徐伟：可再生能源的应用和可再生方案

中国建筑科学院研究员 徐伟

【徐伟】各位来宾下午好！第一次参加住交会关于建筑节能论坛，来之前坦率讲，我并不太清楚会议参加者是什么人，我只是看见我们张院士、朱老师要参加，我想可能这个会格调很高，参加者还是有很高的水平，否则大家不回来开这么一个会。

【徐伟】会议主题是可再生能源的应用和可再生方案，这个题目很大，我讲什么呢？来之前马老师有个大的发言，我想还是就我们现在建筑中可再生能源应用比较多的两种形式之一，一种形式是太阳能，特别是太阳能热水，另外一种形式是地源热泵，我就地源热泵的国内发展情况以及解决方案与大家进行交流。

【徐伟】首先我回顾一下中国的地源热泵发展，如果从历史上讲，应该分几个阶段，一个阶段是上个世纪八十年代中期，国内一些研究机构开始对地源热泵进行了研究，其是停留在对于国外文献进行查查，国内进行简单的实验，工程应用没有。到九十年代，那时候开放后，很多专家到美国、瑞典、加拿大、德国考察，我去美国去学习技术，后来回来没有用武之地，没有项目可做。但是真正看到工程上的应用，应该说1996年，在辽宁邮电新村进入工程上的应用。到97年，克林顿访华，中美签订科技合作项目，把地源热泵技术作为重要合作内容之一，当时确定三个示范工程，北京一个嘉禾丽园，宁波有个雅戈尔，广州有个职业学校，这是中美合作开展的三个示范工程。美国庞大的咨询队伍也开了很多会。

【徐伟】到了本世纪初，我们开始大范围的应用，从地域来说主要是北京、山东比较多一些。2001年，北京横有源公司发明了同井抽灌地下水热泵系统，2005年，建设部将地源热泵技术列为建筑业十项推广新技术之一。06年1月1日，国家资源总局和建设部联合颁布国家标准，地源热泵工程技术规范，这个标准的实施对当时规范市场、引导市场起到了积极作用。去年国家财政部和建设部发布了关于推进可再生能源在建设中应用的实施意见，建立专项基金对国家级地源热泵示范项目提供引导性的财政补贴。07年，启动了示范城市的项目。

【徐伟】按照原来的计划，实际分三年进行财政支持，06年、07年、08年，07年筛选完毕，150多个项目，还有08年一年。我们从地源热泵市场来看，大概是这么一个情况，根据我们的调查分析，现有从事工程，已经建成的工程来讲，面积5万平米以上占了16%，1到5万平米占了42%，1万平米以下也占42%，从工程项目大小来看，应该说中小型项目居多，发展潜力是巨大的。

【徐伟】从地源热泵分类来看，因为地源热泵有三大类，一类是地下水，一类是土壤源，还有一类是地表水，地下水在目前已经建成的占比例比较高，45%，土壤源占了35%，地表水占20%，但是现在发生了变化，地下水在减少，土壤源在扩大，地表水也在扩大。

【徐伟】实际地源热泵机组，包括国外企业、中国企业，粗略统计有一百家以上，但是真正有市场、规模的，一类是集中式，一类是分散式，分散式是美国系统，集中式是借鉴欧洲式的经验。关于我们国家发展地源热泵方面，特别是土壤源热泵方面，业界关注是我们这个软件，这太专业，不介绍了。

【徐伟】针对我们国家切断我稍微做一下总结，中国发展地源热泵，应该说跟我们国家的建筑区域划分，还有我们的气侯条件密切相关，从这张图可以看到，按照我们建筑的热供划分可以分五个气侯区，北方供暖为主，南方供冷为主，但是大多数区域又有热又有冷的需求，这样冷热的需求，多气候带形式决定了我们国家应该多种形式并存，因地制宜进行推广应用。

【徐伟】从我们发展特点总结出来，以技术为先导，行业推进，政府引导和市场选择。技术界做了很多大量基础性工作，和我们的行业推广、行业的引导密切相关，同时和政府推广也有关系，特别是去年两部委建立引导性资金的支持起了很大作用。但是最终我认为是市场选择，没有市场选择，任何开发商、建设者，我相信都是高智力人组成，不可能是随意选择。我们国家发展实际是借鉴欧洲和北美经验，欧洲和北美经验不同，很多人说相同，实际不一样，北美经验来讲，特别是美国，把供热、供冷结合起来，而欧洲大多数是供热不供冷，从系统组成形式不太完全一样的。

【徐伟】中国一个是引进消化吸收，国外有什么经验吸收进来，哪个流派，哪种观点都有，另外一点我们国家对地源热泵推广方面和国际上发展的经验来讲也有很大的不同，最大不同在哪？我们国家的投资和发达国家相比，就是传统的供热供冷相比是略高或持平，这点国际社会不是这样看。我参加国际热泵大会，欧美七八个国家做的调查，克服热泵发展的最大障碍是投资价格问题，我们国家由于人力资源和材料相对比较便宜，因此现在的投资费用来说，和常规空调相比不是很大，这和国际的发展惯例不一样，我们与先进国家发展惯例上有个很大区别。为什么我们大大采用，因为我们价格没有他们那么高。很多地区地源热泵报价比常规系统还便宜。

【徐伟】下面稍微回顾一下工程应用，把这五年的工程介绍一下。这是青岛的一个项目，在山上部分是酒店，山下是高尔夫俱乐部、海鲜一条街，这条项目近邻海边，背靠山，山下有巨大的水库，这个项目采用了多种形式，山上酒店利用水库，高尔夫俱乐部采用水平地埋管，因为高尔夫球场很大。另外那条街是利用海水，参数我就不说了。还有它的建筑面积、复合面积，右面是水平埋管辐射的图。

【徐伟】我们奥运村这个项目影响很大，是用清河污水处理场处理后的再生水，通过2.5公里的管网输送到奥运中心区，通过大型热泵机组，夏天供冷冬天供热，从决策者上有争议，在技术层面也有争议，了上了又停停了又上，现在已经建成，2007年夏天已经开始初运行。这个项目当时最大的问题就是可靠性，按照奥组委的要求，奥运村是所有运动员、教练、官员居住的地方，而且集中在夏天，8月8日到8月22日这十五天内，对空调供冷可靠性，当时提到万无一失，否则另配一套冷源，最终结果没有配，当时领导者觉得不放心，谁敢保障不出问题。

【徐伟】这个项目投资量很大，采用BOT形式，投资方投，投资方运行，与传统投资模式不一样。这里我认为最大的问题就是今后的运行成本，当时北京发改委在批的时候，关于运行成本，当时投资方和业主之间存在着5元左右的差距，就是到底今后怎么收费，因为它不是单纯建设方自己投钱，是能源方投钱。将近40万平米奥运村，除了供热供冷，还有供生活用水。

【徐伟】这是管道长度，致冷能力32兆瓦，致热能动37兆瓦。这是南京朗诗园，从结构来说是低能耗或超低能耗，从能源讲采用的形式不同，这也是我们国内最早用土壤能热泵为住宅进行供热供冷。最大特点是地下换热器通过装机换热，不够部分用室外土壤源打孔换热器进行运行，去年开始运行。这个项目从北京到南京，当时遇到很大的风险。为了化解风险，可能还采取了辅助措施，这就不展开说了，这个项目在22万平米。

【徐伟】另外是北京用友软件园，这个软件园为了打造现代化的园区，占地面积很大，可以看规划图，都是低层、低密度办公场所，我看了以后觉得跟美国大型软件公司没有什么两样，工作环境相当好，可不是我们现在一般人所说的办公条件，前面有湖泊、草坪。这样一个园区当时采用地源热泵加冰蓄冷方案，总建筑面积30万平米。不是地源热泵提供100%，而是提供60%左右，还有常规能源作为调风使用。地源热泵造价来看每平米才270元，我们低价格低成本。

【徐伟】另外一个项目是威海之星，威海一般人不住的，一般人住在烟台、青岛，威海就是路过，看一看就走了，威海政府为了改造环境，有个点亮威海工程，之一就是建立空中客车桥梁，然后建设超五星级宾馆，要留住游客，这个塔建在海里的，冬天供暖也好，夏天的供冷也好，用什么方式？论证了很多次，最后决定用海水源热泵，这个项目正在做，我去了两次。建这个项目很不容易，首先要坐过去才能在那施工。这么重大的工程只有在中国的今天才能开展。

【徐伟】还有一个，在地源热泵推广过程中很有影响的项目，就是大庆让湖路小区，实际是即有建筑，过去是大庆公司住宅小区，长期以来，石油炼化公司有大量的冷却塔的余热要散发到空气中，为了吸收余热，把余热利用起来，怎么进行采暖呢？当然正好这个小区是地面采暖，因此把余热从工厂买下来，吸收进来变成高一点的温度，就是能够地面采暖的温度，然后送到室内，这样一来，非常低的价格能够得到比较好的热量。项目我个人认为是很值得推广，因为它既为工厂解决了余热排放，同时又解决了当地燃煤的污染。50万平米第一期已经完成，总共320万平米。

【徐伟】这是沈阳城建北陵生活园区，沈阳政府对此项目很重视，这个项目论证来说很充分。另外谈到北京的奥运村就不得不提上海的世博园，北京搞了上海也要搞，世博园这么大影响的项目，两个月前刚刚开标完成，谁中标不清楚。两个地方要用，一个是地下商业街，用地下土壤源热泵，第二是夏天要把黄埔江水引进来。黄埔江水大家知道比较浑浊，并不是清澈，对水的处理来讲难度很大，这个项目的实施肯定有不同的看法，目前已经实施了，因为招标已经完成。可见最近几年中国重大的工程，有影响力的项目都采用了地源热泵技术。

【徐伟】还有武汉新火车站，这就不多谈了，因为这个项目风险太大，我个人认为风险很大，武汉火车站建完后，武汉高速火车站同样用这样的方式，我们从一般小型项目越用越大。当然还有其他的一些项目就不一一列举。北京人可能对九华山庄比较熟悉，这是亚太最大的郊外展览中心，用的就是地源热泵供暖系统。对于MOMA也是利用了地源热泵技术，工程也是非常大。

【徐伟】刚才罗列了一些，并不是说都很完善，我不是这个意思，我只是说中国现在发展之快。

【徐伟】下面我说一下存在哪些问题，发展这么快肯定是会有问题，我刚才列举的，2006年大概申办项目有300多个示范工程，今年大概会报400多个，这么快存在什么问题呢？我想给大家讲一下。

【徐伟】发展现在那么快，存在的问题很多，特别是今年遇到物价上涨，遇到通货膨胀的压力，明年采取紧缩货币政策。那么地源热泵存在什么问题呢？我想说几个主要问题，对于第下水这一类，现在的核心问题是否能够保证地下水的回灌，现在很多地区地下水越来越少，也是由于地下水回灌产生的困难，所以各地区做了很多限制条件，设置了门槛。像北京、沈阳已经开展了无线监控地下水回灌监控，你必须回。

【徐伟】回灌问题实际也是很大的挑战，从工程意义来讲完全是因工程而宜，分地区而宜，有些很困难不宜开展。当然地下水和地面沉降，地下水温影响，相关部门也在开展这方面的工作。

【徐伟】对于土壤源热泵系统，很多问题，刚才列了一下，我认为蓝色是我重点要讲的，现在土壤源热泵，在实施过程中，我们热响应实验方法出现问题，你仔细看所有的依据来源于测试，测试不准确造成最后方案差距很大，测试不准确，除了仪表不准以外，更主要的方式是我们的方法不统一，我们没有一个相应的国家标准、行业标准来统一。我觉得全世界也很重视这点，我们不可能是理论上、书本上抄点数据就可以，必须要通过当地的实验来得到。

【徐伟】另外是地下换热不平衡问题，往地下排热和地下吸热出现很大不平衡，时间长了会不节能。再有土壤源热被还有复合调节问题，就是我们如何和室内建筑能热需求相结合。还有这些问题，比如回填材料，用什么材料。现在集成商都保密，我们标准规范推荐了一种方法，但只是推荐，各个集成商有自己的经验。

【徐伟】关于地表水，地表水的含义很多，包括江水、海水、湖水、污水、城市再生水，都包括这一大类里，我右边下面图是美国新泽西州一所学院，学院园区用了旁边的湖水。在这里面，我认为有什么问题呢？当然基础资料贫乏，是因为我们有些工作没有做到，主要是对海水防垢防腐的处理没有根本解决。另外我们对海水热泵系统的经济性评价，因为海水源热泵通常都很大，因为是小温差大流量，这样经济性评价怎么才能更合理。还有一个环境评价，我们不管利用湖水、海水，夏级要提高，冬季要下降，对水体都会有影响，多大范围才没有问题，这是我们系统优化存在着问题，也是从环保方面讲也存在着的问题。

【徐伟】西方国家在这方面来说，虽然没有明文规定，但是应用起来非常小心，不管是日本的项目还是北美的项目，还是欧洲的项目，对环境影响评价非常慎重。

【徐伟】另外对原生污水热泵，原生污水在我们国家处理，目前处理工艺绝大多数要进行加热，进行生物化学处理，如果是这种处理工艺，用原生污水热泵，我先要降温，供热起到效果了，但是对污水处理场来说又要加温上去，这一边节省能源，一边浪费能源。我们污水处理厂和研究机构也在寻找用不加温的方式。这个问题特别是在东北地区使用会遇到，冬天比较寒冷，这是很重要的问题。

【徐伟】另外我们讲的取水口和排水口，因为地表水，不管是江水湖水，取水口从哪取，是否会影响航道，是否影响正常的工程。比如今年重庆，重庆今年遇到百年不遇的干旱，水位急剧下降，下降大什么程度？原来所有取水口都取不出水了，如果我们要正常运转的话就不是出问题了。所以处理地表水方面这些关键问题很重要。

【徐伟】当然还有其他问题，这多数属于管理上的问题，我觉得现在地源热泵工程最大问题是缺乏论证，业主、开发商头脑一热，请几人琢磨琢磨就搞了，没有什么科学论证。更不用说系统优化了，你可以看到很多项目系统优化很差，就是满足最不利的条件，剩下都不管。

【徐伟】另外地源热泵很重要一条，系统的问题，现在节能问题，追根到底，就是要进行检测评估，真正做到节能。当然我们对地源热泵推广，特别是可再生能源推广，还遇到障碍是我们设计安装的专业技术人员，相对来说对它的认知度不高，设计院要设计，基本上除了个别设计院，绝大部分还做不了，还给专业的公司做。做不了有两个，一个是要学习才会，他没有时间学习，我们现在是产业化设计，哪有时间学习。从设计安装角度讲，现在技术的普及还是非常弱。

【徐伟】另外地源热泵要做的好，值得推广，我们对它后续性能评估非常重要，对于是否用得好还要在建完运行后做个评价，使好的技术用在好的地方，达到好的结果，这点非常重要。这两天我们也在启动可再生能源建筑应用的测评准则、程序和检测方法，就是如何来说明它好用，现在没有人做这工作，都是自己说好，这点非常关键。

【徐伟】关于解决方案，无外乎两大部分，一部分是从管理政策方面，规范市场，监管力度，加强行业自律。从技术方面讲，主要是一方面把适用性和实用范围进一步细化，第二对环境影响的评价，另外要有相当多的检测技术，因为有很多实验，要在现场做。包括我们对地埋管回填材料的应用，以及防堵塞方法的研究，以及地源热泵的评估体系以及运行性能的评价方法，这都需要我们开展研究，来适应当前地源热泵推广这么快，解决它存在的问题。讲了这么多，讲的不对的地方请大家批评指正，谢谢大家！