能源緊張、環(huán)境污染、生態(tài)破壞已經(jīng)成為人類社會面臨的共同的嚴峻挑戰(zhàn)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為國際共識。開發(fā)利用清潔可再生能源是落實科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求，是保護環(huán)境、應(yīng)對氣候變化的重要措施，是開拓新的經(jīng)濟增長領(lǐng)域、促進經(jīng)濟轉(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、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。可再生能源資源潛力大、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。可再生能源和新能源代表著能源的發(fā)展方向。武漢市可再生能源中水能、風(fēng)能、太陽能、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“節(jié)能減排”工作，我們從年10月起，歷時近兩年時間，組織完成了“武漢地區(qū)地源熱泵推廣應(yīng)用技術(shù)”專項研究，對武漢市地源熱泵工程進行普查分析，對典型工程進行測試評價，結(jié)合武漢水文地質(zhì)和氣候特點進行專題技術(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)，對地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的適宜性進行了分區(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)標準、發(fā)展規(guī)劃和政策建議。5月12日，武漢市科技局邀請住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以及中國建筑設(shè)計研究院等單位的國內(nèi)知名專家、勘察大師召開了鑒定會，經(jīng)鑒定，研究成果達到國際先進水平。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）與土壤進行熱交換。
與常規(guī)中央空調(diào)比較其優(yōu)勢明顯：
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。
三是運行成本較低，可節(jié)省30%～50%的運行費用。
武漢地區(qū)地下水源、巖土蓄熱體的溫度一年四季相對穩(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，使得地源熱泵機組運行更可靠、更穩(wěn)定，保證了地源熱泵系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性，而且武漢地區(qū)冬冷夏熱，相對北方地區(qū)制冷供熱需求更廣泛，更能保證地下熱平衡，保護環(huán)境。
根據(jù)武漢市地下水開采分區(qū)統(tǒng)計數(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，地下水年開采量僅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。
對于具有足夠埋管場地的工程項目，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)評為國家科技示范工程、泰躍金河評為年國家可再生能源利用示范和年十大建筑節(jié)能工程。
在建項目中，經(jīng)武漢市建委組織申報，省出入境檢驗檢疫局大樓、武漢理工大學(xué)綜合樓等7個建面超過2萬㎡、采用地源熱泵系統(tǒng)的建筑工程列為國家可再生能源建筑應(yīng)用示范項目，另外，在建的武漢火車站、漢口火車站主站房等都設(shè)計有地源熱泵系統(tǒng)，上述一批大型公建實施后將對我市地源熱泵技術(shù)利用起到積極示范作用。
已運行工程的跟蹤觀測表明，我市現(xiàn)有的地源熱泵系統(tǒng)運行基本正常，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)局對部分運行地下水地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測表明，地下水水溫、水質(zhì)無明顯異常，不會對地下水造成污染。
地源熱泵在美國、加拿大和北歐國家已廣泛應(yīng)用幾十年，在過去的10年中，大約30個國家的地源熱泵年增長率達到了10%。我國已有北京、天津、重慶、云南、內(nèi)蒙古、沈陽、寧波、銀川等?。ㄊ校⒆灾螀^(qū)、直轄市出臺了針對地源熱泵技術(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目示范，并逐步規(guī)模化推廣應(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，對于具有足夠埋管場地的工程項目，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)嚴禁采用或限制該技術(shù)。
針對上述問題，課題組開展了“地下水地源熱泵系統(tǒng)對地質(zhì)環(huán)境的影響分析”、“地源熱泵系統(tǒng)對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)計研究”、“地下水地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計及高效運行研究”、“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變化研究”、“地埋管地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計及高效運行研究”、“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：
武漢市的氣候特點和資源儲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)?；瘧?yīng)用，并有利于促進發(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)用相對緩慢，主要原因有：
一是能源緊缺意識不強，可再生能源利用認知度不高。由于我國可再生能源利用尚未形成強大的公共輿論和社會環(huán)境，使得社會各方面缺乏可再生能源應(yīng)用的緊迫感、積極性，缺乏對地源熱泵這種綠色環(huán)保節(jié)能技術(shù)的認識。
二是缺乏政府的實質(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)綜合投資和運行成本以及環(huán)保優(yōu)勢，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)測與管理的職責(zé)不明，缺乏相應(yīng)的長期監(jiān)控制度和手段，難以有效保證工程質(zhì)量和正常運行。
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、稅費減免、經(jīng)濟補貼等相關(guān)鼓勵政策和激勵機制，推進新建、改擴建的建筑采用地源熱泵系統(tǒng)，鼓勵燃煤、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建的建筑項目時，引導(dǎo)項目建設(shè)單位優(yōu)先采用地源熱泵系統(tǒng)。
二是市水務(wù)局會同發(fā)改委、建委、規(guī)劃局、國土房產(chǎn)局等部門嚴格地下水地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)項目的前期論證。市水務(wù)局加強地源熱泵系統(tǒng)運營期間地下水水質(zhì)、水位動態(tài)監(jiān)測，定期對回灌水進行取樣檢驗和登記。
三是市建委負責(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)標準和批準的施工設(shè)計方案組織工程竣工驗收。建立全市地源熱泵項目檔案，并組織貫徹實施國家發(fā)布的熱泵系統(tǒng)施工技術(shù)規(guī)范和我市技術(shù)實施細則。負責(zé)核查和監(jiān)管地源熱泵系統(tǒng)供暖制冷質(zhì)量和運行效果。
四是市國土房產(chǎn)局負責(zé)地源熱泵系統(tǒng)運營期間項目建設(shè)地點地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作。
