地源熱泵:深挖淺層地熱能潛力,實現碳中和_清潔能源_地大熱能

“雙碳行動”是應對氣候變暖的國際行動的一部分。歐盟國家是“碳中和”的首倡者，他們提出要在2050年達到碳中和。我國去年9月承諾，2030年碳達峰，2060年達到碳中和。地源熱泵:深挖淺層地熱能潛力,實現碳中和_清潔能源_地大熱能  碳中和的概念，就是人為排放的二氧化碳（化石燃料利用和土地利用），被人為努力（木材蓄積量、土壤有機碳、工程封存等）和自然過程（海洋吸收、侵蝕-沉積過程的碳埋藏、堿性土壤的固碳等）所吸收。目前全球每年排放的二氧化碳大約是400億噸，其中14%來自土地利用，86%來自化石燃料利用。排放出來的這些二氧化碳，大約46%留在大氣，23%被海洋吸收，31%被陸地吸收。這個數據可能不是特別準，但百年以來碳循環基本上就是這么一個規律。

接近2060年的時候，因為人為排放下降了，二氧化碳分壓降低，海洋吸收可能也會相應降低，但降低的幅度現在很難預測。陸地土壤沉積的固碳過程還是會存在，甚至有可能會加強。所以，不得不排放的二氧化碳，就要通過生態建設、工程封存等措施去除掉，這樣才能達到中和。
考慮如何依靠人為努力，比如生態建設、工程封存、土壤固碳等措施來進行碳固定，其中重要的一項舉措就是提高非碳能源占比。地熱能作為清潔、低碳的清潔能源之一，也是實現碳中和不可或缺的一種非碳能源。


地熱能是來自地球內部的天然、可再生熱能，儲量豐富、分布較廣、穩定可靠，不帶有害物質，不受任何天氣狀況的影響，可以隨時采用，是極具發展潛力的能源。可分為淺層地熱資源、水熱型地熱資源和干熱巖地熱資源，利用形式包括以取暖、制冷、工業干燥為主的熱能直接利用和地熱發電。中國地質調查局調查結果顯示，我國336個地級以上城市規劃區范圍內淺層地熱能年可采資源量折合7億噸標準煤，水熱型地熱能年可采資源量折合18.65億噸標準煤；干熱巖型地熱能基礎資源量折合856萬億噸標準煤。

地源熱泵系統是一種供熱制冷的新能源應用系統，它是利用地下淺層地熱能進行的。由于淺層地溫能幾乎不受資源淺層地熱能，是一種清潔的可再生能源，具有節能、環保、應用范圍廣、安全等特性。基于地源熱泵系統既可制冷又可供熱的特性，其主要應用分為兩種：地源熱泵空調系統和地源熱泵熱水系統。

地源熱泵空調系統的構成較為復雜，包括淺層地熱能采集系統、水源熱泵機組、冷熱分配系統和空氣處理系統等四個部分，運作的原理是首先利用地源熱泵轉化淺層地熱能，從而為智能建筑提供制冷、制熱服務。它利用水與地熱能進行冷熱交換來作為熱泵的冷熱源，在冬季，把室外的地下水熱量通過循環水，為室內提供熱量，進行供暖；在夏季，循環水把室內的熱量交換出來，帶到地下水，此時地下作為室內熱量的排放區域。地源熱泵空調系統具有能源的可再生優越性，高效、節能、環保、無污染等特性，且占地面積少，應用廣泛，具有極高的社會效益和市場潛力。

地源熱泵熱水系統是利用地源熱泵，提取淺層土壤熱能、地表水熱能或地下水熱能等低溫熱源，再將它們轉化為生活熱水。它由淺層地能采集系統、水源熱泵機組和熱水供應裝置等子系統構成，其中，淺層地能采集系統能夠提取淺層土壤熱能、地下水熱能、地表水熱能，然后通過水源熱泵機組進行熱交換，最后通過熱水供應裝置實現對建筑的熱水供應。地源熱泵熱水系統具有高效節能、能源利用率高、受自然環境影響較小、工作時限無限制、占地面積小、環境安全。過程可靠的優點，在未來有極大的發展潛力。

深挖淺層地熱能潛力，并將其融入建筑設計之中，已經成為當今時代不可逆轉的趨勢和潮流。人類社會向前發展，經濟增長和大眾生活水平提高的進一步需求是推廣節能、節地、節水、節材的綠色建筑，從而改善生活和工作環境。通過在建筑行業推廣淺層地熱能，能夠有效替代傳統能源，減少污染物排放，是緩解能源危機、減少環境污染、促進經濟持續發展、助力實現碳中和的一項重要舉措。