地源热泵、光伏发电大有作为——— 济南市大力实施建筑领域可再生能源应用（下）

作者：谷青

奥体中心主场馆采用了地源热泵空调技术和水蓄冷技术，每年可节省标准煤424吨，减少CO

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排放约1125吨。

编者按

随着城市的迅速发展，人们对物质要求提高的同时，对环境需求也日益苛刻，绿色、环保的可再生能源愈发成为关注的焦点。在我国，与太阳能光热应用相比，太阳能光伏发电和地源热泵等技术虽然起步较晚，却发展迅速。近年来，在政府的大力推动和企业的技术支持下，可再生能源建筑领域应用的市场认可度和普及率不断提升，为建设节能、环保的居住环境奠定了基础。

地源热泵

地热能源开发进入“青春期”

日前，国家能源局、财政部、国土部和住建部联合发布了《促进地热能开发利用的指导意见》，给地热能这一新能源的开发利用拓宽了政策空间。与此同时，相关技术产品日渐成熟，越来越多的开发系统应用到社会生活当中，业内人士预计，地热能源开发已进入快速发展的起步阶段。

地热资源，是指在当前经济技术条件下，地壳内可供开发利用的地热能、地热流体及其有用组成部分，是一种清洁能源。与煤炭、石油和天然气等传统的化石能源相比，具备数量巨大、可再生和不污染环境三大要素和清洁、环保、就地取用等优势。

近年来，地热能源开发利用在山东多地兴起，其中，浅层地热能源的开发利用更受青睐。“十二五”期间，山东省提出了5年累计推广地源热泵系统建筑应用面积达3000万平方米以上的要求。在此基础上，济南市也计划制定相应政策、标准，用于鼓励、扶持地热开发产业发展。对此，山东建筑大学首席教授、山东中瑞新能源科技有限公司董事长方肇洪认为，推广地热能源开发利用技术节能效益显著，对保护大气环境和避免能源浪费都能起到积极的作用，地源热泵是目前重点推广的技术之一。

据了解，地源热泵是一项新型节能技术，其工作原理是利用地下浅层地热资源，在冬天把浅层地温的热量转移到需要供热和加温的地方，在夏天将室内的余热转移到低位热源中，达到降温和制冷的目的。

作为节能减排领域的“新宠”，地源热泵系统的建设需要经过前期的现场勘查、方案论证和中期的精确设计、精良施工，在科学管理下，才能达到冷热平衡、节能减排的效果，反之，则会造成地热资源损失和浪费。

山东建筑大学热能工程学院院长、山东建筑大学地源热泵研究所所长刁乃仁告诉记者，地热能开发利用，最难解决的是热平衡问题，这也是当下很多地热能开发企业面临的问题。“地热就像个粮仓，根据开发利用的需要，储存和提取热量要保持平衡，才能实现有效运转。”因此，因地制宜的开发显得尤为重要。

刁乃仁认为，任何行业的发展都讲究因地制宜，不同的地域发展的策略和市场广度是不同的，尤其是对地域要求很高的能源行业。“地源热泵的推广，要充分考虑当地的气候条件、能源结构、能源比价、人民的生活水平和政府政策等，要把最先进的技术用在最适宜的地方，才能发挥地源热泵系统的最大效益，达到最佳的节能效果。

地热资源开发利用前景广阔，但也存在制约其推广应用的因素。在刁乃仁看来，体制和机制等问题的未完全理顺，扶持和鼓励政策的未完全确定，规范和标准的未完全出台，都是制约地热勘察开发工作的原因。要突破这些瓶颈，不仅需要体制机制层面的顶层设计，更需要各级政府、学者专家、企业和全社会共同参与。

向土壤借能源的空调系统

概 念

地源热泵是一种利用浅层地热能源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等的能量)的既可供热又可制冷的高效节能系统，通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现由低品位热能向高品位热能转移。一般在空调系统中，地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。

组成部分

地源热泵空调系统主要分三部分：地能换热系统、热泵机组和空调末端系统。其中地能换热系统与热泵机组靠循环介质传递能量，热泵机组与空调末端靠水传递热量，实现建筑物供暖、供冷。

形 式

水源/地源热泵有开式和闭式两种：

开式系统：是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。该系统需配备防砂堵，防结垢、水质净化等装置。

闭式系统：是在深埋于地下的封闭塑料管内，注入防冻液，通过换热器与水或土壤交换能量的封闭系统。闭式系统不受地下水位、水质等因素影响。

◆◇1.垂直埋管——— 深层土壤

垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下50-150米深处，一组或多组管与热泵机组相连，封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给热泵，然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式，得到各个国家的政府部门大力支持。

◆◇2.水平埋管——— 表层土壤

在地下2米深处水平放置塑料管，塑料管内注满防冻的液体，并与热泵相连。水平埋管占地面积大，土方开挖量大，而且地下换热器受地表气候变化的影响。

◆◇3.地表水

江、河、湖、海的水以及深井水统称地表水。地源热泵可以从地表水中提取热量或冷量，达到制热或制冷的目的。利用地表水的热泵系统造价低，运行效率高，但受地理位置(如江河湖海)和国家政策(如取深井水)的限制。

实力地产：以节能为前提

打造不断升值的物业

在众多房地产企业当中，济南实力房地产有限责任公司(以下简称实力地产)自2010年起，便在部分楼盘中尝试安装地源热泵中央空调系统，在商业项目中实属少见，是济南市房地产行业的节能先锋。

作为本土开发企业，多年来，实力地产在保护城市环境、节约社会能源等方面做出了巨大的努力，在地热资源开发利用方面，创新使用了垂直U型埋管和水源系统热泵系统相结合的方式，将交换器埋深在大约70—150米的土壤中，利用浅层土壤温度常年保持在15℃左右的特性，通过其与土壤的换热达到能量提取的目的，同时，利用垂直U型埋管充分利用地下水渗流的对流传热特性，获得更好的换热效果。

与此同时，结合建筑的类型和使用情况，实力地产在地源热泵的应用技术方面增加了室内末端系统设计，在末端风机盘管加装电动两通阀，通过电动两通阀的开关来控制水流，通过风机盘管达到节流节能的效果，同时，每户安装热计量表实现分户热计量，这样，既降低了费用又减少了能量的散失和浪费，达到节能减排的效果。据统计，以夏季26℃、冬季20℃计算，一年下来每平方米用电费用仅需32元左右。

遵循“为业主创造不断升值的物业”的发展理念，多年来，实力地产始终致力于为业主创造安全、健康的居住生活，营造四季如春的养生环境，目前正在销售的实力·粼湖居项目同样采用了地源热泵中央空调系统，得到了业主的认可和好评。

商河：发挥地热优势 打造低碳城区

济南作为著名的“泉城”，不仅有以72名泉为代表的“冷泉”，也有丰富的“温泉”资源，在商河，“温泉”便是其不断探索、开发、利用的特色资源之一。

据了解，商河县地热资源具有埋藏浅、储量大、温度适中等特点，具备良好的开发利用条件。近年来，该县不断探索、研究，目前已形成了较为成熟的开发思路。利用“热交换”与“热源泵”双重技术，商河县在玉皇庙镇裕都温泉花城小区实现了地热资源的开发利用，使其冬季室温始终保持在18摄氏度以上，解决了当地的供暖问题，成为了名副其实的“温暖”工程，受到了业主的一致好评。在此基础上，今年，商河县又对玉皇庙镇区、旭润新城、豪门庄园、涌鑫花苑等区域进行了地热采暖改造。

据介绍，为减少环境污染和实现地热水的再利用，裕都温泉花城等小区均采用了“一采一灌”的模式，对尾水进行同层回灌，保证了商河县地热资源的可持续开发。

为科学开发利用地热资源，商河县组织编制了《商河县地热资源勘查开发利用与保护规划(2007-2020年)》，制定了《商河县地热资源管理办法》，并于今年与中石化绿源地热能开发有限公司达成合作，应用全世界最先进的热交换技术(冰岛技术)，采用“采灌结合”的方式，对全县地热资源进行统一开发利用。

为进一步加强全县地热资源开发利用管理，提高地热资源综合开发利用效率，下一步，商河县将加大申报可再生能源建筑应用示范项目力度，按照《山东省关于加强地源热泵系统建筑应用项目管理的通知》，不断扩大地源热泵技术推广应用面积，全力推进全县可再生能源建筑应用快速发展。

光伏发电

屋顶上的能源革命

从首个屋顶光伏发电项目落户济南，到分布式光伏发电系统走进单位、家庭。太阳能光伏发电产业尽管起步较晚，但凭借其雄厚的技术支撑和与建筑结合的先天优势，已成为推广太阳能建筑一体化的重要路径。

作为一种可持续、无污染、总量大的绿色新能源，近年来，太阳能一直是可再生能源应用领域研究的重点，其中，光伏发电由于前景广阔，更是受到了国家各类政策的鼓励和扶持。

7月15日，国务院发布了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，提出2013—2015年，年新增光伏发电装机容量1000万千瓦左右，到2015年总装机容量达到3500万千瓦以上，光伏电站分区域上网标杆电价，上网电价及补贴的执行期限原则上为20年；7月31日，财政部发布通知，初步确定对分布式光伏发电项目按电量给予补贴，补贴资金将通过电网企业转付给分布式光伏发电项目单位，并敲定电价补贴上限为0.45元/千瓦时；8月30日，国家发改委价格司发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》，明确分布式光伏发电项目的补贴被定为0.42元/千瓦时，地面电站根据所在区域不同，电价分为0.9、0、95和1.0元/千瓦时三档。

一系列政策的出台，给光伏发电产业发展带来了巨大的利好，与此同时，各地的相关细则也正密集出台，部分家庭、单位的分布式光伏发电系统逐步建立。在济南市历下区燕子山小区，社区的路灯、壁灯、草坪用灯等公共照明，均采用光伏发电，与普通白炽灯相比，一晚上可节约200多度电能；在市中区兴隆家园小区，居民刘先生安装的1170瓦分布式光伏发电站顺利通过了济南供电公司的验收，正式并网发电……记者了解到，目前济南已有多家单位及家庭实现光伏发电，居民的节能环保意识越来越强。

虽然安装光伏发电设备的家庭越来越多，但要促进光伏发电技术的大规模应用推广，需要的还是更多大型工商企业的参与。据了解，目前济南已有不少重点工程大规模应用了光伏发电技术，其中包括：济南国际园林花卉博览园、时代总部基地、济南奥体中心场馆和济南恒隆广场等。业内人士预计，随着政策的出台和补贴的落实，大批的企业、个人将加入到节能减排的大家庭当中，光伏发电产业也将迎来一次全新的发展机遇。

时代总部基地：

光伏建筑一体化的先行者

在能源日益紧张的当下，洁净、可再生的太阳能光伏发电技术受到越来越多的关注。在济南，有这样一个企业，在光伏建筑一体化应用领域，总是先行一步，引领行业发展前进的方向。他就是山东新世纪温州工业基地发展有限公司(以下简称新世纪温州公司)。

早在2010年，新世纪温州公司开发的产业园区项目时代总部基地便开始关注并尝试太阳能与建筑的结合，与台湾投资商合作在园区的九区5号楼安装了BIPV(光伏建筑一体化)幕墙发电系统，每天发电50余度，满足了日常办公用电需求。

该系统用非晶薄膜组件替换普通玻璃幕墙，利用光照强度与组件之间的光电转换实现发电功能，是光伏发电与建筑紧密结合的产物，对缓解用电压力，实现节能环保有着积极的作用。尽管如此，BIPV幕墙发电系统仍存在成本高、光照利用率低等缺陷，大面积推广存在局限性。

为进一步提升光伏利用效率，新世纪温州公司又在售楼中心和示范厂房屋顶尝试建设了小型多晶硅组件光伏电站，装机量分别为10KWp和300KWp。经过一段时间的试运行，整个系统发电性能稳定，一天可发电1200—1500度。由于该系统初期安装较为便利，系统中各个部件及设备发展也相对成熟，新世纪温州公司正在时代总部基地园区内大力推广这种分布式发电系统，以用绿色能源的方式缓解园区内供电紧张的局面。

目前，太阳能光伏发电正迎来史无前例的发展机遇，国家有关部门也推出了一系列推广分布式光伏发电的有关政策，促进产业的健康持续发展。在此情况下，新世纪温州公司又创新了一种新型推广方式，在项目规划设计阶段便把分布式光伏能源考虑进去，充分考虑建筑加装光伏系统后的荷载、风阻、倾斜角以及管线等问题，完成使用功能与建筑设计一体化的融合。据公司相关负责人介绍，时代总部基地三期工程就安装了10Kwp的光伏发电系统，一天可发电40—70度，不仅可满足日常用电需要，多余的电量用不完还可以卖给国家电网取得一定的经济效益。

本版撰稿/记者 谷青

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