能源緊張、環境污染、生態破壞已經成為人類社會面臨的共同的嚴峻挑戰，實現可持續發展已成為國際共識。開發利用清潔可再生能源是落實科學發展觀、建設資源節約和環境友好型社會、實現可持續發展的基本要求，是保護環境、應對氣候變化的重要措施，是開拓新的經濟增長領域、促進經濟轉型的重要選擇。

　　可再生能源是指資源不因開發利用而減少或可周期性恢復的非化石能源，主要包括水能、風能、太陽能、生物質能、地熱能和海洋能等。可再生能源資源潛力大、環境污染低，可永續利用。水電技術成熟，已得到大規模開發利用。風能、太陽能、生物質能高效利用和地熱能、海洋能技術屬于發展中的新技術，正在加快發展。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?？稍偕茉春托履茉创碇茉吹陌l展方向。武漢市可再生能源中水能、風能、太陽能、生物質能、地熱能等資源豐富，發展前景廣闊。

　　為了推廣應用地源熱泵技術，推進“節能減排”工作，我們從2007年10月起，歷時近兩年時間，組織完成了“武漢地區地源熱泵推廣應用技術”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，結合武漢水文地質和氣候特點進行專題技術攻關,總結提出了武漢地區地源熱泵系統的技術體系和成套技術，對地源熱泵系統應用的適宜性進行了分區，提出了開發利用的原則，以及在武漢地區規模化應用和產業化的技術標準、發展規劃和政策建議。5月12日，武漢市科技局邀請住房和城鄉建設部以及中國建筑設計研究院等單位的國內知名專家、勘察大師召開了鑒定會，經鑒定，研究成果達到國際先進水平。武漢市建委就相關問題經征求市發改委、市水務局、市科技局意見，現將有關情況報告如下：

一、地源熱泵技術主要特點和武漢市的應用優勢　　地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（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能空調系統，俗稱“地溫空調”，是典型的可再生能源利用技術，在武漢市應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，再通過管線內的介質（水）與土壤進行熱交換。

與常規中央空調比較其優勢明顯：

一是節能效果顯著，采用不同的工藝和方式可節省常規能源20～40%。

二是環保效益顯著，與采用燃煤鍋爐相比，熱泵技術污染物排放可減少50～70%，與電供暖制冷相比（考慮電力產生造成的污染），可減少40％以上。

三是運行成本較低，可節省30%～50%的運行費用。

　　武漢地區地下水源、巖土蓄熱體的溫度一年四季相對穩定，基本保持在18～20℃，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的空調冷熱源，使得地源熱泵機組運行更可靠、更穩定，保證了地源熱泵系統的高效性和經濟性，而且武漢地區冬冷夏熱，相對北方地區制冷供熱需求更廣泛，更能保證地下熱平衡，保護環境。

　　根據武漢市地下水開采分區統計數據，城區每年可開采利用的地下水總量為11632.32萬噸，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和生活所需，開發利用程度很低，推廣應用地下水地源熱泵系統，具備很大的發展空間，若全部作為地源熱泵空調系統冷熱源利用，在正常使用條件下，可供4039萬㎡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。具有工業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，可發展污水源熱泵系統。

二、武漢市地源熱泵技術應用的基本情況　　武漢市自2001年開始采用該技術，至今有武昌火車站、塔子湖體育中心、市美術館、市雜技廳、百步亭花園小區、省地礦局高層住宅、國土資源廳大樓等50棟建筑應用，其中，采用地下水地源熱泵系統的為34棟，面積103萬㎡，地埋管地源熱泵系統的為16棟，面積57萬㎡。清江花園小區評為國家科技示范工程、泰躍金河評為2005年國家可再生能源利用示范和2006年十大建筑節能工程。

　　在建項目中，經武漢市建委組織申報，省出入境檢驗檢疫局大樓、武漢理工大學綜合樓等7個建面超過2萬㎡、采用地源熱泵系統的建筑工程列為國家可再生能源建筑應用示范項目，另外，在建的武漢火車站、漢口火車站主站房等都設計有地源熱泵系統，上述一批大型公建實施后將對我市地源熱泵技術利用起到積極示范作用。

　　已運行工程的跟蹤觀測表明，我市現有的地源熱泵系統運行基本正常，未出現過大的故障或問題，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，未對周圍建筑物和地質環境造成不良影響。在取水、回灌井成井工藝及監管到位的情況下，能夠做到100%回灌。市水務局對部分運行地下水地源熱泵系統監測表明，地下水水溫、水質無明顯異常，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、內蒙古、沈陽、寧波、銀川等省（市）、自治區、直轄市出臺了針對地源熱泵技術應用的地方法規，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，并逐步規模化推廣應用。

三、武漢市地源熱泵應用研究的主要技術內容及結論　　地埋管地源熱泵通過埋在土壤（或巖層）中密閉管線內的介質與土壤（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，初始投資較常規中央空調高30%～50%。

　　地下水地源熱泵初始投資與常規中央空調基本持平，由于是抽取30～50米深地下水進行熱交換，為避免導致地質災害、危及建筑安全，要求抽取的地下水必須全部回灌，但由于地質條件的復雜性，在實際使用中若控制不好，不能100%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，但由于不同區域的地質構造不同，并且不同區域地下水含量也不同，有的區域應嚴禁采用或限制該技術。

　　針對上述問題，課題組開展了“地下水地源熱泵系統對地質環境的影響分析”、“地源熱泵系統對地下水資源的影響分析”、“地源熱泵系統熱源井成井工藝及井群設計研究”、“地下水地源熱泵系統設計及高效運行研究”、“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設計及高效運行研究”、“地源熱泵系統推廣應用的監管和政策性研究”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應用，并且具有雄厚的熱泵技術研發能力和豐富的應用經驗及一定的產業化基礎，地源熱泵技術可以在武漢市規?；瘧茫⒂欣诖龠M發展武漢市相關產品和設備。

四、武漢市地源熱泵技術應用的主要問題和建議1、制約地源熱泵技術推廣應用的主要問題

　　目前，武漢市地源熱泵技術應用相對緩慢，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境，使得社會各方面缺乏可再生能源應用的緊迫感、積極性，缺乏對地源熱泵這種綠色環保節能技術的認識。

　　二是缺乏政府的實質性優惠政策支持。地源熱泵系統的初投資較高，技術難度較大，地下水地源熱泵需取水許可，在沒有政府政策引導和激勵的情況下，業主投資積極性不高，地源熱泵技術綜合投資和運行成本以及環保優勢，得不到充分發揮。

　　三是缺乏政府的統一監管。地源熱泵建設涉及政府的不同管理部門，監測與管理的職責不明，缺乏相應的長期監控制度和手段，難以有效保證工程質量和正常運行。

2、地源熱泵技術應用相關建議

　　一是市發改委會同稅務局、建委、水務局、環保、供電等部門制定具體的系統用電、稅費減免、經濟補貼等相關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，鼓勵燃煤、燃油鍋爐等改用地源熱泵系統。在審批政府投資新建或改擴建的建筑項目時，引導項目建設單位優先采用地源熱泵系統。

　　二是市水務局會同發改委、建委、規劃局、國土房產局等部門嚴格地下水地源熱泵系統建設項目的前期論證。市水務局加強地源熱泵系統運營期間地下水水質、水位動態監測，定期對回灌水進行取樣檢驗和登記。

　　三是市建委負責組織地源熱泵系統施工階段的監督、管理，監督建設單位依據相關標準和批準的施工設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布的熱泵系統施工技術規范和我市技術實施細則。負責核查和監管地源熱泵系統供暖制冷質量和運行效果。

　　四是市國土房產局負責地源熱泵系統運營期間項目建設地點地質環境監測工作。

作者：張俊勇　武漢市建設委員會副主任