.陜西宏基設(shè)計院，陜西 西安 710065)

結(jié)合陜西地理環(huán)境概況，介紹了陜西可再生能源的分布情況，闡述了陜西近年來在建筑領(lǐng)域可再生能源使用方面取得的成果，并指出所存在的問題和今后發(fā)展的方向。

可再生能源，地理環(huán)境，分布情況，利用

0 引言

可再生能源的利用在我國已有幾十年的歷史了，發(fā)展到今天，已取得了可喜的成果。水/地源熱泵技術(shù)的發(fā)展、太陽能光熱、光電的利用、污水源利用、能量樁技術(shù)、風(fēng)能、冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)等新技術(shù)已在我國遍地開花，并取得了豐碩的成果，而且，可再生能源在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越多、越來越廣泛，并可以預(yù)見，可再生能源利用新一輪熱潮即將來臨，這對我們每一位從業(yè)者，都是一種激勵和挑戰(zhàn)。

1 陜西的地理環(huán)境等狀況

1)陜西的地理狀況。

陜西南北長、東西短，南北緯度近10°，東西在關(guān)中自古有“八百里秦川”之稱，也號稱風(fēng)水寶地長久平安，故稱長安，建都有十三朝，可謂帝王之都、人杰地靈。從我們暖通專業(yè)的角度來看，陜西又分為陜北、關(guān)中、陜南，從采暖角度又劃分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)，這給可再生能源的利用提供了自然條件和諸多的挑戰(zhàn)。例如，從水/地源熱泵的使用來講，陜南是水源熱泵的理想之地，漢中、安康、商洛地處秦嶺山脈之中，地下水、地表水豐富，打井20 m～30 m即碰到基巖，出水量和回灌都因是砂礫層而較為可靠，所以陜南近年來水源熱泵的項目特別多。而陜西的關(guān)中這些年氣候變化和退耕還林的效果，不但雨水增加了200 mL/年，且八水繞長安的情景將再現(xiàn)當(dāng)今，東有浐灞，北有涇渭，西有灃皂，南有鎬橘，關(guān)中水源熱泵和地源熱泵的使用根據(jù)地理條件而因地制宜，使很多項目獲得成功，如楊凌開發(fā)區(qū)，幾十萬平方米的住宅區(qū)，因地處渭河邊，采用的水源熱泵系統(tǒng)，并引入合同能源管理的模式，已被列入國家可再生能源的示范項目；舉世聞名的世園會，多個項目工程都是采用的水源熱泵，還有佛教圣地法門寺，則采用的是地源熱泵，運行穩(wěn)定良好。在陜北，總體上多采用地源熱泵，但在地下水勘探有保證的前提下，水源熱泵也有成功的案例，而在陜北太陽能資源豐富，利用太陽能制備熱水和采暖正在廣泛推廣熱潮中。2012年，延安中央黨校采用了數(shù)百平方米的太陽能熱水制備系統(tǒng)，推動了陜北太陽能利用項目的進一步推廣和發(fā)展。

2)陜西的氣候環(huán)境。

陜西過去干旱少雨，年降水量不足400 mL，這幾年營造山川秀美工程，陜西降雨量達600 mL/年以上，2014年5月份，西安半天的大暴雨，降雨量達到了13個杭州西湖水總量，并且西安的年晴好天氣日，從過去的160 d增加到近些年連續(xù)超過了300 d的可喜記錄。這些變化，有政府政策導(dǎo)向做出的很大努力，也有我們科技工作者，可再生能源推廣利用工程師們的辛勤汗水。

2 陜西可再生能源的分布概況

2.1 行業(yè)的有效探索

前面已介紹了陜西的地理環(huán)境狀況，由于其特殊的地理條件，我們業(yè)內(nèi)專家也早把陜西的水源熱泵的可利用資源分布做了詳細的研究，其中交大的曹琦教授在論述陜西水源熱泵應(yīng)用時，就陜西的客觀情況，對陜北、關(guān)中、陜南的水資源和水源熱泵的應(yīng)用做了詳細的分析論證。西安工程大學(xué)的狄育慧教授就蒸發(fā)冷卻在我國的區(qū)域分布圖將我國劃分了應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的四個不同區(qū)域。這些研究都是可再生能源利用的最基本的科學(xué)分布圖。而且，從太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬确矫娑紤?yīng)有一個詳細的可再生能源利用分布圖。

2.2 全球可再生能源地圖

2013年1月13日國際可再生資源組織發(fā)布了全球首個清潔能源地圖，內(nèi)容為一些國家的潛在可再生資源。這個可再生能源地圖集依據(jù)全球一些研究所和私人公司提供的數(shù)據(jù)和地圖，有助于一些國家和地區(qū)獲知和了解它們的潛在可再生能源。

“地圖集”目前僅提供太陽能和風(fēng)能信息，2013年—2014年期間將擴展到其他一些形式的可再生資源，如生物能源、地?zé)崮茉春秃Ｑ蠛恿髂茉吹男畔ⅰＴ摰貓D集使一些尋求投資新市場的公司在今后10年大幅增加，有助于相關(guān)國家、政府及相關(guān)公司在重大項目能源利用中做出正確決定。并且，“地圖集”有助于全球可再生能源使用比重在2030年前增加一倍。現(xiàn)已有22個國家參與繪制地圖集。更多國家預(yù)計在今后幾個月內(nèi)加入。

2.3 陜西可再生能源分布情況

陜西建筑能源專業(yè)委員會已著手研究陜西可再生能源地圖(簡稱“陜能圖”)。其大概情況如下：

陜北地區(qū)：屬寒冷A區(qū)，有豐富的風(fēng)能、太陽能(光熱、光電)、地源熱泵、空氣能(蒸發(fā)冷卻與空氣溫濕度有關(guān)的技術(shù))、地?zé)豳Y源。尤其是風(fēng)能、太陽能、空氣能的利用應(yīng)加大力度。

關(guān)中地區(qū)：屬寒冷B區(qū)，有風(fēng)能、太陽能(光熱、光電)、溫泉地?zé)帷⒖諝饽堋⒌叵滤⒂晁⑽鬯Y源(針對大城市)、水源 /地源熱泵。一般地源較多，近水域則水源熱泵較多。

陜南地區(qū)：屬夏熱冬冷地區(qū)，有風(fēng)能、太陽能(光熱、光電)、空氣能、地表水、雨水。尤其水源熱泵因其豐富的地表淺層水源而廣泛應(yīng)用。

“陜能圖”正在研究繪制過程中，陜西省建筑能源專業(yè)委員會將集300多會員教授專家們的意見，盡快制出“陜能圖”，完善后將提交政府相關(guān)部門，以利推動陜西的可再生能源在各個工程項目中的利用。

3 陜西可再生能源利用

1)陜西可再生能源利用在全國的應(yīng)用創(chuàng)新榜上有名，陜西的科技綜合實力在全國第三，不乏科技人員，在國家公布的可再生能源示范項目中，陜西榜上有名的第四軍醫(yī)大學(xué)污水源熱泵；紫薇風(fēng)尚太陽能供熱制冷；長安大學(xué)土壤源熱泵；商洛市江南小區(qū)水源熱泵；楊凌示范區(qū)的水/地源綜合供冷供熱；西安都市之門水/地源綜合利用等項目。這些項目僅是在陜西可再生能源總數(shù)中的一小部分，由于申報的原因還有大量的工程實例沒有在統(tǒng)計中反映出來，如西安旺座的能量樁已正常使用四年了，陜南的大量水源熱泵項目，今年獲全國魯班獎的延安干部學(xué)院，獲國家三星級綠色建筑(93分)的陜西科技廳項目等，讓陜西的可再生能源利用走向一個新的高潮。

2)陜西的設(shè)計創(chuàng)新。

陜西的建筑勘察設(shè)計總?cè)藬?shù)有6萬多人，其中專業(yè)技術(shù)人員有4萬多人，高級職稱以上的有1萬多人(大專院校的不計在內(nèi))，年創(chuàng)造產(chǎn)值從過去的10萬元/(人·年)，達到現(xiàn)在人均52萬元/(人·年)。陜西有全國設(shè)計大師28名，為進一步推廣可再生能源的利用，陜西住建廳、西安市建委、各地市都成立了專門對口的節(jié)能辦或資源辦，陜西也成立了節(jié)能協(xié)會、建筑能源專業(yè)委員會，這些組織機構(gòu)為可再生能源的進一步推廣利用創(chuàng)建了組織保障，在陜西許多大專院校還增設(shè)了相對應(yīng)的熱響應(yīng)測試等熱工測檢機構(gòu)，有些設(shè)計院企業(yè)與學(xué)會聯(lián)合成立了可再生能源應(yīng)用工作站，配備專業(yè)人員，專門從事研究設(shè)計可再生能源的利用工程項目，并且已取得了可喜的成果。

我們陜西的部分設(shè)計人員和企業(yè)在可再生能源利用方面正在默默無聞并大踏步地向前邁進，如集合大型污水處理，將全面采用污水源熱泵技術(shù)；水源熱泵與建筑水箱的綜合利用；地源熱泵與螺旋式能量樁的綜合利用；主動式太陽能熱水及采暖的應(yīng)用；特倫布熱墻通風(fēng)及呼吸式幕墻；冷、熱電聯(lián)產(chǎn)分布式能源系統(tǒng)；太陽能地方法規(guī)的編制；太陽能應(yīng)用圖集的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制等等，大量的新的科研創(chuàng)新項目在陜西不斷涌現(xiàn)和推廣開來。

4 陜西可再生能源利用所存在的問題及對策

4.1 水源熱泵

陜西的水源熱泵的應(yīng)用大部分在陜西南部，即秦嶺以南的地區(qū)，也稱之為“陜南”，陜南由于多雨、地下水豐富而適合于水源熱泵的應(yīng)用。尤其是水層在地下20 m以內(nèi)，而且是沙土層，水源豐富，回灌較為順利。加之國家的獎勵政策，使陜南的水源熱泵應(yīng)用越來越廣泛。陜南商洛的江南小區(qū)(61萬m2)應(yīng)用的水源熱泵，是國家公布的可再生能源建筑應(yīng)用示范項目。所以，漢中、安康、商洛等陜南地區(qū)，近年應(yīng)用水源熱泵的工程項目越來越多。

但是，水源熱泵在陜南的應(yīng)用也存在一定的問題：

1)抽水量越來越少，尤其是冬季江河枯水季節(jié)，水井的抽水量不足，有時是嚴(yán)重不足；

2)回灌不暢，這與水井的供、回數(shù)量比例，以及不倒井有關(guān)系；

3)冬季采暖時水溫偏低，低至9 ℃。還有一些是布井間距太小和成井工藝的一些問題。這些問題經(jīng)過技術(shù)人員采取了一系列行之有效的措施，都將問題妥善解決。如水量不足時，利用水池的水進行循環(huán)，對每一水井實行輪換抽與灌；太陽能參加冬季的系統(tǒng)水溫加熱等等有效措施。

4.2 地源熱泵

地源熱泵的應(yīng)用主要是陜西關(guān)中和陜北地區(qū)。總的來講，只要是成井工藝沒有問題，地源熱泵的應(yīng)用是比較穩(wěn)定的。陜西許多大的項目都采用了地源熱泵這一技術(shù)。建設(shè)部可再生能源建筑示范項目中，陜西楊凌示范區(qū)(37.12萬m2)、西安都市之門(10.1萬m2)榜上有名。

西安市在5年前還嘗試過“能量樁”的應(yīng)用。西安的旺座大廈就是將U形管放在基礎(chǔ)樁內(nèi)，由樁基和地層換熱，并取得了很好的效果。應(yīng)用至今仍在正常使用。現(xiàn)在的“能量樁”已發(fā)展為“螺旋盤管樁”,但在陜西應(yīng)用較少。

西安近日有能源公司嘗試打深井，一般地源換熱孔打100 m左右，而深井孔能打2 000 m，充分與地層換熱，并在多項技術(shù)上進行了突破。這也是將地源熱泵技術(shù)向縱深發(fā)展的一個創(chuàng)新。

4.3 復(fù)合式能源

陜西一些大型項目的冷熱源方案中，考慮了復(fù)合式能源的內(nèi)容，而不是單一的能源選擇。如有水源熱泵，也有地源熱泵，還考慮了太陽能的應(yīng)用，還有的采用雨水收集、污水源熱泵，這種綜合利用能源的方式，使不同的能源之間具有互補、互備性，并充分地利用可再生能源，盡量少的使用不可再生能源。在這方面，我們還有廣闊的探索領(lǐng)域。

5 陜西的發(fā)展

陜西與全國發(fā)達省份相比，仍屬落后，但陜西正在奮力追趕，就我們行業(yè)而言，我們廣大業(yè)內(nèi)人士正在努力，國家科技發(fā)展七大類:

1)節(jié)能環(huán)保；2)新信息產(chǎn)業(yè)；3)生物產(chǎn)業(yè)；4)高端制造；5)新能源；6)新材料；7)新能源汽車。其中；節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料與我們行業(yè)就有很大的關(guān)聯(lián)。我們應(yīng)向先進學(xué)習(xí)，發(fā)揮科技創(chuàng)新優(yōu)勢，將科學(xué)技術(shù)領(lǐng)先轉(zhuǎn)化為市場領(lǐng)先。同時，我們還應(yīng)認識和糾正存在的不足，迎頭趕先進。我們陜西建筑能源專業(yè)委員會已評選出陜西的水地源、太陽能設(shè)備商、集成商十佳企業(yè)，在全國的十佳評選中，有一半與陜西企業(yè)有關(guān)聯(lián)。也希望陜西在發(fā)展過程中，得到全國業(yè)內(nèi)人士的廣泛支持和幫助，使陜西三強一富一美的秀麗山川早日實現(xiàn)。

The application general situation of Shaanxi renewable energy

Li Jianping1，2

(1.BuildingEnergyProfessionalCommittee,ShaanxiCivilEngineeringSociety,Xi’an710000,China;2.ShaanxiHongjiDesignInstitute,Xi’an710065,China)

Combining with the general situation of Shaanxi geographic environment, this paper introduced the distribution situation of renewable energy in Shaanxi, elaborated the achievements of renewable energy use in building field in Shaanxi in recent years, and pointed out the existing problems and future development direction.

renewable energy, geographical environment, distribution situation, utilization

2015-01-26

李建平(1953- )，男，教授級高級工程師

1009-6825(2015)10-0185-02

TK018

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