恒有源科技发展有限公司(2) |
| http://www.sina.com.cn 2007/03/04 21:54 |
项目综述：
1)企业所面临的环境问题及其根源
能源危机、环境污染、自然资源能否可持续利用是中国乃至全球性的问题。开发利用可再生能源是缓解能源危机、降低环境污染、促进自然资源可持续利用的重要手段。
(1)能源危机
中国作为最大的发展中国家，正处于经济高速增长阶段，呈现出高储蓄、高投资、高耗能的特征。2004年，中国经济总量占世界经济总量的4.4%，而石油和煤炭的需求量则分别占世界的7.4%和31%。2005年，中国能源消费量为22.2亿吨标准煤，比2004年增长9.5%，中国现在已经成为仅次于美国的第二大石油消费国。据有关专家预测，到2020年，中国石油进口量将超过5亿吨，天然气进口量将超过1000亿立方米，两者的对外依存度将分别为70%和50%。
积极发展可再生能源，对于减少对传统能源的依赖程度、促进经济社会可持续发展、保障国家能源安全具有重要意义。
HYY地能热泵系统是大规模安全开发利用浅层地能的国际先进技术，突破了推广开发利用浅层地能的瓶颈。
(2)环境污染
环境议题在人类的可持续发展中已经上升为一个战略性问题，日益增长的环保要求使得发展可再生能源已经成为保护环境、改善生态环境的重要技术手段。
据联合国环境规划署(UNEP)统计数据表明：建筑业消耗的能源占全球总能耗的25～40%，其产生的固体废弃物占全球总量的30～40%，而其排放的温室气体约占全球总排放量的20～40%。UNEP为此于2006年推出了“可持续建筑和建造倡议”，大力倡导全球绿色建筑的发展。
HYY地能热泵系统在运行过程中对使用区域不产生任何污染物的排放，能够有效保护地下水资源，并达到能源状态的均衡和稳定。在建筑中推广应用HYY地能热泵系统符合全球绿色建筑的发展趋势。
(3)自然资源的可持续利用
庞大的建筑能耗，已经成为我国国民经济的巨大负担。我国现有建筑面积为400亿平方米，绝大部分为高能耗建筑，能耗水平是发达国家的3倍。预计到2020年，总建筑面积将达到700亿平方米。以目前的用能水平，届时建筑用能将达到10.9亿吨标煤。若从2010年开始，我国新建建筑全部实现65%的节能标准，到2020年建筑用能可降至7.5亿吨标煤。因此，做好建筑节能工作对保证自然资源的可持续利用具有重要意义。
由于建筑采暖能耗占了社会总能耗的20%以上，占了建筑总能耗的绝大部分，HYY地能热泵系统以浅层地能作为建筑物供暖(冷)和生活热水的首选替代能源，实现能源按品位分级合理利用，经济节能，运行高效，是自然资源可持续利用的有效方法。
2)项目目标
(1)将浅层地能作为建筑供暖首选替代能源
我国在浅层地能采集利用技术的研发和应用方面居于世界领先地位，产生了具有原始创新、引进创新、集成创新的自主知识产权的核心技术，为科学开发利用浅层地能作为供暖替代能源提供了可靠的技术保障，使浅层地能成为建筑供暖的首选替代能源。
(2)实现能源按品位分级科学合理利用
供暖是全面建设小康社会、提高人民生活水平最基本的需求之一，又是社会耗能大户。北京这样的大都市仅用于建筑采暖的能耗就达到社会能耗总量的20%以上，但是供暖需要的能源品位在人类所有用能需求中可以说是最低的。HYY低能热泵系统利用10-20℃的低品位浅层地能满足建筑18-26℃的供暖需求，避免了对煤、油、燃气高品位能源的消耗，从而成为将能源按品位分级科学合理利用的典范。
(3)提高能源利用效率
地能热泵供暖系统是联合能源系统，以地能为主，电能为辅，能够有效提高能源利用效率。在各种供暖系统中，一次能源利用率最高，超过100%，并且在使用地无任何污染
。
(1)为改善人居环境提供可持续利用的清洁能源
利用可再生能源作为替代能源满足低品位能源需求，已经成为世界范围内公认的缓解能源危机和生态危机的有效办法。
浅层地能是以间接利用太阳能为主的清洁可再生能源。太阳射向地球的能量有51%由陆地及海洋吸收后，与地心热综合作用在地表以下数百米内形成了一个相对恒温层(25℃以下)。浅层地能绝大部分蕴含于相对恒温层中的土壤、砂岩中，储量巨大、再生迅速、分布广泛、连续稳定、温度四季适中，常年维持在15-20℃左右，最接近建筑供暖的低品位能源需求，绝大部分蕴含于地表以下数百米内相对恒温层中的土壤、砂岩中，全国400米深度内可利用的浅层地能相当于2004年全国源消耗总量的1100倍，是巨大的“绿色能源宝库”。
地能热泵供暖系统对于人类而言，相当于开辟了新的能源及新的用能方式，浅层地能采集技术的发展使浅层地能成为建筑供暖的首选替代能源，为改善人居环境提供了可持续利用的清洁能源。
3)项目设计
具有原始创新、引进创新、集成创新的HYY地能热泵系统拥有50项国内外专利技术，它由能量采集系统、能量提升系统和末端释放系统三部分组成。下面分别说明三部分的创新之处，并以供暖工况简述工作原理。
(1)原始创新——能量采集系统
能量采集系统是以恒有源原始创新的单井抽灌技术为核心，以液体为介质，以水泵为输送动力，将浅层地下的热能采集后送入换热器，与来自能量提升系统的循环水进行热交换，使循环水持续获得热量。这种能量采集方式克服了传统浅层地能采集方式存在的诸多问题(参阅表2)，能够在在保证不污染地下水，不破坏地质结构，具有广泛的适应性，又能高效提取浅层地能，使浅层地能成为建筑供暖(冷)和生活热水的首选替代能源，开辟了大规模安全开发利用浅层地能这种清洁可再生能源的新篇章。
恒有源公司在发展过程持续创新，根据适合工程的不同低品位能的特点，采用不同的低品位能采集技术。如：山西太原中水能量采集技术、山东某电厂冷却塔冷却水余热采集技术、上海某玻璃集团利用河水能量采集技术、北京某工厂工业冷却水余热采集技术、小型建筑(别墅小区)的竖直地埋管浅层地能采集技术等多种低品位能量采集技术，进一步完善了恒有源低品位能量采集技术体系架构。可以说，只要是有太阳照射的地方都可以根据不同地质情况、采用不同的浅层地能采集方式进行地能采集；不同的采集方式会有不同的成本，结合实际加以利用，保证建筑物室温在18-26℃之间。
(2)引进创新——能量提升系统
能量提升系统是恒有源以国外成熟的热泵技术为基础，将其引伸发展为创新的双温热泵核心设备。引进热泵技术利用少量的电能，将浅层地能提取出来后，蒸发器中的液态制冷剂吸收循环水中的热量后汽化，被电动压缩机加压，利用逆卡诺循环原理提升到较高的温度，然后进入冷凝器与末端循环水进行热交换，释放出热量，同时制冷剂冷凝成液体，经膨胀阀截流降压后再次进入蒸发器完成一次循环。恒有源的能量提升系统经省部级鉴定，达到国际了先进水平。恒有源的双温热泵这一引进创新技术，在原有技术的基础上进一步发觉设备潜力，提高出水温度，使之可直接取代现存建筑中的燃煤燃油采暖系统，完成对现存建筑进行的能源改造。这一引进创新为国家在建筑节能方面开辟了一个新的途径。
(3)集成创新——因地制宜的油画解决方案
恒有源公司通过充分了解项目所在地的水文地质条件、建筑形式、建筑规模、供暖制冷工况要求等多种因素，结合暖通空调技术，将能量采集系统、能量提升系统、末端释放系统加以优化设计，集成为该项目最适宜选取的地能热泵空调系统。每一个这样的系统，都具有其独特性，选取最佳配置的能量采集方式和和能量提升方式，并经过精心匹配的末端释放系统，为建筑物供暖(冷)和提供生活热水，都完成了一次成功的集成创新。这样的继承创新将人类生活和浅层地能前所未有地紧密结合在一起。
4)项目结果(包括社会影响，可量化的生态影响，经济指标)
恒有源公司将浅层地能作为建筑供暖首选替代能源，实现了能源按品位分级利用。
(1)社会意义
① 是实现“十一五”规划中关于建筑节能任务的有效方法
建筑能耗约占我国总能耗的20%～30%，其中供热和制冷的能耗约占50%～60%。“十一五”规划提出未来五年中单位GDP能耗下降20%，每年建筑节能需要实现2020万吨标煤，减排8000万吨二氧化碳气体的任务。初步估算建筑物供暖用能每年按比例节约量为485万吨标煤。
要想实现这个目标，不仅要改善建筑材料围护结构,还要采用高效能的供暖(冷)和生活热水方式替代传统方式、用清洁可再生能源替代传统能源。
HYY地能热泵系统开发利用浅层地能为建筑供暖(冷)和生活热水，从能源供给方式上就可保证建筑物总能耗的50%以上利用可再生能源。如果达到每年为6000万平方米建筑物供暖(冷)和生活热水，仅供暖每年就可实现建筑节能85万吨标煤，为实现国家“十一五”规划节能目标提供了强有力的支持。
② 有利于供暖体制改革
A、能源单位投资成本低
我国供暖体制是一个自下而上的福利性质的公益事业，国家实行补贴。从能源单位投资成本来看，每投资1kW能源，浅层地能至少比煤电节约2000元，比水电节约3000元，比风电节约5000元
B、运行费用低
2004年4月，北京市统计局信息咨询中心通过对应用HYY地能热泵系统的11个具有不同建筑类别工程的整个供暖季的运行数据进行分析，分析结果表明。被调查建筑中有7项工程低于燃煤集中供热的最低采暖价格，占被调查工程约70%；被调查建筑100%低于燃油、燃气、电锅炉供暖价格；并且系统环保，无任何气态、液态和固态污染物排放，系统环保效果突出。
C、一套设备、多种功能、适应广泛
HYY地能热泵系统由于其能源状态是稳定的，可以作为单独的能源供应系统，并且能够同时提供采暖、制冷和热水，集三功能于一体，其建设成本只相当于所配套建筑物传统中央空调制冷系统的价格。而且该系统适用于多种地质情况，适合不同建筑类型，是我国建筑物供暖(冷)和生活热水行业中最具成长潜力的自主品牌。
因此，HYY地能热泵系统作为一种成熟的三联供系统，不仅有丰富的浅层地能资源作为传统供暖(冷)和生活热水的替代能源，而且市场前景广阔。推广应用HYY地能热泵系统为建筑供暖(冷)和生活热水将在我国的供暖体制走向市场化中发挥积极作用。
③ 多方受益，利国利民
HYY地能热泵供暖系统一次能源利用效率高于传统供暖系统，能够增加电网冬季用电、减少电网夏季尖峰电的需求，对于发电企业来讲，可以增加冬季发电量，提高设备利用率，摊薄发电成本，提高电厂效益；对于电力公司来讲，可以增加全年电力销售；对于国家来讲，可以节约能源，节省电力建设投资。
④ 承担企业社会责任，保护地下水资源
恒有源公司积极承担企业社会责任，自筹资金委托北京市水环境监测中心连续5年对单井抽灌取热井对地下水质量的影响实施监测，在高效开发利用浅层地能的同时确保地下水资源得到有效保护。
监测结果表明：单井抽灌能量采集技术是一个以水为介质的密闭循环的热量采集装置，是土壤源热泵系统的一种。HYY地能热泵系统的地能采集、能量提升和能量释放分别采用三个闭式循环，运行过程中没有水资源消耗，对区域地下水状态和地质结构无影响。
(2)环保意义
将浅层地能作为供暖替代能源，只要采集方式确保在不消耗、不污染水资源的同时，不造成潜在地质灾害，没有废物排出，就可以做到使用区域零污染，同时也延长了煤、油、气等矿物资源的使用年限，具有重大环保意义。
应用HYY地能热泵系统为350万平米建筑物供暖(冷)和生活热水比传统低效用电方式每年仅供暖可以实现替代燃煤约13万吨标煤，减排二氧化碳约33万吨(参阅表4)，间接为国家节约了环境治理费用。
(3)经济意义
将浅层地能作为供暖替代能源，对缓解我国经济高速发展中的能源与环境的瓶颈，保证新农村建设的建筑供暖，具有重大经济意义。
① 地能热泵供暖系统和传统能源供暖系统的区别
传统供暖方式是单一能源利用方式，通过锅炉设备燃烧煤、天然气、油等矿物质燃料，产生高于800℃的高温，将此热量传递给水(低于100℃)，通过水的循环，满足建筑物的供暖需求(室内温度18-26℃)。整个过程是能量从高品位到低品位传递的过程，综合能源利用效率低于99%。
地能热泵供暖是联合能源利用方式，地能为主，电能为辅。以少量花钱的电能转换为机械能提取大量不花钱的低品位浅层地能(25℃以下)，实现能量从低品位到高品位的逆向传递，以满足建筑供暖需求(18-26℃)，是能源按品位分级科学合理利用的典范，系统能源综合利用效率达到300%以上，而且使用过程中没有任何气态、固态、液态污染物的排放。
传统供暖方式相比于地能热泵的高效用能方式是能源的浪费，而且造成了环境的污染。
③ 不同供暖系统能源使用流程分析
若单指机房造价，地能热泵供暖系统要高于传统供暖方式，但是传统供暖方式中隐含了国家大量财政投入，包括一次能源开采、燃料运输、二次能源建设、热力管网建设、固态废弃物处理、气态污染物治理等许多间接费用，而且是异地使用；而浅层地能热泵系统的能量采集与能量使用是同时同地完成，见下图。若加上间接建设及环境治理费用，传统供暖方式的造价要高于地能热泵供暖系统。
(4)国际意义
将浅层地能作为供暖替代能源，倡导开发“绿色能源宝库”，说明我国注重可再生能源开发利用，让人类生活前所未有的和可再生能源结合在一起的同时，为缓解世界范围的能源供求矛盾做出积极贡献，具有重大国际意义。恒有源公司以一个企业的实际行动，对世界环境做出了超过京都议定书的规定的承诺和实际贡献。
