第三個是政策瓶頸。雖說淺層地熱能比太陽能和風能的優勢要多得多,卻像一隻醜小鴨,政府並沒有在這些方麵給予政策的相應扶持,尤其是我國的華南地區更沒有。
需要喬布斯一樣的創新領袖:在未來的一段時間內,要發展地熱能行業最需要什麼?毫無疑問,創新在以後就是這個行業的關鍵。熱泵與計算機有相似之處。電腦從起初的一個龐然大物到現在的iPad,其核心推動力就是技術創新。熱泵如果能夠像計算機一樣快速提高效率、縮小體積,它的應用形態和範圍將會發生無法預計的變化。有的人常常這樣說,節能是一種造福人類的方法,改變世界也是少不了熱泵。
都知道,創新對一個行業重要,不過創新不能隻是概念上的創新,創新要和實用相結合,與拿來主義相結合。如某公司擁有30多項發明和實用新型專利,許多發明和專利都既有創新性,同時實用性也是它的一個特點,沒有市場的專利是不會受到人們關注的。
在現代人的生活中,地能熱泵空調已經有很多了、未來將集合在物聯網上,通過網絡平台,實現地能、空氣能、太陽能等能源的綜合利用,形成一個複合多源地能的智能終端,還能夠調節冰箱、熱水、電力、給排水之間的冷熱能源平衡。要想有這樣一個前途,這個行業必須要有很多的人才願意付出努力,同時還需要一些魄力人物對它進行開拓、改變和實現。
第二節 地熱是怎樣供暖的
地能就是地表淺層地熱資源,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47%的太陽能量,比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限製,真正是量大麵廣、無處不在。正因為它的一些優點和發展前途,地能也是清潔的可再生能源。利用它所消耗的能量(如電能)把吸取的全部熱能(即電能+吸收的熱能)一同給予高溫熱源,就是熱泵機組的能量流動。而其所耗能量的作用是使製冷劑氟利昂壓縮至高溫高壓狀態,吸收低溫熱源中熱能的目標就實現了,而且它還能對人們有益處。
地熱供暖應該是人們首先想到的供暖方式,也是人們理想的供暖設施。地暖最主要的特點就是房間內溫度均勻,因此從人體感覺的角度,不會感覺到地暖的空間裏有溫度不均勻的現象。從熱效率上考慮,地暖有水暖和電暖兩種,鑒於電費比較高,而且電熱地暖用電量非常高,因此直接沒有考慮,水暖地暖是采用采暖爐(有點像大號的熱水器)。現在的采暖爐非常“聰明”,你設置好溫度以後,到設定溫度,燃燒部分會自動關閉,而隻有功率很小的水循環泵在工作,當溫度低到一定值後采暖爐會自動燃燒,因為不是一直在燃燒所以並不廢燃氣,基本是晚上回家開到早上上班前。另外要告訴大家,燃氣地暖是可以劃區域獨立開關的,比如睡覺的時候隻開臥室,看電視的時候隻開客廳。也許有的人會提出這樣的觀點,就是地暖預熱速度慢,現實生活中,通常意義上采暖爐工作20分鍾之後腳部就能感覺到明顯的溫度,感覺不到冷的時候也就是30~40分鍾以後的事了。還有,做地暖和其他用水加熱也可以用到這種采暖爐。
我國北方地區城鎮居民一般在冬季的時候都是需要采暖設施的。從新中國成立以來,發展經濟、提高人民生活水平和改善環境這些方麵都是在供熱事業的發展下呈現的良好局麵。但長期形成的職工家庭用熱、職工單位交費的福利供熱製度積累的矛盾和問題比較多,尤其是收費難、設施老化、能耗高、浪費大、環境汙染嚴重等,影響了城鎮供熱事業的健康發展。通過改革城鎮供熱體製,切實解決福利供熱製度中存在的矛盾和問題,是保障北方地區居民采暖,落實建設節約型社會要求的一項重要工作。改革的重要性和緊迫性是地暖使用的過程中特別要注意的,其實可以這樣看,供熱體製改革是和人民群眾切身利益、社會穩定和建設節約型社會緊密相連的關鍵,人們要統一思想、轉變觀念,這樣供熱體製改革的各項工作才能順利展開。
人造地熱能充當了21世紀的頂尖級能源,它是在全球暖化對於幹淨能源的大量需求的情況下產生的,一種21世紀顯學的新方法就形成了。最初,這一概念在70年代就已經提出,但是一直沒有受到重視,因為地熱分布地區極為受限,於是有人提出采用深度鑽孔技術於任何地方鑽至靠近地底熔岩附近300度以上的區域,至少鑽兩個井,一井注入熱水,一井收回地熱蒸汽發電,如果成本允許鑽更多回收井則可以減少散失蒸汽,增加發電效能。雖然原理簡單,但是由於所需井深極深達5千米以上,又要通過許多堅硬花崗岩地殼,傳統衝鑽法需磨損數百具高價鑽頭,成本太大,而地底狀況難以掌握,有可能鑽出水汽不能流通的廢井,加上地熱被大眾媒體關注不如太陽能和風力高,諸多因素使人不願投資而停於實驗階段。不過,新興科技像水熱鑽機、等離子鑽機的概念早就被人們認識到,鑽井成本下降很多的可能性很大,並且它的優點是很多的,比如它的建設時間、成本和大眾疑慮肯定沒有核能要考慮得多,所以它很符合新世紀環境節約型社會的理念,對緩解能源危機起到很大的作用。
一、地熱還需要完善的方麵
完善供熱價格形成機製
政府定價要在城鎮供熱中真正實行起來,可以通過合理補償成本、合理確定收益、維護消費者利益的原則,對供熱價格形成機製進行進一步的完善。建立熱價與燃料價格的聯動機製。各地區人民政府可根據本地區供熱的燃料特點,當煤炭等燃料價格在一年內變化達到或超過10%後,相應調整熱力生產的出廠和供熱銷售價格。有條件的地區,同時還有財政補貼的辦法,煤炭價格上漲對供熱企業的影響就會有一個很大的補給,可以實現正常供熱。
逐步推進供熱商品化、貨幣化
由房屋產權單位或職工所在單位統包的福利用熱製度是需要取消的,改為由居民采暖用戶直接向供熱企業交納采暖費,實行用熱商品化。同時,實行將采暖費補貼由“暗補”變“明補”。各地區在製定采暖費補貼政策時,應根據職工和離退休人員住房標準、收入水平、城鎮供熱平均價格、采暖期限、企業和財政承受能力等因素,合理確定總體補貼水平,統籌考慮各類人群的補貼標準和發放辦法。采暖補貼資金來源為原“暗補”時財政、單位用於職工的采暖費用。一定意義上供熱商品化、貨幣化的局麵最多要在大約兩年的時間裏實現,當然了,落實到各個地方還是需要實事求是。
培育和完善供熱市場
在對各地區的供熱體製進行改革時,必須最大限度地利用市場機製,這樣投資多元化、運營企業化、服務社會化,提高供熱投資運營效率和產品質量就會實現,並且改善供熱服務,滿足用戶需求。要加大國有供熱企業的改革力度,推進建立現代企業製度,提高市場競爭能力和應變能力。還有,可以考慮引進非公有資本等各種經濟成分的企業,讓它們在熱源廠、供熱管網的投資、建設、改造和經營方麵充分發揮它們各自的優勢。
切實保障低收入困難群體采暖
城鎮供熱體製改革過程中要考慮全麵,對城鎮低收入困難家庭冬季采暖的問題一定要給予足夠的重視。在製定配套政策措施時,要將解決好城鎮低收入困難家庭采暖問題作為重點內容,按照屬地管理原則,切實落實資金,通過多種途徑,采取多種措施加以解決。城鎮低收入困難家庭采暖資金的籌集,以同級人民政府為主,上級人民政府可通過適當方式給予補助。另外,有關中央財政將對地方一般性轉移支付的問題、城鎮低收入困難家庭采暖保障支出方麵的問題等都需要全麵綜合地考慮。
優化配置城鎮供熱資源
可以采取以集中供熱為主的供熱方式,同時多種方式可綜合使用,鼓勵開發和利用地熱、太陽能等可再生能源及清潔能源供熱。各地區要按照城鎮總體規劃,編製城鎮供熱發展專項規劃,優化城鎮供熱結構;要從保護環境、節約土地、提高熱能利用效率出發,積極整合供熱資源;機關、企事業單位後勤部門分散供熱的模式在一定的程度上是需要改變的,供熱的社會化、專業化要求是要達到的。
大力促進供熱采暖節能工作
各地區要在仔細研究、認真分析的基礎上形成經驗,製定政策措施的時候還要考慮各地的實際情況,對城鎮供熱采暖係統的節能改造是需要切實加強的。要嚴格按照城鎮供熱采暖係統國家工程建設標準,積極運用水力平衡、氣候補償、溫控和計量等方麵的先進適用技術,加大資金投入力度,改造供熱設施和管網,改進消煙除塵係統,汙染物達標排放,充分挖掘現有係統供熱能力,提高能源利用效率,改善環境質量。各地區都要加強城鎮建築節能標準的實施力度,新建建築嚴格按照節能標準進行設計、施工及驗收;對既有建築要製定節能改造計劃,積極采取措施,組織實施城鎮既有居民住宅和公共建築節能改造,盡快提高建築節能水平和熱能效率。依據熱量計量收費的製度是要倡導的,對供、用熱雙方的節能起到一個很好的調節作用。對於新建住宅和公共建築樓前熱計量表和散熱器恒溫控製閥需要提前安裝,分戶熱計量條件也是新建住宅要滿足的;已經建好的住宅要因地製宜,合理確定熱計量方式,在改造建築節能的同時還要對熱計量係統進行改造。
加強供熱市場監管和應急保障
建立、健全相關法規也是各地區要思考的問題,認真執行國家有關技術標準規範,建立市場準入製度,對供熱市場準入、退出、價格、質量和安全等實行有效監管,規範供熱市場秩序,切實維護供、用熱雙方的合法權益。要建立健全城鎮供熱預警和應急保障機製,製定應對各種突發事件的應急預案,確保安全穩定供熱。對可能出現供熱燃料緊張的地區,要實行供熱燃料應急儲備製度。那些不能正常供熱的企業可以采取相應的措施,如果沒有辦法的可以考慮實行臨時接管。
切實加強組織領導
加強組織領導也是各地區要十分重視的事,高度重視思想政治和宣傳工作,進一步引導城鎮居民轉變福利供熱采暖觀念。要認真處理好改革與穩定的關係,妥善解決各種利益群體之間的矛盾,切實做好低收入困難群體的采暖保障工作,保障供熱和安全。要將此項改革列入本地區“十一五”規劃和年度計劃中,抓緊製定相關政策和實施方案。各項改革方案的出台均要廣泛征求社會意見,做到民主、科學、公正、公開。國務院有關部門要按照各自職能,盡快製定各項配套政策,加強對城鎮供熱體製改革工作的指導和監督檢查,保證改革的順利進行。對完善部際聯席會議製度和發揮協調作用能從很多的方麵來進行,同時還要快速地總結經驗,考慮解決問題的關鍵。
二、“地熱”成“低碳時代”供暖模式
地熱供暖在安裝以後,還要注意哪些問題,換句話說就是安裝過程中遇到的問題應該怎樣解決?低溫熱水地麵輻射供暖係統的加熱管安裝完畢後,在澆搗混凝土填充層前,應按隱蔽工程要求;由施工單位會同監理單位進行中間驗收。低溫熱水地麵輻射供暖係統,進行中間驗收時,必須對以下項目進行檢驗,並作出結論:絕熱層的厚度、鋪設及材料的物理性能是否符合要求;加熱管的材料、管外徑、壁厚、管間距、彎曲半徑等是否符合設計規定,固定是否可靠,伸縮縫是否按規定敷設完畢;加熱管及加熱管與分、集水器的連接處有無滲漏。集水器(含連接件等)安裝後應有成品保護措施,出地麵的套管應有固定措施。填充層內加熱管不應有接頭。以下各項要求還是低溫熱水地麵輻射供暖工程中要注意的,這樣一來,竣工驗收就有了保障。設計要求和本規程的各項規定就是這個項目首先要考慮的,表麵看不出裂縫的分別是填充層、麵層,還要檢查管道、閥門和連接配件無滲漏和閥門啟閉靈活,要實行關閉嚴密的製度。
現在,社會上最大的民生問題可以說是供暖,如果單說供暖城市邊緣地區和農村的話,就是安裝了城市供暖管網供暖距離所造成的能源損耗也是相當巨大的。那麼,如何探尋一種“低碳時代”下的供暖模式呢?還有的人認為,地源熱泵可以優先考慮,恒溫的地下水這種“綠色空調”進行采暖可以對它進行循環使用,節能減排通過這種方式就可以達到了。
除了地熱供暖之外還有許多的供暖方式。像低溫熱水輻射供暖也是一種新的供暖方式,它是最成熟、使用曆史最長、采用該技術用戶最多的一種地采暖方式。尤其是在我國的北方地區,應用較為普遍。從技術層麵上來看,低溫熱水地麵輻射供暖的供熱溫度無法通過頻繁控製進水閥門實現,隻能靠控製供水溫度和回水溫度實現。根據對北方地區的實際測定,地熱工程驗收時,如果地表麵的溫度在35℃~38℃,安裝地板後,地板表麵的溫度一般大約是25℃~28℃,20℃~22℃是房間的平均溫度。因此,地表麵溫度的設定是有科學依據的。
還有一種就是電熱膜地暖。其實,電熱膜地暖和我國北方用的電褥子有著很相似的特點,電熱膜中裝有電熱線,當電熱線發熱時,將熱量散發在室內。這種方法使用非常簡單,首先在地麵上鋪一層隔熱材料,防止熱量向樓下傳導,然後再將電熱膜直接鋪在地麵上,在電熱膜的上邊可以直接鋪地板革、地毯或者地熱地板,用溫度調節器調控電熱膜溫度。一般情況下,電熱膜直接接觸地板,電熱膜的溫度就相當於地表麵溫度,所以,溫度在38℃以內是對它的要求。因為這樣不僅能保證室內的溫度,同時還能保證地板的使用安全。
此外,還有一種熱半導體地暖,自控溫發熱元件也就是熱半導體電熱膜,在高級轎車上麵的電熱座椅和電熱靠背用的最多的就是這項技術。在日本也被試驗用於高速公路和飛機的跑道上。在雪天,通電後,將高速公路和飛機跑道上的雪融化。近幾年開始,被逐漸用於地熱供暖上。熱半導體的原理是在烯烴塑料薄片中加入一些特殊性粉末,通電後塑料開始發熱。隨著溫度的上升,粉末的分子排列會自動錯開,熱半導體的內部電阻增大,電流相應減小,發熱功率受到抑製。根據這種特征,薄片塑料發熱體的自身溫度可以保持在40℃前後(保證地板的使用安全和室內的溫度),既安全又節能。這種設備在不通電的時候,材料的溫度不會很高,粉末的分子會仍舊保持原狀,任何化學反應和機械動作都不會出現,既沒有聲音,又沒有氣味,十分柔和就成了它的溫度的特點,人們有時根本感覺不到身邊有采暖設備。
此外,有一點需要弄清楚,地熱采暖的應用過程中,不會存在超過28℃的地表溫度,如果超過這個溫度的話,會影響地板的使用壽命和使用周期。一般的家庭,冬季室溫達到22℃左右,就已經很舒服了,正常升溫的話,是不會影響電暖地暖的使用的。關閉地熱係統,注意降溫要漸進。隨著季節的推移,當天氣暖和起來,室內不再需要地熱係統供暖時,應注意關閉地熱係統也要有一個過程,地板的降溫過程也要循序漸進,不可驟降,如果降溫速度太快的話,也會影響地板的使用壽命。一般來說,安裝於混凝土層或其他地麵材料中的暖線無異於任何埋藏於建築牆體中的電線,其壽命幾乎與建築物壽命相當,試驗模擬證明其工作壽命至少50年,在使用中不需要進行維護。即使在使用的過程中出現問題,一般都是因為外在機械性損害,如螺釘釘入混凝土層損傷電纜。這種情況下,可立刻確認故障位置,將該區域上的混凝土除去,剪取受損的一段暖線,再將暖線連接起來,用耐熱絕緣材料密封。如果碰到一些很複雜的情況時,能通過專業儀器測量進而找到故障存在的位置,並且對它進行修複。
三、供熱管道熱損失嚴重
出現嚴重的熱損時,浪費就會接踵而至了。供暖出現問題最多的就是那些小鍋爐供暖的老房子。棄管小區和老房子的樓道,有的窗戶不全,有的是木頭的樓道門,有的甚至沒有樓道門,因為在外麵裸露了很多供暖管道,熱量沒有進入居民家時,在樓道裏就會損失很大的一部分。
地熱采暖無汙染是沒法推翻的:因為地下淺層地熱資源就是通過地源熱泵才被人們很好地利用的,又因為它是一種既可供熱又可製冷的高效節能的空調係統,可廣泛應用於商業樓宇、公共建築、住宅公寓、學校、醫院等建築物。“地熱”采暖的一大好處就是環保,沒有氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放,無汙染。現在,“地熱”采暖在北京等地早進入了運行階段,而且有了很大的收獲。
地熱在農村發展並不理想:正因為地源熱泵技術的綠色環保、節能清潔、控製設備簡單等優點,所以越來越多的人都認可它了。不過存在的事實是,我國農村的地源熱泵技術發展並不是很好。劉春堂在調查中發現,北京周邊農村家庭平均年用煤2.9噸,用電920千瓦/時,液化氣3~4罐。在家庭總能源消費中,煤炭占74%,電力占13%,液化氣占8%,秸稈等生物質能源僅占5%。農村居民家庭能源消費2.9噸煤中用於采暖的達到2.3噸,比例接近80%。按照熱量折算,家庭能源消費中的60%左右用於冬季采暖,78%的家庭認為采暖負擔重。大連周邊農村的能源消費情況和北京情況基本一樣。地熱在農村推廣中所遇到的問題,主要是地源熱泵係統的初投資較高,單體型住宅單平方米造價通常都在350~400元左右,集中型樓房住宅單平方米造價通常都在150~200元左右,造成了農村居民使用不起的局麵。同時,農村建築物的保溫措施普遍不好,造成熱損失較大,繼而造成采暖負荷大和運行費用的偏高。此外,由於目前水、地源熱泵係統大都用於公共建築當中,因而係統的使用都有專業技術人員參與。不過,在普通居民家庭使用的時候,尤其是在農村家庭進行使用時,會出現操作失誤,更有甚者會損壞係統。