能源緊張、環(huán)境污染、生態(tài)破壞已經(jīng)成為人類社會(huì)面臨的共同的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為國(guó)際共識(shí)。開發(fā)利用清潔可再生能源是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會(huì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求，是保護(hù)環(huán)境、應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施，是開拓新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)領(lǐng)域、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要選擇。
可再生能源是指資源不因開發(fā)利用而減少或可周期性恢復(fù)的非化石能源，主要包括水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿??？稍偕茉促Y源潛力大、環(huán)境污染低，可永續(xù)利用。水電技術(shù)成熟，已得到大規(guī)模開發(fā)利用。風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能高效利用和地?zé)崮?、海洋能技術(shù)屬于發(fā)展中的新技術(shù)，正在加快發(fā)展。新能源主要包括燃料電池、核聚變、氫能、天然氣水合物等，越來越受到人們的重視?？稍偕茉春托履茉创碇茉吹陌l(fā)展方向。武漢市可再生能源中水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿荣Y源豐富，發(fā)展前景廣闊。
為了推廣應(yīng)用地源熱泵技術(shù)，推進(jìn)“節(jié)能減排”工作，我們從年10月起，歷時(shí)近兩年時(shí)間，組織完成了“武漢地區(qū)地源熱泵推廣應(yīng)用技術(shù)”專項(xiàng)研究，對(duì)武漢市地源熱泵工程進(jìn)行普查分析，對(duì)典型工程進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，結(jié)合武漢水文地質(zhì)和氣候特點(diǎn)進(jìn)行專題技術(shù)攻關(guān),總結(jié)提出了武漢地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)體系和成套技術(shù)，對(duì)地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的適宜性進(jìn)行了分區(qū)，提出了開發(fā)利用的原則，以及在武漢地區(qū)規(guī)?；瘧?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展規(guī)劃和政策建議。5月12日，武漢市科技局邀請(qǐng)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以及中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院等單位的國(guó)內(nèi)知名專家、勘察大師召開了鑒定會(huì)，經(jīng)鑒定，研究成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。武漢市建委就相關(guān)問題經(jīng)征求市發(fā)改委、市水務(wù)局、市科技局意見，現(xiàn)將有關(guān)情況報(bào)告如下：
地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括土壤、巖層、地下水、地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)，俗稱“地溫空調(diào)”，是典型的可再生能源利用技術(shù)，在武漢市應(yīng)用的主要是地下水地源熱泵、地埋管地源熱泵兩種形式。地下水地源熱泵是抽取30～50米深地下水進(jìn)行熱交換，地埋管地源熱泵主要通過在土壤中布置“U”型密閉管線，再通過管線內(nèi)的介質(zhì)（水）與土壤進(jìn)行熱交換。
與常規(guī)中央空調(diào)比較其優(yōu)勢(shì)明顯：
一是節(jié)能效果顯著，采用不同的工藝和方式可節(jié)省常規(guī)能源20～40%。
二是環(huán)保效益顯著，與采用燃煤鍋爐相比，熱泵技術(shù)污染物排放可減少50～70%，與電供暖制冷相比（考慮電力產(chǎn)生造成的污染），可減少40％以上。
三是運(yùn)行成本較低，可節(jié)省30%～50%的運(yùn)行費(fèi)用。
武漢地區(qū)地下水源、巖土蓄熱體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，基本保持在18～20℃，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的空調(diào)冷熱源，使得地源熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、更穩(wěn)定，保證了地源熱泵系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性，而且武漢地區(qū)冬冷夏熱，相對(duì)北方地區(qū)制冷供熱需求更廣泛，更能保證地下熱平衡，保護(hù)環(huán)境。
根據(jù)武漢市地下水開采分區(qū)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，城區(qū)每年可開采利用的地下水總量為.32萬噸，目前，地下水年開采量?jī)H占地下水可開采量的16.1%，且大部分為滿足生產(chǎn)和生活所需，開發(fā)利用程度很低，推廣應(yīng)用地下水地源熱泵系統(tǒng)，具備很大的發(fā)展空間，若全部作為地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)冷熱源利用，在正常使用條件下，可供萬㎡建筑供熱制冷。
對(duì)于具有足夠埋管場(chǎng)地的工程項(xiàng)目，均可考慮采用地埋管地源熱泵技術(shù)。具有工業(yè)廢熱及城市污水處理廠排放的污水和城市原生污水均蘊(yùn)藏著可供水源熱泵利用的低位熱源，可發(fā)展污水源熱泵系統(tǒng)。
武漢市自年開始采用該技術(shù)，至今有武昌火車站、塔子湖體育中心、市美術(shù)館、市雜技廳、百步亭花園小區(qū)、省地礦局高層住宅、國(guó)土資源廳大樓等50棟建筑應(yīng)用，其中，采用地下水地源熱泵系統(tǒng)的為34棟，面積萬㎡，地埋管地源熱泵系統(tǒng)的為16棟，面積57萬㎡。清江花園小區(qū)評(píng)為國(guó)家科技示范工程、泰躍金河評(píng)為年國(guó)家可再生能源利用示范和年十大建筑節(jié)能工程。
在建項(xiàng)目中，經(jīng)武漢市建委組織申報(bào)，省出入境檢驗(yàn)檢疫局大樓、武漢理工大學(xué)綜合樓等7個(gè)建面超過2萬㎡、采用地源熱泵系統(tǒng)的建筑工程列為國(guó)家可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目，另外，在建的武漢火車站、漢口火車站主站房等都設(shè)計(jì)有地源熱泵系統(tǒng)，上述一批大型公建實(shí)施后將對(duì)我市地源熱泵技術(shù)利用起到積極示范作用。
已運(yùn)行工程的跟蹤觀測(cè)表明，我市現(xiàn)有的地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行基本正常，未出現(xiàn)過大的故障或問題，在取水并回灌的情況下，建筑物及地面沉降均在正常范圍之內(nèi)，未對(duì)周圍建筑物和地質(zhì)環(huán)境造成不良影響。在取水、回灌井成井工藝及監(jiān)管到位的情況下，能夠做到%回灌。市水務(wù)局對(duì)部分運(yùn)行地下水地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測(cè)表明，地下水水溫、水質(zhì)無明顯異常，不會(huì)對(duì)地下水造成污染。
地源熱泵在美國(guó)、加拿大和北歐國(guó)家已廣泛應(yīng)用幾十年，在過去的10年中，大約30個(gè)國(guó)家的地源熱泵年增長(zhǎng)率達(dá)到了10%。我國(guó)已有北京、天津、重慶、云南、內(nèi)蒙古、沈陽(yáng)、寧波、銀川等?。ㄊ校⒆灾螀^(qū)、直轄市出臺(tái)了針對(duì)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的地方法規(guī)，上海、廣東、南京、杭州等地正積極開展地源熱泵工程項(xiàng)目示范，并逐步規(guī)?；茝V應(yīng)用。
地埋管地源熱泵通過埋在土壤（或巖層）中密閉管線內(nèi)的介質(zhì)與土壤（巖層）進(jìn)行熱交換，由于熱交換局限于管周較小范圍，需要大量鉆孔、布置大量管線，對(duì)于具有足夠埋管場(chǎng)地的工程項(xiàng)目，均可考慮采用地埋管地源熱泵技術(shù)，初始投資較常規(guī)中央空調(diào)高30%～50%。
地下水地源熱泵初始投資與常規(guī)中央空調(diào)基本持平，由于是抽取30～50米深地下水進(jìn)行熱交換，為避免導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害、危及建筑安全，要求抽取的地下水必須全部回灌，但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在實(shí)際使用中若控制不好，不能%回灌，則具有潛在的不確定性影響。另外，武漢市地下水資源雖然比較豐富，但由于不同區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造不同，并且不同區(qū)域地下水含量也不同，有的區(qū)域應(yīng)嚴(yán)禁采用或限制該技術(shù)。
針對(duì)上述問題，課題組開展了“地下水地源熱泵系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響分析”、“地源熱泵系統(tǒng)對(duì)地下水資源的影響分析”、“地源熱泵系統(tǒng)熱源井成井工藝及井群設(shè)計(jì)研究”、“地下水地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及高效運(yùn)行研究”、“地埋管單井換熱能力及巖土熱物性參數(shù)研究”、“冬夏季熱平衡及巖土體溫度場(chǎng)變化研究”、“地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及高效運(yùn)行研究”、“地源熱泵系統(tǒng)推廣應(yīng)用的監(jiān)管和政策性研究”等8項(xiàng)專題研究，取得了一系列的成果，總體結(jié)論是：
武漢市的氣候特點(diǎn)和資源儲(chǔ)藏都非常有利于地源熱泵技術(shù)應(yīng)用，并且具有雄厚的熱泵技術(shù)研發(fā)能力和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及一定的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，地源熱泵技術(shù)可以在武漢市規(guī)模化應(yīng)用，并有利于促進(jìn)發(fā)展武漢市相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備。
1、制約地源熱泵技術(shù)推廣應(yīng)用的主要問題
目前，武漢市地源熱泵技術(shù)應(yīng)用相對(duì)緩慢，主要原因有：
一是能源緊缺意識(shí)不強(qiáng)，可再生能源利用認(rèn)知度不高。由于我國(guó)可再生能源利用尚未形成強(qiáng)大的公共輿論和社會(huì)環(huán)境，使得社會(huì)各方面缺乏可再生能源應(yīng)用的緊迫感、積極性，缺乏對(duì)地源熱泵這種綠色環(huán)保節(jié)能技術(shù)的認(rèn)識(shí)。
二是缺乏政府的實(shí)質(zhì)性優(yōu)惠政策支持。地源熱泵系統(tǒng)的初投資較高，技術(shù)難度較大，地下水地源熱泵需取水許可，在沒有政府政策引導(dǎo)和激勵(lì)的情況下，業(yè)主投資積極性不高，地源熱泵技術(shù)綜合投資和運(yùn)行成本以及環(huán)保優(yōu)勢(shì)，得不到充分發(fā)揮。
三是缺乏政府的統(tǒng)一監(jiān)管。地源熱泵建設(shè)涉及政府的不同管理部門，監(jiān)測(cè)與管理的職責(zé)不明，缺乏相應(yīng)的長(zhǎng)期監(jiān)控制度和手段，難以有效保證工程質(zhì)量和正常運(yùn)行。
2、地源熱泵技術(shù)應(yīng)用相關(guān)建議
一是市發(fā)改委會(huì)同稅務(wù)局、建委、水務(wù)局、環(huán)保、供電等部門制定具體的系統(tǒng)用電、稅費(fèi)減免、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼等相關(guān)鼓勵(lì)政策和激勵(lì)機(jī)制，推進(jìn)新建、改擴(kuò)建的建筑采用地源熱泵系統(tǒng)，鼓勵(lì)燃煤、燃油鍋爐等改用地源熱泵系統(tǒng)。在審批政府投資新建或改擴(kuò)建的建筑項(xiàng)目時(shí)，引導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)單位優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)。
二是市水務(wù)局會(huì)同發(fā)改委、建委、規(guī)劃局、國(guó)土房產(chǎn)局等部門嚴(yán)格地下水地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目的前期論證。市水務(wù)局加強(qiáng)地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)期間地下水水質(zhì)、水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，定期對(duì)回灌水進(jìn)行取樣檢驗(yàn)和登記。
三是市建委負(fù)責(zé)組織地源熱泵系統(tǒng)施工階段的監(jiān)督、管理，監(jiān)督建設(shè)單位依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和批準(zhǔn)的施工設(shè)計(jì)方案組織工程竣工驗(yàn)收。建立全市地源熱泵項(xiàng)目檔案，并組織貫徹實(shí)施國(guó)家發(fā)布的熱泵系統(tǒng)施工技術(shù)規(guī)范和我市技術(shù)實(shí)施細(xì)則。負(fù)責(zé)核查和監(jiān)管地源熱泵系統(tǒng)供暖制冷質(zhì)量和運(yùn)行效果。
四是市國(guó)土房產(chǎn)局負(fù)責(zé)地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)期間項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。
