2011年12月15日北京市发展和改革委员会发布《北京市“十二五”时期新能源和可再生能源发展规划》,这是北京市首次编制并发布新能源和可再生能源发展专项规划。“十二五”时期,北京将重点建设十百千万新能源利用工程、国家绿色能源建设工程、高端功能区新能源综合应用工程等三大工程。十百千万新能源利用工程其中包括:百万平方米地热梯级利用工程;千万平方米地源热泵综合应用工程,到2015年实现热泵供暖面积达到5000万平方米。在可预见的5年中,地源热泵无疑将迎来更广阔的发展空间。
作为我国地源热泵行业的资深前辈,中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任兼北京市新能源与可再生能源协会地源热泵专业委员会主任郑克炎教授见证了北京地源热泵行业的兴起和发展,可以说北京地源热泵的兴起和发展是中国地源热泵行业发展的一个典型缩影。郑克炎教授在8月16日在北京召开的“四联智能 .2012第四届中国地源热泵行业高层论坛”的讲话中介绍了十多年来北京地源热泵应用、开发、研究的历程,从工程应用、技术研究、政府支持等方面展示了北京地源热泵行业的发展。
北京地源热泵的发展现状
我国最初的地源热泵工程应用,以北京起步最早,发展最快,2006年北京市地源热泵工程应用面积867.7万平方米,居全国之首。此后北京虽然每年增长300~500万平方米,但沈阳市的地源热泵应用后来居上,2007年跃居全国第一,并连续几年高速增长,保持第一至今,然而北京一直在稳步前进发展中,也保持着全国第二位的地位和责任。从图中可以看出,2000~2006年北京呈现抛物线型的高速增长,而2007年至今则成为稳健的发展,2011年北京地源热泵应用总面积约为3050万平方米。
北京地源热泵的建筑应用
北京地区第一个投入商业运行的地源热泵工程项目于2000年建成,是空军丰台招待所水源热泵系统工程项目。该年北京共建成了8个项目,都是水源热泵,即地下水换热系统的地源热泵工程,总供暖面积178788平方米。从2001年开始,北京开始有了2个地理管换热系统的地源热泵工程。同年水源热泵完成了23个项目,共518096.59平方米。
“十一五”期间,北京市新能源和可再生能源开发利用步伐不断加快,产业规模不断扩大。特别是奥运会的成功举办,建成了一批标志性的重点示范项目,兑现了“绿色奥运”的承诺。“国家体育中心、奥林匹克水上公园等奥运场馆纷纷采用了地源热泵系统并取得成功,客观地带动北京地源热泵行业进入发展高峰。”郑克炎教授分析说。
郑克棪教授在接受本刊记者的专访时,向本刊记者重点介绍了奥运村污水源热泵工程。该项目将清河污水处理厂处理后的再生水在排入清河前引至换热站,在换热站内利用再生水作为热泵的冷热源,并在奥运村内通过热泵系统实现制冷供热,为奥运村内约41万平方米的建筑供热制冷,再生水经换热器换热后退回清河,实现循环利用。每年可减少用煤1500吨,减排二氧化碳约3600吨,二氧化硫和氮氧化物约60吨。
2009年成功举办了第七届中国花博会,北京国际鲜花港首次在农业设施上大规模自主利用地源热泵技术解决现代化农业设施采暖的工程项目;2012年在北京昌平举办的第七届世界草莓大会再次成功运用地源热泵系统。
除了国家大剧院、北京南站等其它北京标志性建筑中的应用,北京的众多办公楼、住宅、学校、商场、宾馆、医院等都有不同程度的应用,这项技术在北京得到了广泛而切实有效的应用。这些努力,最终让北京在与国内其他90多个城市的激烈竞争中脱颖而出,顺利进入了我国首批可再生能源建筑应用示范城市名单。
行业发展获政策大力支持
北京作为我国地源热泵产业起步较早且市场比较成熟的市场之一,地源热泵技术在北京的应用一直受到北京市政府的重视, 先后出台了多项政策惠及地源热泵行业的发展,政策的出台无疑成为地源热泵在北京迅速发展的助推剂。
2006年5月31日北京市委等九个单位联合下发了国内第一个支持发展地源热泵的文件——《关于印发关于发展热泵系统的指导意见的通知》,并与2006年7月1日正式实施。
2009年北京市地勘局完成了《北京平原区浅层地温能资源地质勘察报告》,2010年3月北京市发展和改革委员会发布了《绿色北京行动计划(2010—2012)》,随后发布了《北京市振兴发展新能源产业实施方案》,2011年12月北京市发展和改革委员会发布《北京市“十二五”时期新能源和可再生能源发展规划》,该规划提出,将把北京建设成为全国新能源和可再生能源高端研发中心、高端示范中心和高端制造中心, 把首都打造成为全国新能源和可再生能源的高水平应用示范城市。
增强技术实力与人才培养
地源热泵大发展,建筑空调设计师最担心是地下温度的冷热不平衡问题,如果一个地区只供暖、不制冷,他们认为将造成地下冷量的积累,最终导致“热源”的失效,工程失败。
对此,郑克炎教授解释说,其实,大地并不是一个封闭的“盒子”,越往地球中心,温度越高,地球表面的热量如果被取走,地心的热量就会逐渐补充过来,所以说地热是可再生能源。它并不是夏季“存”多少热量,冬季才能“取”多少,这种所谓的“平衡”是没有科学依据的。经过长期的监测,已经证明了“冬夏不平衡”问题无须担忧。比如,北京4个月120天供暖期内,在刚开始供暖时,地下温度降低很快,第一个月从15摄氏度降低到9摄氏度。但是过了严寒期,随着热泵负荷逐渐减小,到了2月份,虽然还在供暖,但是地下温度已经开始上升。当4个月供暖期全部结束时,地下温度已经恢复了80%,剩下的20%在夏季完全能够得以恢复。
谈及行业发展面临的问题,郑克炎教授表示,行业目前缺乏有实践经验的专业设计师,大部分人依靠经验数据设计,且对于热响应测试等关键环节很少重视。与此同时,监理和施工队伍很年轻,需要增强技术实力和健全人才培养体系。
行业发展面临机遇和挑战
“十二五”时期是首都全力推进中国特色世界城市建设的关键时期,北京市已列为全国大气减排8个国家示范城之一,为减少污染物排放、降低空气PM2.5水平,北京市决定:全市燃煤锅炉只准使用至2013年冬季供暖期,之后就不准使用了。对此,郑克炎教授指出:两年后可以选择的是点源热泵、电和燃气来替补这部分供暖的缺口,相比于电的效率和燃气的价格,地源热泵有独到的优越性,地源热泵能否担起此重任,这是摆在地源热泵行业面前的机遇和挑战!不但对北京市,也是对全国,谁有能力都可以来做。
在“十二五”期间未来五年内,全国预计将完成地源热泵供暖(冷)面积达到3.5亿m2,总市场规模至少在700亿元左右。这对于去年全国约1.6亿m2的现状,既是极大的机遇,也是极大的挑战!郑教授表示,就我国地源热泵行业目前能力来看,尚不足以完成如此巨大的任务,而是面临必须更大发展来适应增长的需求。地源热泵行业虽然具有巨大的市场机遇,但在这个机遇面前,是一个巨大的挑战,如何把握市场机遇并迎接竞争挑战,是国内热泵空调从业者思考的问题。
郑克yan教授简介:
郑克炎教授曾担任国际地热协会(IGA)理事、中国能源研究会地热专业委员会主任,现任中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任兼北京市新能源与可再生能源协会地源热泵专业委员会主任,在国内外发表学术论文50余篇。在国内地源热泵行业及国际地热界都享有盛誉,多次受国际组织资助赴国外参加国际地热大会。
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