摘 "要:目前,在各國能源利用方面,能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生調(diào)整,非化石能源的比例將會越來越大,主要體現(xiàn)在風(fēng)能、水能、太陽能、核能和地?zé)崮艿乳_發(fā)和利用,這些新能源開發(fā)與利用技術(shù)日漸成熟,為新能源的利用和推廣奠定了很好的基礎(chǔ)。其中,地?zé)崾乔鍧嵀h(huán)保的新型可再生能源,資源儲量大、分布廣,發(fā)展前景廣闊,市場潛力巨大。本文就針對地?zé)峁┡椖康南嚓P(guān)問題進(jìn)行簡單的探討。
關(guān)鍵詞:地?zé)峁┡?"熱泵 "開發(fā)利用 "收益
科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異,為新能源的開發(fā)利用奠定了一定的基礎(chǔ)。風(fēng)能、水能、太陽能、核能各種新能源逐步從默默無聞的后臺,開始走到舞臺的聚光燈下,成為各國研究和利用的焦點(diǎn)。作為名不見經(jīng)傳的地?zé)崮?,開始逐步走進(jìn)我們的生活,地?zé)岚l(fā)電、地?zé)峁┡?、地?zé)崴B(yǎng)殖等各個方面為我們的生產(chǎn)和生活提供了便利。隨著熱泵技術(shù)和相關(guān)材料的大量應(yīng)用,加上國家政策的有效引導(dǎo),淺層地溫?zé)岜霉┡靡钥焖侔l(fā)展,但深層地?zé)峁┡膽?yīng)用尚未引起足夠的重視。本文主要從地?zé)峁┡矫?,尤其是深層地?zé)崮芄┡睦梅矫孢M(jìn)行淺析和闡述。
一、地?zé)崮芨攀?/p>
地?zé)崮苁且环N利用當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件,能夠從地殼內(nèi)開發(fā)出來的天然熱能。這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖,并以熱力形式存在,是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1~5km的地殼,熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱,這些加熱了的水最終會滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈唵魏妥詈虾醭杀拘б娴姆椒?,就是直接取用這些熱源,并抽取其能量。在我國版圖上,有環(huán)太平洋和喜馬拉雅-地中海兩條地?zé)釒Ы?jīng)過,根據(jù)不同地質(zhì)條件,一般來講,對于淺層類經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源,尤其是地下200m左右的地?zé)豳Y源的利用,主要應(yīng)用在水地源熱泵技術(shù)方面,對于深層的亞經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源主要應(yīng)用在發(fā)電、供暖、溫泉、熱帶植物和水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面。
二、地?zé)峁┡墓に囋?/p>
對于淺層地溫采暖技術(shù),主要用到的是熱泵技術(shù),其采暖與制冷的理論基礎(chǔ)源于卡諾循環(huán),與制冷機(jī)相同,按照逆循環(huán)工作,即通過輸入少量的高品位能源(如電能),從大地這個地源能中獲得更多的能源。在冬季,把地能中的熱量“取”出來,提高溫度后,供給室內(nèi)采暖,同時存儲冷量,以備夏用;夏季通過熱泵對室內(nèi)進(jìn)行降溫,同時把室內(nèi)的熱量釋放到地下,進(jìn)行熱量存儲,以備冬用。大地在整個循環(huán)中作為蓄能介質(zhì),由熱泵進(jìn)行能量的循環(huán) 提取與釋放,完成采暖與制冷工作。
由于深層地?zé)豳Y源品位較高,可以經(jīng)簡單處理后,直接進(jìn)行供暖應(yīng)用。若能采用梯級利用、多技術(shù)組合應(yīng)用的話,供暖的效率會大大提高。比如從地?zé)峋刑崛?8℃的地?zé)崴M(jìn)行供暖,如正常直接利用供暖,最后回灌水的溫度可能為40℃左右,熱能并沒有完全利用。但如果經(jīng)過散熱器采暖、地板采暖、烘干、熱泵提取余熱供暖等一系列應(yīng)用后,最后以10℃左右尾水回灌到地下,那么實際使用到的溫度差為88℃,熱能的利用效率是非??捎^的。
地?zé)峋┡に囀疽庖妶D1。
圖1 "地?zé)崂霉こ坦に嚵鞒淌疽鈭D
三、某地?zé)峁┡椖康耐顿Y估算
1、項目大致介紹
擬建設(shè)項目位于北京市地?zé)崽锏暮诵膮^(qū)。該地?zé)崽锸潜本┦幸?guī)劃的十大地?zé)崽镏?,同時也是北京市唯一的中溫地?zé)崽铮?0℃≤T<150℃),地?zé)崃黧w最低溫度大于100℃,最高溫度超過130℃,地?zé)豳Y源儲量巨大。
地?zé)峁┡杈邆?個條件,分別為熱源、需求和工程建設(shè)。
熱源:目前已鉆探出3眼地?zé)峋?,出水溫度都?00℃以上。按100萬m2供熱考慮,只需再打3眼回灌井。
需求:未來5年僅該熱田區(qū)域建筑供熱一項需求就高達(dá)1500萬m2,距離地?zé)崽锖诵膮^(qū)10km范圍內(nèi)的區(qū)域,未來5年供熱需求接近5000萬m2;此外還有強(qiáng)勁的制冷、蒸汽、工業(yè)烘干等供應(yīng)需求。本擬建項目首期工程供暖需求約為100萬m2,規(guī)劃僅開發(fā)供暖用途。
工程建設(shè):熱田毗鄰城鎮(zhèn)建設(shè)核心區(qū),地?zé)豳Y源主要分布于建設(shè)用地、綠化用地和一般農(nóng)田中,具備地?zé)峋秀@鑿、地?zé)崴斔凸芫W(wǎng)集中建設(shè)等條件。本工程主要建設(shè)內(nèi)容包括地?zé)峋こ?、地?zé)崴斔凸こ?、集中熱力站工程、供暖水輸送工程等?nèi)容。
2、項目投資大致估算
首期工程供暖面積為100萬m2,項目總投資1.52億元,其中工程建設(shè)費(fèi)用1.34億元,工程建設(shè)其他費(fèi)用1075萬元,預(yù)備費(fèi)672萬元,具體投資估算情況見表1。
表1 "首期地?zé)豳Y源集中供熱(100萬m2)工程投資估算表
序號 內(nèi)容 單位 工程量 單價
(萬元) 總價
(萬元)
一 工程建設(shè)費(fèi)用 13438
1 地?zé)峋こ?7598
2 地?zé)崴?/p>
輸送工程 1000
3 供暖水
輸送工程 1100
4 集中熱
力站工程 3740
二 工程建設(shè)
其他費(fèi)用 8% 1075
三 預(yù)備費(fèi) 5% 672
四 合計 15185
3、投資收益分析
本項目主要收益為市發(fā)改委財政補(bǔ)助收益和供暖運(yùn)行收益等。市財政補(bǔ)助收益根據(jù)《關(guān)于北京市進(jìn)一步促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)及熱泵系統(tǒng)利用的實施意見》規(guī)定,“新建深層地?zé)峁┡椖?,對熱源和一次管網(wǎng)給予50%的資金支持”。本項目按總投資1.5億元測算,通過市發(fā)改委財政補(bǔ)助一次性收益7500萬元。供暖運(yùn)行收益參考北京市熱力集團(tuán)的供熱價格,居民類按24元/m2.采暖季收取,非居民類由33元/m2.采暖季收取,考慮到本項目使用清潔能源,居民類按20元/m2.采暖季測算,非居民類按30元/m2.采暖季進(jìn)行測算,如果按照85%的收取率測算,通過供暖運(yùn)行年收益為1135萬元。
具體收益分析結(jié)果見表2。
表2 "項目收益估算表
序號 內(nèi)容 單價
(元/m2) 數(shù)量
(萬m2) 總價
(萬元)
一 供暖接口費(fèi)收益 暫不考慮 0
二 市發(fā)改委財
政補(bǔ)助收益 投資的50% 7500
三 年供暖銷售收入 收取率85% 1955
3.1 政府、公益、
行政事業(yè)收費(fèi) 20 20 400
3.2 商品住宅及
商業(yè)建筑收費(fèi) 20 50 1000
3.3 工業(yè)建筑收費(fèi) 30 30 900
四 年供暖運(yùn)行成本 8.2 100 820
4.1 運(yùn)行動力費(fèi)
(主要為電費(fèi)) 5 100 500
4.2 系統(tǒng)維護(hù)費(fèi) 1 100 100
4.3 人員工資
及福利 1.2 100 120
4.4 稅金及管理費(fèi) 1 100 100
五 年供暖運(yùn)行收益 1135
注:①各類型供暖用戶終端面積為預(yù)估值。②上述計算中尚未考慮今后向溫泉旅游開發(fā)商收取地?zé)峋杀緮備N費(fèi)(或稱為供溫泉水接口費(fèi))和溫泉水水費(fèi)。③在成本計算上,未考慮政府相關(guān)的稅收優(yōu)惠政策。
通過上述分析可知,本項目在獲取北京市發(fā)改委地?zé)衢_發(fā)利用資金支持的前提下,靜態(tài)投資回收期為6.6年。如考慮建設(shè)期貸款利息、利稅上繳、動態(tài)投資等因素,預(yù)計8年左右收回投資應(yīng)該可行,項目投資收益率較高。在開發(fā)后續(xù)供冷、供蒸汽、溫泉等用途后,項目建設(shè)成本會繼續(xù)攤薄,能更加彰顯項目的投資收益效果。
4、綜合效益分析
經(jīng)濟(jì)效益:根據(jù)上述估算分析,項目經(jīng)濟(jì)效益較高。
社會效益:本項目建成后將成為全國首個地?zé)豳Y源整裝勘查與綜合開發(fā)項目,北京市首個中溫地?zé)豳Y源綜合開發(fā)項目,項目建設(shè)能夠為建設(shè)單位帶來巨大的社會效益。
環(huán)保效益:本項目節(jié)能減排效果明顯,經(jīng)估算僅供暖用途一項便可實現(xiàn)年減少耗煤量14450噸,減少向大氣排放二氧化碳3.78萬噸、氮和硫化合物231噸。若按每噸標(biāo)煤900元計算,可直接節(jié)約費(fèi)用1300萬元。
四、地?zé)峁┡膬?yōu)勢及制約因素
1、地?zé)峁┡膬?yōu)勢:
地?zé)崮茏鳛橐环N可再生能源,用來供暖,清潔環(huán)保,效能比優(yōu)勢明顯;隨著技術(shù)與市場的進(jìn)一步成熟和完善,材料、設(shè)備等成本將會進(jìn)一步降低,地?zé)峁┡?guī)模和效率將會進(jìn)一步提高;供熱計量收費(fèi)制度的推行,為供暖費(fèi)收取和投資回收創(chuàng)造了一定的條件;各國政府都在研究如何提高地?zé)崮茉谀茉唇Y(jié)構(gòu)中的比例,并陸續(xù)在出臺政策和投入大量的研發(fā)資金。
2、目前地?zé)峁┡闹萍s因素:
淺層低溫?zé)岜霉┡诒狈酱蟛糠值赜蚩梢源蠓秶鷳?yīng)用。對于深層地?zé)峁┡?,必須在地?zé)豳Y源相對較好的地?zé)釒Щ虻責(zé)崽锷线M(jìn)行開發(fā)利用,才能更加凸顯其優(yōu)勢;國家的政策扶持力度總體上是在逐步加大,各項實施意見陸續(xù)出臺,各項細(xì)則也需要隨之出臺并落實,具體操作細(xì)節(jié)也需要盡快完善;地?zé)峋幕毓嗉夹g(shù)對于地?zé)峁┡恼w效果,起到十分重要的作用,為保證地?zé)崮艿难h(huán)使用,保護(hù)環(huán)境,我們還需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件,對回灌技術(shù)和質(zhì)量不斷進(jìn)行論證和實施。
結(jié) "論
地?zé)嶙鳛橐环N可再生的清潔能源,利用其熱能進(jìn)行供暖的比重將會逐年提高。雖然在應(yīng)用上仍有許多待解決的問題,但若能對地?zé)峁┡龅秸w規(guī)劃、合理開發(fā)、梯級利用和監(jiān)督執(zhí)行,在能效交易、合同能源管理等節(jié)能創(chuàng)新機(jī)制的基礎(chǔ)上,再和其他節(jié)能環(huán)保技術(shù),如太陽能光熱利用技術(shù)、熱泵技術(shù)、建筑節(jié)能技術(shù)等有效結(jié)合,就能更大限度發(fā)揮地?zé)崮芄┡膬?yōu)勢,更好地為我們的生產(chǎn)和生活服務(wù)。在能源日益緊張的今天,對緩解能源壓力和應(yīng)對環(huán)境污染治理方面,也將發(fā)揮越來越重要的作用。
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作者簡介:
孫云飚 "(1976.02-)男,吉林人,中級職稱,本科,專業(yè):建筑經(jīng)濟(jì)管理,從事工作:企業(yè)管理。
(作者單位:北京臻宸建設(shè)工程有限公司 "北京市 "100093)