能源紧张、环境污染、生态破坏已经成为人类社会面临的共同的严峻挑战，实现可持续发展已成为国际共识。开发利用清洁可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约和环境友好型社会、实现可持续发展的基本要求，是保护环境、应对气候变化的重要措施，是开拓新的经济增长领域、促进经济转型的重要选择。

　　可再生能源是指资源不因开发利用而减少或可周期性恢复的非化石能源，主要包括水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源资源潜力大、环境污染低，可永续利用。水电技术成熟，已得到大规模开发利用。风能、太阳能、生物质能高效利用和地热能、海洋能技术属于发展中的新技术，正在加快发展。新能源主要包括燃料电池、核聚变、氢能、天然气水合物等，越来越受到人们的重视。可再生能源和新能源代表着能源的发展方向。武汉市可再生能源中水能、风能、太阳能、生物质能、地热能等资源丰富，发展前景广阔。

　　为了推广应用地源热泵技术，推进“节能减排”工作，我们从2007年10月起，历时近两年时间，组织完成了“武汉地区地源热泵推广应用技术”专项研究，对武汉市地源热泵工程进行普查分析，对典型工程进行测试评价，结合武汉水文地质和气候特点进行专题技术攻关,总结提出了武汉地区地源热泵系统的技术体系和成套技术，对地源热泵系统应用的适宜性进行了分区，提出了开发利用的原则，以及在武汉地区规模化应用和产业化的技术标准、发展规划和政策建议。5月12日，武汉市科技局邀请住房和城乡建设部以及中国建筑设计研究院等单位的国内知名专家、勘察大师召开了鉴定会，经鉴定，研究成果达到国际先进水平。武汉市建委就相关问题经征求市发改委、市水务局、市科技局意见，现将有关情况报告如下：

一、地源热泵技术主要特点和武汉市的应用优势

　　地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括土壤、岩层、地下水、地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统，俗称“地温空调”，是典型的可再生能源利用技术，在武汉市应用的主要是地下水地源热泵、地埋管地源热泵两种形式。地下水地源热泵是抽取30～50米深地下水进行热交换，地埋管地源热泵主要通过在土壤中布置“U”型密闭管线，再通过管线内的介质（水）与土壤进行热交换。

与常规中央空调比较其优势明显：

一是节能效果显著，采用不同的工艺和方式可节省常规能源20～40%。

二是环保效益显著，与采用燃煤锅炉相比，热泵技术污染物排放可减少50～70%，与电供暖制冷相比（考虑电力产生造成的污染），可减少40％以上。

三是运行成本较低，可节省30%～50%的运行费用。

　　武汉地区地下水源、岩土蓄热体的温度一年四季相对稳定，基本保持在18～20℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的空调冷热源，使得地源热泵机组运行更可靠、更稳定，保证了地源热泵系统的高效性和经济性，而且武汉地区冬冷夏热，相对北方地区制冷供热需求更广泛，更能保证地下热平衡，保护环境。

　　根据武汉市地下水开采分区统计数据，城区每年可开采利用的地下水总量为11632.32万吨，目前，地下水年开采量仅占地下水可开采量的16.1%，且大部分为满足生产和生活所需，开发利用程度很低，推广应用地下水地源热泵系统，具备很大的发展空间，若全部作为地源热泵空调系统冷热源利用，在正常使用条件下，可供4039万㎡建筑供热制冷。

　　对于具有足够埋管场地的工程项目，均可考虑采用地埋管地源热泵技术。具有工业废热及城市污水处理厂排放的污水和城市原生污水均蕴藏着可供水源热泵利用的低位热源，可发展污水源热泵系统。

二、武汉市地源热泵技术应用的基本情况

　　武汉市自2001年开始采用该技术，至今有武昌火车站、塔子湖体育中心、市美术馆、市杂技厅、百步亭花园小区、省地矿局高层住宅、国土资源厅大楼等50栋建筑应用，其中，采用地下水地源热泵系统的为34栋，面积103万㎡，地埋管地源热泵系统的为16栋，面积57万㎡。清江花园小区评为国家科技示范工程、泰跃金河评为2005年国家可再生能源利用示范和2006年十大建筑节能工程。

　　在建项目中，经武汉市建委组织申报，省出入境检验检疫局大楼、武汉理工大学综合楼等7个建面超过2万㎡、采用地源热泵系统的建筑工程列为国家可再生能源建筑应用示范项目，另外，在建的武汉火车站、汉口火车站主站房等都设计有地源热泵系统，上述一批大型公建实施后将对我市地源热泵技术利用起到积极示范作用。

　　已运行工程的跟踪观测表明，我市现有的地源热泵系统运行基本正常，未出现过大的故障或问题，在取水并回灌的情况下，建筑物及地面沉降均在正常范围之内，未对周围建筑物和地质环境造成不良影响。在取水、回灌井成井工艺及监管到位的情况下，能够做到100%回灌。市水务局对部分运行地下水地源热泵系统监测表明，地下水水温、水质无明显异常，不会对地下水造成污染。

　　地源热泵在美国、加拿大和北欧国家已广泛应用几十年，在过去的10年中，大约30个国家的地源热泵年增长率达到了10%。我国已有北京、天津、重庆、云南、内蒙古、沈阳、宁波、银川等省（市）、自治区、直辖市出台了针对地源热泵技术应用的地方法规，上海、广东、南京、杭州等地正积极开展地源热泵工程项目示范，并逐步规模化推广应用。

三、武汉市地源热泵应用研究的主要技术内容及结论

　　地埋管地源热泵通过埋在土壤（或岩层）中密闭管线内的介质与土壤（岩层）进行热交换，由于热交换局限于管周较小范围，需要大量钻孔、布置大量管线，对于具有足够埋管场地的工程项目，均可考虑采用地埋管地源热泵技术，初始投资较常规中央空调高30%～50%。

　　地下水地源热泵初始投资与常规中央空调基本持平，由于是抽取30～50米深地下水进行热交换，为避免导致地质灾害、危及建筑安全，要求抽取的地下水必须全部回灌，但由于地质条件的复杂性，在实际使用中若控制不好，不能100%回灌，则具有潜在的不确定性影响。另外，武汉市地下水资源虽然比较丰富，但由于不同区域的地质构造不同，并且不同区域地下水含量也不同，有的区域应严禁采用或限制该技术。

　　针对上述问题，课题组开展了“地下水地源热泵系统对地质环境的影响分析”、“地源热泵系统对地下水资源的影响分析”、“地源热泵系统热源井成井工艺及井群设计研究”、“地下水地源热泵系统设计及高效运行研究”、“地埋管单井换热能力及岩土热物性参数研究”、“冬夏季热平衡及岩土体温度场变化研究”、“地埋管地源热泵系统设计及高效运行研究”、“地源热泵系统推广应用的监管和政策性研究”等8项专题研究，取得了一系列的成果，总体结论是：

　　武汉市的气候特点和资源储藏都非常有利于地源热泵技术应用，并且具有雄厚的热泵技术研发能力和丰富的应用经验及一定的产业化基础，地源热泵技术可以在武汉市规模化应用，并有利于促进发展武汉市相关产品和设备。

四、武汉市地源热泵技术应用的主要问题和建议

1、制约地源热泵技术推广应用的主要问题

　　目前，武汉市地源热泵技术应用相对缓慢，主要原因有：

　　一是能源紧缺意识不强，可再生能源利用认知度不高。由于我国可再生能源利用尚未形成强大的公共舆论和社会环境，使得社会各方面缺乏可再生能源应用的紧迫感、积极性，缺乏对地源热泵这种绿色环保节能技术的认识。

　　二是缺乏政府的实质性优惠政策支持。地源热泵系统的初投资较高，技术难度较大，地下水地源热泵需取水许可，在没有政府政策引导和激励的情况下，业主投资积极性不高，地源热泵技术综合投资和运行成本以及环保优势，得不到充分发挥。

　　三是缺乏政府的统一监管。地源热泵建设涉及政府的不同管理部门，监测与管理的职责不明，缺乏相应的长期监控制度和手段，难以有效保证工程质量和正常运行。

2、地源热泵技术应用相关建议

　　一是市发改委会同税务局、建委、水务局、环保、供电等部门制定具体的系统用电、税费减免、经济补贴等相关鼓励政策和激励机制，推进新建、改扩建的建筑采用地源热泵系统，鼓励燃煤、燃油锅炉等改用地源热泵系统。在审批政府投资新建或改扩建的建筑项目时，引导项目建设单位优先采用地源热泵系统。

　　二是市水务局会同发改委、建委、规划局、国土房产局等部门严格地下水地源热泵系统建设项目的前期论证。市水务局加强地源热泵系统运营期间地下水水质、水位动态监测，定期对回灌水进行取样检验和登记。

　　三是市建委负责组织地源热泵系统施工阶段的监督、管理，监督建设单位依据相关标准和批准的施工设计方案组织工程竣工验收。建立全市地源热泵项目档案，并组织贯彻实施国家发布的热泵系统施工技术规范和我市技术实施细则。负责核查和监管地源热泵系统供暖制冷质量和运行效果。

　　四是市国土房产局负责地源热泵系统运营期间项目建设地点地质环境监测工作。

作者：张俊勇　武汉市建设委员会副主任