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獨(dú)特地?zé)豳Y源——淺層地溫能在我國(guó)，冬季主要的傳統(tǒng)供熱源有：煤、天然氣和電。但隨著近些年人們對(duì)空氣污染問(wèn)題關(guān)注度的不斷攀升，煤炭也逐漸從昔日的“能源之星”變成了大家討伐污染源的眾矢之的，有人甚至把煤炭和霧霾畫(huà)上了等號(hào)。
正因如此，被打上“清潔能源”標(biāo)簽的天然氣一躍成為大家心目中的環(huán)保英雄。不過(guò)2017年世界各地接連爆出的由于天然氣短缺而導(dǎo)致的“氣荒事件”也從側(cè)面再一次提醒了我們天然氣能源用一點(diǎn)就少一點(diǎn)的不可再生屬性，勢(shì)必要取之有度。
2017年12月12日，全歐洲最大的天然氣輸氣管道發(fā)生爆炸，英國(guó)、意大利等多個(gè)國(guó)家進(jìn)入“緊急狀態(tài)”，民眾過(guò)冬面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。彼時(shí)，倫敦天然氣期貨(下月交割)價(jià)格猛漲23%。
再來(lái)說(shuō)說(shuō)電，用電取暖也是一種環(huán)保方式，比如目前普及率較高的空調(diào)，但它最大的弊端就在于價(jià)格相對(duì)昂貴，對(duì)于部分用戶似乎并不是一個(gè)好的選擇。這么看來(lái)，各種供熱方式都有相應(yīng)的扣分項(xiàng)，難道我們就真的沒(méi)有別的選擇了嗎?學(xué)姐認(rèn)為，人類社會(huì)發(fā)展到今天，沒(méi)有什么是科學(xué)解決不了的，如果有，那說(shuō)明我們?cè)诳茖W(xué)的道路上還可以走得更遠(yuǎn)。針對(duì)集環(huán)保和價(jià)格因素于一體的供暖問(wèn)題，“淺層地溫能”也許是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
對(duì)于大部分人來(lái)說(shuō)，淺層地溫能還是相對(duì)陌生的名詞，但若提到地?zé)岚l(fā)電、溫泉洗浴，是不是會(huì)熟悉一些呢。其實(shí)，淺層地溫能也是地?zé)豳Y源的一種，它是指蘊(yùn)藏在地表以下一定深度(一般小于 200m)范圍內(nèi)巖土體、地下水和地表水中具有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的熱能。它的成因使得它成為了一種集太陽(yáng)能、地?zé)崮?、蓄能三種屬性于一身的獨(dú)特地?zé)豳Y源。
它獨(dú)特在哪呢?首先，它接受太陽(yáng)的“福澤”：地表以下約15米、20米的范圍內(nèi)會(huì)受到太陽(yáng)輻射的影響，溫度也隨著日光的照射而發(fā)生周期性變化，越接近地表，溫度與環(huán)境氣溫越接近。其次，它接受地球內(nèi)熱的“洗禮”：地球內(nèi)部蘊(yùn)含著巨大的地?zé)崮?，這些能量通過(guò)火山爆發(fā)等熱傳導(dǎo)的方式不斷向地表傳達(dá)。有趣的是，它還具有一定的蓄冷或蓄熱能力，可以利用熱泵技術(shù)(將低溫物體中的熱能傳送到高溫物體中，然后用高溫物體來(lái)加熱或采暖，使熱量得到充分利用。)向地下巖土體中提取或釋放熱量。
而且，與煤炭、天然氣和電力等能源不同，它具有近乎全方位的天然優(yōu)勢(shì)：
1.基本不受地域限制。從地質(zhì)學(xué)角度講，世界各地都可以使用淺層地溫能。(但受限于不同地區(qū)的具體條件因素，對(duì)其開(kāi)發(fā)利用效率不能一概而論。例如，有研究表明，相較于我國(guó)南部和北部城市，我國(guó)中部地區(qū)城市是地溫能資源能夠發(fā)揮最大作用的地區(qū)。)
2.儲(chǔ)量大。與石油能源在世界各地分布不均不同，淺層地?zé)崮苁?ldquo;不挑地兒”的，因?yàn)樗谴嬖谟诘乇硪韵虏怀^(guò)200米左右的能源，換句話說(shuō)，理論上來(lái)講，我們腳下的每一寸土地都是淺層地?zé)崮艿?ldquo;家”。
3.無(wú)污染。因?yàn)闇\層地溫能是取之于“地”，用之于“地”，而且可循環(huán)使用，因此是理想的“綠色環(huán)保的可再生能源”。
能源利用“助推器”——地緣熱泵技術(shù)
面對(duì)大自然賜予的如此寶物，我們?cè)谛老踩艨竦耐瑫r(shí)也應(yīng)該認(rèn)真思考如何更好地利用它，而淺層地溫能的利用主要是通過(guò)地源熱泵技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，它完美解決了大地和建筑室內(nèi)之間能量轉(zhuǎn)移的問(wèn)題，在我國(guó)已經(jīng)發(fā)展了30年左右。在冬天，地源熱泵系統(tǒng)處于制熱狀態(tài)，將土壤或水源中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖。而到了夏天，系統(tǒng)處于制冷狀態(tài)，能量傳輸?shù)倪^(guò)程也恰恰相反，系統(tǒng)把室內(nèi)的熱量“取”出后，釋放到土壤或水源中，室內(nèi)即獲得了涼爽，而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復(fù)始，建筑物和大自然逐步融為一體，我們也就以最小的代價(jià)獲取了最舒適的生活環(huán)境。其實(shí)它的工作原理與家用電冰箱相同，只不過(guò)電冰箱是單向的，而地源熱泵是雙向的。
據(jù)2017年國(guó)土資源部地質(zhì)調(diào)查局最新調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)可用于供暖制冷的淺層地溫能的可開(kāi)采資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤可達(dá)7億噸。這可不是一個(gè)小的數(shù)字，它相當(dāng)于目前全國(guó)用于供暖制冷總能源消耗的60%以上。起初，學(xué)姐被這組龐大的數(shù)字驚到了，也為我國(guó)的地質(zhì)資源儲(chǔ)量倍感自豪。然而隨后看到的另一個(gè)數(shù)字卻立刻讓學(xué)姐立刻冷靜了下來(lái)：我國(guó)地?zé)豳Y源條件雖然相對(duì)較好，但開(kāi)發(fā)程度卻很低，在能源結(jié)構(gòu)中比例還不到1%。這說(shuō)明，我國(guó)的地質(zhì)條件雖然較為優(yōu)越，但如何科學(xué)有效地開(kāi)發(fā)利用還需要進(jìn)一步的探索與實(shí)踐。
截至2015年底，我國(guó)年利用淺層地溫能進(jìn)行建筑物供暖制冷的面積約為3.92億平方米，其中京津冀8500萬(wàn)平方米，約占全國(guó)的20%，是我國(guó)淺層地溫能開(kāi)發(fā)程度最高，建筑物供暖制冷面積最大的地區(qū)。樂(lè)觀來(lái)看，淺層地溫能在我國(guó)具有非常巨大的應(yīng)用潛力，如果能夠?qū)ζ涑浞珠_(kāi)發(fā)利用，能夠有效改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，這對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展是個(gè)絕對(duì)有利的因素。
相較于傳統(tǒng)能源，淺層地溫能在能源大家族中還是一個(gè)較新的面孔，不過(guò)我國(guó)相關(guān)技術(shù)人員也已對(duì)其開(kāi)展了近20年的研究和應(yīng)用實(shí)踐，并取得了值得肯定的成績(jī)。專家認(rèn)為，從目前的技術(shù)成熟度、相關(guān)設(shè)計(jì)水平，以及施工能力等方面來(lái)看，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了可滿足全國(guó)大面積推廣淺層地溫能及熱泵系統(tǒng)需求的階段。
按照《地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，至 2020 年我國(guó)淺層地溫能的建筑物應(yīng)用面積將比“十二五”末期增加 7.26 億平方米，達(dá)到 11.2 億平方米，我國(guó)淺層地溫能的開(kāi)發(fā)利用將迎來(lái)發(fā)展黃金時(shí)代(詳見(jiàn)下圖)。按照計(jì)劃，到2020年，全國(guó)地溫能年利用量將到達(dá)7000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
我們不難想象，未來(lái)，淺層地溫能的廣泛推廣應(yīng)用在解決大城市冬季采暖導(dǎo)致的空氣污染問(wèn)題方面一定能夠發(fā)揮自身的價(jià)值，讓更多的人真正感受到“來(lái)自地殼的溫暖”，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。
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