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建筑碳达峰碳中和:地热能利用不可或缺

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  来源:地源热泵网     发布日期:2021-05-19
核心提示:若不推进建筑能效提升和不加大地热能等可再生能源利用,建筑领域碳达峰时间预计在2038年左右,这是明显滞后全国碳排放总量达峰时间,也对2060年前实现碳中和目标“增压”,建筑行业节能降碳挑战空前。

导读:中国技术监督情报协会地热产业工作委员会(简称“中国地热产业工作委”)自2021年3月29日正式成立以来,得到了业内专家学者及企业人士的关心和支持,也得到了社会媒体的广泛关注。青年科技工作者是地热界最富创意、最有朝气、最具活力的群体,同时也是地热产业工作委员会发展的生力军。青年委员会成员基本囊括了地热能行业从研究、设计、运行到后期工程施工、管理的各个环节。自2021年3月起,本刊开辟了“青年之窗”专栏,旨在更好的给青年委员们搭建起与业界分享研究成果、技术发展状态及工作心得交流的平台,每期邀请青年委员会成员同广大读者朋友就时下行业热点话题进行分享和探讨,共同推动地热行业健康可持续发展。



建筑碳达峰碳中和:地热能利用不可或缺


於仲义

中信建筑设计研究总院有限公司



     地热能是一种储量丰富、分布较广、清洁环保、稳定可靠的可再生能源,以中低温资源为主,在建筑供冷供热领域的应用有着天然的适配性。


     建筑供暖时,连续运行工况下维持室内舒适温度所需求的供热量和热源供水温度都不会太高,如散热器供回水温度为75℃/50℃,风机盘管供回水温度为60℃/45℃,热水辐射供暖更低,供回水温度仅为45℃/35℃,这与中低温地热能或通过各类热泵技术提升可提供的热水温度基本吻合,做到了品位对等,温度对口。


     建筑供冷时,采用以浅层地热能为低品位能源的地源热泵技术,同时也可供热,且基本不受地域限制,具有就地取材全地域分布式的特点,运行能效更高,一次能源利用率高达1.2~1.45,能够很好地满足建筑供冷供热需求。可以说,以地源热泵为代表的可再生能源利用是由建筑能源的特性所内含和规定了的,与建筑具有高度的匹配性,可有效节约部分高品位能源(如煤、燃气、油、电能等),减少了冷却塔漂水损失和城市热岛效应,提高安全环保性。更何况,地热能建筑供热替代的是与广大民众息息相关的建筑供热锅炉的燃煤和取暖直燃的散煤,污染物排放量仅为十几分之一,实现了建筑能源消费就地化清洁分布式供应的供给侧改革新格局,因此对减少碳排放和环境治理的意义更加重大。


     随着我国提出“2030年前碳达峰”、“2060年前碳中和”的宏伟目标,不断推进的城市化进程,增加的建筑体量和不断提高的使用功能使得其发展必将进一步增加能源消耗、面临更大的碳减排压力,提高地热能等可再生能源利用比率是关键因素,结合热泵技术的应用是最有效的技术途径。


     可以说,我国地热能在建筑领域的应用发展与政策的扶持力度与指导作用密切相关,其发展历程大致经历了四个阶段。从起步探索阶段(2000年以前)、着力推广阶段(2001年~2004年)、快速发展阶段(2005年~2014年)到稳步推进阶段(2015年~至今),从单个项目示范到城市级示范、集中连片示范,地热能建筑应用发展具有明显的时域特征。在经历地热能建筑应用的快速发展后,近几年,地热能建筑应用热度有所下降,一些工程因为粗放开发,地下施工的监督管理却未有效进行,质量控制存在缺失环节,由于隐蔽工程无法检验、查看,导致部分项目失败或节能效果欠佳,不仅仅造成工程项目本身的损失,也造成外界对地热能行业的误解,让用户在选取地热能利用技术更加谨慎。部分地热能利用工程的设备产商、设计单位、施工单位、系统集成公司初步感受到了市场的一丝寒意,社会对地热能建筑应用的认识开始回归理性。


     当然,这并不能意味着未来地热能行业的将走向衰退。正是勇于面对地热能建筑应用工程中存在的问题,查找不足,不断优化,凝练技术,地热能行业人依然在不断寻找新的方向来推动发展,是趋于向良性可持续的目标发展。特别是在北方,应对北方气候变化和环境严重污染,国家多方位制定了清洁供暖的一揽子经济技术政策,要求因地制宜加快推进浅层地热能开发利用,推进北方采暖燃煤、散煤减量替代,这也为作为清洁、稳定、可靠的可再生能源的浅层地热能应用又提供了一个广泛的市场。在南方,可同时满足制冷、供暖与热水三方面需求的地源热泵技术更加受到市场的关注,有过高速发展时期,但近年来增长率有所放缓,“十三五”期间南方各省地热能利用基本没有完成规划目标,最好的江苏省也仅完成50%左右。一方面是南方供暖缺乏类似北方清洁供暖强有力的优惠政策和财税支持,以及建设管理体制问题,但更重要的一方面是地热能技术建筑应用过程中相关细节仍然值得我们斟酌、改进和完善,一些不可忽略的问题,需要我们重视起来,及早发现,及早解决,才能真正发挥地热能的作用,这也是当前我们这一代青年地热人需要直面的问题。


     老一辈地热人已经为我们起好步、打好基础、谋好局,我们青年地热人更应抓住时代契机,以解决地热能利用过程中的诸多难点为目标。无论南北市场,还是纵深融合发展,地热能的利用都需要综合考虑时间、空间、气候环境、资源条件等因素,做到因地制宜,才能发挥出地热能低碳环保与高效的优势。


     若不推进建筑能效提升和不加大地热能等可再生能源利用,建筑领域碳达峰时间预计在2038年左右,这是明显滞后全国碳排放总量达峰时间,也对2060年前实现碳中和目标“增压”,建筑行业节能降碳挑战空前。


     在碳达峰、碳中和目标和不断攀升的建筑能源需求背景下,地热能理应发挥更大的作用,必将对地热能在建筑领域的应用提出更高更大的要求,这对地热能行业来说既是压力也是机遇。我们地热人,特别是一代代的地热青年人,应在各种积极因素的作用下,结合资源禀赋和能源供应状况,不断寻找新的突破点,在诸如地上地下一站式建设运营机制、投融资市场模式、新技术高效应用、多元化融合发展等方面突破瓶颈,地热能行业迅速发展是必然的。


     推动地热能在建筑领域的规模化应用,助力建筑碳达峰和碳中和,地热青年人任重而道远!


(注:本文刊登于2021年4月《中国地热》“产业联盟”专栏。作者系中信建筑设计研究总院有限公司新能源研究中心副主任、中国技术监督情报协会地热产业工作委员会青年委员会副主任)


责编:dhl


 
 
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