浅层地热能资源供热制冷的节能减排效益分析

赵 通

河北旺源管业有限公司 河北 沧州 061000

前言：

随着我国社会经济的飞速发展,我国城市化步伐也不断加快。人们对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统是建筑的标准配置,但由于我国的建筑供暖系统和制冷系统技术起步较晚,建筑供暖和制冷对能源的消耗较大。目前我国建筑供暖和制冷的主要来源是矿物燃料燃烧,不但产生了很多的有害气体,而且消耗大量能源,对环境造成了极其不利的影响,如今环境污染问题成为我国人民关注的重点,如何发展清洁能源,是我国社会发展的一项挑战。

一、浅层地热能资源开发利用的节能减排效益

浅层地热资源,可以有效的缓解我国城市建筑供暖的能源需求,浅层地热资源具有良好的温度调节能力,是目前建筑供暖和制冷的优选能源,浅层地热资源也可以用于其他领域,浅层地热资源遍布于我国很多地区,但目前能够有效利用的只有华北地区,利用规模相对较小,很多地区都没有对浅层地热资源有很好的认知,如果能够有效利用浅层地热资源,可以给国家和人民带来巨大的经济效益。

(一)浅层地热能源开成本分析。浅层地热供暖系统的主要成本支出包括：施工现场勘查、工程设计、项目施工、泵站系统建设、人力资源、自动控制系统和监控系统等支出。其中场地勘查费用,是在项目建设初期,需要对场地的地质条件进行勘察,包括土质、水文、工程测量、岩土勘察和水文气象等,勘察设计费用只占浅层地热能源开发项目的三分之一左右。而泵站建设成本包括初期的设备投资和后期的设备维护管理,设备维护管理大概需要每人4万/年进行控制。泵站建设中包括热泵购置费用、泵站房屋建设、控制系统建设和远程监控系统建设,一般泵站建设面积越大,投资越少,运营期间的运营费用包括人力资源费用、电网费用、管理费用和设备维护费用,其中冬季的费用要高于夏季1.5倍左右。

(二)浅层地热能源开发的节能效益。浅层地热能源作为一种清洁能源,不仅能为城市建筑供暖与制冷,而且可以为企业带来可观的经济收入,为我国的城市建设,提供了节能减排有效方案。浅层地热能源开发,不但有直接的经济收入,与常规矿物质燃烧相比,还有节约能源的潜在经济价值。所以可以将浅层地热系统开发的价值分为能源开发的直接经济价值和为社会带来能源节约与人力资源节约的潜在价值。这一对比结果决定了浅层地热系统是否存在开发价值,也体现了我国在浅层热能开发的技术水平。通过一些地区使用浅层地热供暖系统的实际情况,推算出每万平方米的供热情况对比结果,通过对比浅层地热供暖系统、燃煤锅炉供暖系统、电锅炉供暖系统供热情况,浅层地热供暖系统比燃煤供暖系统节约40%以上的能源,比电锅炉供热系统节约70%以上的能源,在与常规的供暖系统相比,浅层地热供暖系统可以有效减少城市二氧化碳的排放,减少城市空调产生的噪音,为城市提供清洁的供热制冷能源,改善城市的居住环境。

(三)浅层地热能源开发的减排效益。利用浅层地热资源,可以替代目前普遍使用的传统供热与制冷能源,浅层地热资源是可再生的清洁能源,与传统矿物质燃烧能源相比,可以减少二氧化碳和二氧化硫的排放,根据统计测算,每万平方米的浅层地热能源冬季供暖使用,可以减少300－450吨二氧化碳的排放；减少二氧化硫2－3吨排放；减少粉尘1－2吨排放。通过有效开发浅层地热能源,可以缓解城市能源紧张情况,提高城市空气质量,合理使用浅层地热能源,可以为节能减排带来有效的经济利益。

二、浅层地热能源利用的优势与风险

(一)浅层地热能源利用优势。根据对已建项目的调查结果,浅层地热水泵系统初期的投资为240元/m2,地埋管初期投资为330元/m2,城市集中供暖管道建设成本为230元/m2,与传统的供热管道投资相比,浅层地暖建设要高出3倍,根据我国对城市供暖项目的管理,城市供暖项目成本回收期一般为10－15年,浅层地热供暖系统可以有效使用近20年。与传统的供热系统相比,浅层地热能源可以有效节约50%以上的成本。制冷系统可以节约20%－40%的成本。随着国际煤炭价格的上涨,城市集中供暖成本也相对提高,在能源紧张的背景下,浅层地热能源开发使用,可以有效解决目前城市能源中的突出问题,有助于提高经济效益和环境效益。

(二)浅层地热能源开发风险。浅层地热能源的开发风险,主要来自于环境风险和投资风险。投资风险主要是项目前期的投资和项目后期的收益比,从已建项目经验测算,浅层地热工程前期的建设投资要比传统的锅炉供暖系统投资高2－4倍,项目建设需要投入很多的资金,建设单位很大的资金压力,而且项目的资金回收期较长,在市场经济中,缺乏竞争力。

环境风险主要是浅层地热能源开发,会给地下水带来水污染,而且盲目的开发地热资源,可能导致地下水回灌困难,造成地面下沉等环境问题。

结语

浅层地热资源在我国的储量丰富,很多地区都含有丰富的浅层地热资源,能够有效的开发利用浅层地热资源为城市的建筑供暖与制冷,可以有效缓解城市能源紧张的情况,它与传统的供暖与制冷技术比较,可以有效的减少城市污染物的排放,减少运营经费的支出,为我国城市建设提供有利帮助,所以,加大利用浅层地热资源,可以有效促进我国经济发展建设,从而为人们提供更好的生活环境。