1樓：中地數媒
鄭克棪（中國能源學會地熱專業委員會）
摘要：在世界地熱能直接利用中，應用地熱熱幫浦開發淺層地熱能已在近些年內獨占鰲頭，其裝機容量和利用能量均以每年超過20%的速度飛速增長，因為它適應了高效節能和環境保護的需要，而且經濟可行、普遍適用。由此分析**地熱熱幫浦也必將在我國具有遠大的開發前景。
1 前言
2023年1月1日起我國《可再生能源法》開始實施，作為可再生能源之一的地熱能可以而且應當做些什麼呢？伴隨著20世紀70年代世界石油危機而掀起的地熱新能源開發，在30多年的發展歷程中又發現了新的亮點，那就是利用淺層地熱能的地熱（地源）熱幫浦開發技術。近10餘年來的這一股世界潮流給我們指引出一條光明大道，地熱（地源）熱幫浦史無前例的高效率和高環保效益，也必將在我國有巨大的發展前景。
地熱工作者應該獲得先知，掌握市場，為地熱（地源）熱幫浦系統的大發展做好準備，為中國地熱在世界上的貢獻繼續努力。
2 地熱熱幫浦在世界上的大發展
五年一次的世界地熱大會總是給我們帶來世界地熱現狀的最新訊息。在2023年義大利的世界地熱大會上，有幾篇文章嘗試著總結了井下換熱器、熱幫浦和地下儲熱的技術狀況和發展水平。然而，2023年日本和2023年土耳其的世界地熱大會上，這一技術和應用就出現了突飛猛進的新局面。
在2023年，地熱熱幫浦在世界26個國家中共安裝了50萬台裝置，**機5275兆瓦熱量（mwt），是2023年的2.84倍，平均每年增長23.3%，佔世界地熱直接利用**機容量的34.
8%，首次超過了地熱供暖的份額（21.5%）。
從地熱熱幫浦利用的能量來說，2023年達6465gwh，5年內增長了59.2%，平均每年增長9.7%，它在地熱直接利用的能量中佔12.
2%，尚未超過地熱供暖的份額（22.5%）。
至2023年，世界上33個國家已安裝了130萬台地熱熱幫浦裝置，**機15723mwt，是2023年的2.98倍，每年增長24.4%，佔世界地熱直接利用**機容量的56.
5%，已是地熱供暖份額（14.9%）的3.8倍。
從地熱熱幫浦利用的能量來說，2023年達到24076gwh，是2023年的3.72倍，每年增長30%。它在地熱直接利用的能量中已佔到最大份額為33.
2%，遠遠超過了地熱供暖的份額（20.2%）。
地熱熱幫浦和地熱供暖的統計詳見表1和圖1。其規律為：
表1 世界地源熱幫浦和地熱供暖十年的發展對比
注：佔百分比指佔世界地熱直接利用總量的百分比。
圖1 地源熱幫浦和地熱供暖的裝機與能量對比
（1）地熱熱幫浦和地熱供暖的裝機容量與利用能量都是逐年增長的，只是地熱熱幫浦的增長速度更大，因此後來超過了地熱供暖。
（2）地熱熱幫浦的增長速度，在1995～2023年間雖已高於地熱供暖，但仍顯相對緩慢，而在2000～2023年間其裝機容量和利用能量均有高速的增長。地熱供暖在該兩段時期的增長速度相當。
（3）地熱熱幫浦單位裝機容量的利用能量小，而地熱供暖單位裝機容量的利用能量大。在圖1中可看出前者的二**表差別不大，而後者的二**表差別顯著。
3 地熱熱幫浦的優勢所在
地熱熱幫浦能成為世界上發展最快的可再生能源之一，其原因就在於它的高效率和無汙染，而且經濟可行、普遍適用。
（1）熱幫浦機組的高效率在供暖模式上用執行係數cop來表示，它是輸出能量與輸入能量（電能）之比，目前熱幫浦機組的cop一般都能達到3～4。這等於說，熱幫浦的效率是300%～400%，而我們知道，空調機（空氣-空氣熱幫浦）的效率是200%，電的效率是100%，燃油的效率是90%，燃煤的效率是55%，因此熱幫浦的效率是最高的。熱幫浦的效率為什麼這麼高？
因為它消耗電能之外，另從低溫的地下水或土壤中吸取了大量的能量。
（2）專家稱，熱幫浦作為供熱裝量可以減少全球6%以上的二氧化碳排放量，它是目前市場上可獲得的減少二氧化碳排放量最大的單項技術之一。雖然熱幫浦本身不排放二氧化碳，但電廠發電時的二氧化碳排放有1/3至1/4要算在熱幫浦的賬上，但沒有其它汙染產生。
（3）地熱熱幫浦利用淺層地溫的能源只需要鑽50～100m深的鑽孔，有的地方或許需要200m深，但比起地熱井要鑽1000～3000m來就經濟、簡易得多。
（4）淺層地熱能的資源條件到處具備，不像地熱井那樣受到地域侷限，它基本上是普遍適用於世界各地，哪怕是寒帶也無妨。
4 地熱熱幫浦在我國的發展前景
當前世界上地熱熱幫浦發展最快的主要是美國和西歐、北歐等國家。中國雖然是發展中國家，但我們現在已經具備了地熱熱幫浦發展所需的各項條件：
（1）現在我國經濟實力強大，電力**基本充足，雖然一些地區電力緊張，但電力建設都在規劃和實施之中，每年都有發展。相對20世紀70年代開發地熱之初，天津大學教授就提出了熱幫浦技術，但當初電力**緊張，所以只能免談了。
（2）我國有相當豐富的淺層地熱能資源，國土地理位置主要在溫帶，無論淺層地下水或土壤中的溫度，利用100～200m深度就足夠我們消耗。不像地處寒帶的挪威，為了利用熱幫浦，將取熱的鑽孔鑽到了400m深度。
（3）社會發展和人民生活水平提高之後，冬季供暖和夏季製冷的需求日益強烈，像過去黃河以南有不供暖的「規定」早就不成為約束了。為了辦公和生活條件的舒適，願意將資金投在這方面。
（4）我們已經掌握了地熱熱幫浦的各項相關技術，雖然熱幫浦中的關鍵部件高壓壓縮機目前主要依靠進口，但我國已有了國產熱幫浦工廠，有大、中、小型產品，能設計安裝，也有了國家標準gb50366-2005，也規定了應由具有勘察資質的專業隊伍來承擔工程勘察。這些都是有利於規範市場、有利於地熱熱幫浦產業發展的技術基礎。
（5）適應於我國建設節約型社會和提倡環境保護的宗旨，地熱熱幫浦在世界上的公譽也必將在我國得到認可，得到大發展。
地熱熱幫浦在我國的發展現狀，可以看一下北京的例子：北京地熱勘查和開發進行了35年，地熱供暖的面積現在共40萬m2；但地熱熱幫浦在北京發展不足5年，現熱幫浦供暖面積已超過400萬m2。
5 結語
利用地熱熱幫浦開發淺層地熱能的技術和資源條件已經具備，熱幫浦的最高效率和高度環保更贏得世界的青睞，因此，熱幫浦技術和產業正在世界上得到高速發展。我國也已具備相應的發展條件，發展前景非常看好。
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