地源热泵:深挖浅层地热能潜力,实现碳中和_清洁能源_地大热能

“双碳行动”是应对气候变暖的国际行动的一部分。欧盟国家是“碳中和”的首倡者，他们提出要在2050年达到碳中和。我国去年9月承诺，2030年碳达峰，2060年达到碳中和。地源热泵:深挖浅层地热能潜力,实现碳中和_清洁能源_地大热能  碳中和的概念，就是人为排放的二氧化碳（化石燃料利用和土地利用），被人为努力（木材蓄积量、土壤有机碳、工程封存等）和自然过程（海洋吸收、侵蚀-沉积过程的碳埋藏、碱性土壤的固碳等）所吸收。目前全球每年排放的二氧化碳大约是400亿吨，其中14%来自土地利用，86%来自化石燃料利用。排放出来的这些二氧化碳，大约46%留在大气，23%被海洋吸收，31%被陆地吸收。这个数据可能不是特别准，但百年以来碳循环基本上就是这么一个规律。

接近2060年的时候，因为人为排放下降了，二氧化碳分压降低，海洋吸收可能也会相应降低，但降低的幅度现在很难预测。陆地土壤沉积的固碳过程还是会存在，甚至有可能会加强。所以，不得不排放的二氧化碳，就要通过生态建设、工程封存等措施去除掉，这样才能达到中和。
考虑如何依靠人为努力，比如生态建设、工程封存、土壤固碳等措施来进行碳固定，其中重要的一项举措就是提高非碳能源占比。地热能作为清洁、低碳的清洁能源之一，也是实现碳中和不可或缺的一种非碳能源。


地热能是来自地球内部的天然、可再生热能，储量丰富、分布较广、稳定可靠，不带有害物质，不受任何天气状况的影响，可以随时采用，是极具发展潜力的能源。可分为浅层地热资源、水热型地热资源和干热岩地热资源，利用形式包括以取暖、制冷、工业干燥为主的热能直接利用和地热发电。中国地质调查局调查结果显示，我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，水热型地热能年可采资源量折合18.65亿吨标准煤；干热岩型地热能基础资源量折合856万亿吨标准煤。

地源热泵系统是一种供热制冷的新能源应用系统，它是利用地下浅层地热能进行的。由于浅层地温能几乎不受资源浅层地热能，是一种清洁的可再生能源，具有节能、环保、应用范围广、安全等特性。基于地源热泵系统既可制冷又可供热的特性，其主要应用分为两种：地源热泵空调系统和地源热泵热水系统。

地源热泵空调系统的构成较为复杂，包括浅层地热能采集系统、水源热泵机组、冷热分配系统和空气处理系统等四个部分，运作的原理是首先利用地源热泵转化浅层地热能，从而为智能建筑提供制冷、制热服务。它利用水与地热能进行冷热交换来作为热泵的冷热源，在冬季，把室外的地下水热量通过循环水，为室内提供热量，进行供暖；在夏季，循环水把室内的热量交换出来，带到地下水，此时地下作为室内热量的排放区域。地源热泵空调系统具有能源的可再生优越性，高效、节能、环保、无污染等特性，且占地面积少，应用广泛，具有极高的社会效益和市场潜力。

地源热泵热水系统是利用地源热泵，提取浅层土壤热能、地表水热能或地下水热能等低温热源，再将它们转化为生活热水。它由浅层地能采集系统、水源热泵机组和热水供应装置等子系统构成，其中，浅层地能采集系统能够提取浅层土壤热能、地下水热能、地表水热能，然后通过水源热泵机组进行热交换，最后通过热水供应装置实现对建筑的热水供应。地源热泵热水系统具有高效节能、能源利用率高、受自然环境影响较小、工作时限无限制、占地面积小、环境安全。过程可靠的优点，在未来有极大的发展潜力。

深挖浅层地热能潜力，并将其融入建筑设计之中，已经成为当今时代不可逆转的趋势和潮流。人类社会向前发展，经济增长和大众生活水平提高的进一步需求是推广节能、节地、节水、节材的绿色建筑，从而改善生活和工作环境。通过在建筑行业推广浅层地热能，能够有效替代传统能源，减少污染物排放，是缓解能源危机、减少环境污染、促进经济持续发展、助力实现碳中和的一项重要举措。