淺層地熱能資源供熱制冷的節能減排效益分析

趙 通

河北旺源管業有限公司 河北 滄州 061000

前言：

隨著我國社會經濟的飛速發展,我國城市化步伐也不斷加快。人們對建筑的使用需求提高。其中居民住宅和公共建筑的供暖和制冷系統是建筑的標準配置,但由于我國的建筑供暖系統和制冷系統技術起步較晚,建筑供暖和制冷對能源的消耗較大。目前我國建筑供暖和制冷的主要來源是礦物燃料燃燒,不但產生了很多的有害氣體,而且消耗大量能源,對環境造成了極其不利的影響,如今環境污染問題成為我國人民關注的重點,如何發展清潔能源,是我國社會發展的一項挑戰。

一、淺層地熱能資源開發利用的節能減排效益

淺層地熱資源,可以有效的緩解我國城市建筑供暖的能源需求,淺層地熱資源具有良好的溫度調節能力,是目前建筑供暖和制冷的優選能源,淺層地熱資源也可以用于其他領域,淺層地熱資源遍布于我國很多地區,但目前能夠有效利用的只有華北地區,利用規模相對較小,很多地區都沒有對淺層地熱資源有很好的認知,如果能夠有效利用淺層地熱資源,可以給國家和人民帶來巨大的經濟效益。

(一)淺層地熱能源開成本分析。淺層地熱供暖系統的主要成本支出包括：施工現場勘查、工程設計、項目施工、泵站系統建設、人力資源、自動控制系統和監控系統等支出。其中場地勘查費用,是在項目建設初期,需要對場地的地質條件進行勘察,包括土質、水文、工程測量、巖土勘察和水文氣象等,勘察設計費用只占淺層地熱能源開發項目的三分之一左右。而泵站建設成本包括初期的設備投資和后期的設備維護管理,設備維護管理大概需要每人4萬/年進行控制。泵站建設中包括熱泵購置費用、泵站房屋建設、控制系統建設和遠程監控系統建設,一般泵站建設面積越大,投資越少,運營期間的運營費用包括人力資源費用、電網費用、管理費用和設備維護費用,其中冬季的費用要高于夏季1.5倍左右。

(二)淺層地熱能源開發的節能效益。淺層地熱能源作為一種清潔能源,不僅能為城市建筑供暖與制冷,而且可以為企業帶來可觀的經濟收入,為我國的城市建設,提供了節能減排有效方案。淺層地熱能源開發,不但有直接的經濟收入,與常規礦物質燃燒相比,還有節約能源的潛在經濟價值。所以可以將淺層地熱系統開發的價值分為能源開發的直接經濟價值和為社會帶來能源節約與人力資源節約的潛在價值。這一對比結果決定了淺層地熱系統是否存在開發價值,也體現了我國在淺層熱能開發的技術水平。通過一些地區使用淺層地熱供暖系統的實際情況,推算出每萬平方米的供熱情況對比結果,通過對比淺層地熱供暖系統、燃煤鍋爐供暖系統、電鍋爐供暖系統供熱情況,淺層地熱供暖系統比燃煤供暖系統節約40%以上的能源,比電鍋爐供熱系統節約70%以上的能源,在與常規的供暖系統相比,淺層地熱供暖系統可以有效減少城市二氧化碳的排放,減少城市空調產生的噪音,為城市提供清潔的供熱制冷能源,改善城市的居住環境。

(三)淺層地熱能源開發的減排效益。利用淺層地熱資源,可以替代目前普遍使用的傳統供熱與制冷能源,淺層地熱資源是可再生的清潔能源,與傳統礦物質燃燒能源相比,可以減少二氧化碳和二氧化硫的排放,根據統計測算,每萬平方米的淺層地熱能源冬季供暖使用,可以減少300－450噸二氧化碳的排放；減少二氧化硫2－3噸排放；減少粉塵1－2噸排放。通過有效開發淺層地熱能源,可以緩解城市能源緊張情況,提高城市空氣質量,合理使用淺層地熱能源,可以為節能減排帶來有效的經濟利益。

二、淺層地熱能源利用的優勢與風險

(一)淺層地熱能源利用優勢。根據對已建項目的調查結果,淺層地熱水泵系統初期的投資為240元/m2,地埋管初期投資為330元/m2,城市集中供暖管道建設成本為230元/m2,與傳統的供熱管道投資相比,淺層地暖建設要高出3倍,根據我國對城市供暖項目的管理,城市供暖項目成本回收期一般為10－15年,淺層地熱供暖系統可以有效使用近20年。與傳統的供熱系統相比,淺層地熱能源可以有效節約50%以上的成本。制冷系統可以節約20%－40%的成本。隨著國際煤炭價格的上漲,城市集中供暖成本也相對提高,在能源緊張的背景下,淺層地熱能源開發使用,可以有效解決目前城市能源中的突出問題,有助于提高經濟效益和環境效益。

(二)淺層地熱能源開發風險。淺層地熱能源的開發風險,主要來自于環境風險和投資風險。投資風險主要是項目前期的投資和項目后期的收益比,從已建項目經驗測算,淺層地熱工程前期的建設投資要比傳統的鍋爐供暖系統投資高2－4倍,項目建設需要投入很多的資金,建設單位很大的資金壓力,而且項目的資金回收期較長,在市場經濟中,缺乏競爭力。

環境風險主要是淺層地熱能源開發,會給地下水帶來水污染,而且盲目的開發地熱資源,可能導致地下水回灌困難,造成地面下沉等環境問題。

結語

淺層地熱資源在我國的儲量豐富,很多地區都含有豐富的淺層地熱資源,能夠有效的開發利用淺層地熱資源為城市的建筑供暖與制冷,可以有效緩解城市能源緊張的情況,它與傳統的供暖與制冷技術比較,可以有效的減少城市污染物的排放,減少運營經費的支出,為我國城市建設提供有利幫助,所以,加大利用淺層地熱資源,可以有效促進我國經濟發展建設,從而為人們提供更好的生活環境。