慧聪特邀讲师王言明:地热能是清洁能源供暖的一个重要途径
地热能—清洁能源供暖的一个重要途径
王言明
清洁能源主要体现在三个方面:一是我们头顶上的太阳能,二是我们身边周围的空气能,三是我们脚下的地热能。
第一方面太阳能:在北方冬季直接利用太阳能转化成热水供暖,这种技术路径在理论上是行不通的:因为越冷的时期,光照时间越短,能量越少了;而此时建筑物所需的热量越多。
太阳能跨季节的储存利用,夏热冬用、冬冷夏用,这种技术路径是可行的,但它需要借助水、地源热泵才能实现。
第二方面空气能:最近几年,空气源热泵的生产厂家、各地的经销商、工程商都做了深入的探讨和研究,有性能优越的产品,也有安装使用方面经验。
第三个方面地热能:地热能由浅层(地表200米之内)和中深层(1000—2000米)地热能构成。
浅层地热能,主要是浅层地下水的热能,这种热能实际上是太阳能的循环利用:太阳能将海水及地表水蒸发凝结形成雨水,雨水注入地下就是浅层地下水,浅层地下水温冬夏恒温,沈阳浅层地下水温是11—12℃,远远高于冬季空气的温度,况且,水的含热量是相同体积空气含热量的3220倍,所以浅层地热能是一种宝贵的清洁能源。
中深层地热能,只要指的是地表以下1000—2000米水的热能。
我们脚下的地球,实际上是一个巨大的火球,这个火球被地壳紧紧地包裹着,地表100米以下,平均每下降100米,地温上升3℃。如地表100深处水温15℃的话,那么,地表2100米深处的水温大约就是75℃。因此,中深层地热能是一种极其珍贵的、高品位的清洁能源。
但是,地热能为什么没有被大面积的推广利用呢?这主要受到了回灌技术的限制。
以往地热能供暖,无论是浅层地下水,还是中深层地下水,都不能实现完全同层回灌,浪费了地下水资源,污染了环境,破坏了地质层的结构。所以政府出台政策,限制这种水源热泵的使用,也关停了很多中深层地热井。
完全同层回灌技术,突破了限制地热能开发利用的技术瓶颈。一口提水井仅需要一口回灌井,就可以实现100%的同层回灌。做到了“取热不耗水”,不浪费、不消耗一滴地下水资源,为地热能的开发利用清除了技术障碍。
开发利用地热能是国家政策提倡的,2021年9月份,国家能源局等八个部门颁布文件指出,到2025年,地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%;到2035年,地热能供暖(制冷)面积比2025年力争翻一番。
在清洁供热运行费用中,中深层地热能供热的运行费用是最低的,它仅是水、地源热泵运行费用的1/3;其次是利用浅层地下水的水、地源热泵供暖,它仅的空气源热泵运行费用1/2;最后才是利用空气能的空气源热泵供暖。
所以,在清洁能源供暖中,我们不仅要关注头顶,环顾四周,我们还应该俯视脚下,开发利用地热能,为清洁能源供暖开辟一条崭新的路径,为绿色低碳发展做出我们突出的贡献。