在實現(xiàn)“雙碳”目標的進程中，交通領(lǐng)域作為用能大戶頗受各界關(guān)注。交通領(lǐng)域用能不僅涉及交通工具的用能，也涉及交通基礎(chǔ)設(shè)施的用能，后者在很大程度上與建筑用能相關(guān)。近日，黨中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》，提出建設(shè)綠色交通基礎(chǔ)設(shè)施，“提升新建車站、機場、碼頭、高速公路設(shè)施綠色化智能化水平，推進既有交通基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能降碳改造提升，建設(shè)一批低碳（近零碳）車站、機場、碼頭、高速公路服務(wù)區(qū)”，為交通基礎(chǔ)設(shè)施綠色用能指明了方向。
我國是能源消費大國，其中建筑用能占能源消費總量的20%左右。當前，建筑運行階段的年碳排放量在20億噸左右，占全國碳排放總量的1/5?！兑庖姟诽岢鼋ㄔO(shè)低碳（近零碳）車站、機場、碼頭、高速公路服務(wù)區(qū)，其核心要求是提升這些場所的新能源消費水平。而在眾多新能源中，地熱具有穩(wěn)定性好的天然優(yōu)勢，可作為“最佳選項”。
從資源埋深及溫度等角度分類，地熱可分為淺層地熱、中深層地熱及干熱巖等。溫泉、地熱供暖等屬于中深層地熱開發(fā)利用，淺層地熱資源的開發(fā)受關(guān)注較少。實際上，自20世紀80年代起，我國就開始引進淺層地熱開發(fā)相關(guān)技術(shù)并應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。
資料顯示，我國地源熱泵最早應(yīng)用在1989年10月投運的上海某開發(fā)區(qū)辦公樓。1997年，中美兩國開展節(jié)能領(lǐng)域的相關(guān)合作，地源熱泵是合作重點之一。20世紀90年代之后，地源熱泵示范項目在北京、廣州和杭州陸續(xù)建成。如今，地源熱泵技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)具有一定的市場規(guī)模，國內(nèi)生產(chǎn)地源熱泵的廠家有100多家，國內(nèi)也逐漸引進國外先進的地源熱泵技術(shù)。無論是規(guī)模還是質(zhì)量，我國地源熱泵技術(shù)都在逐漸接近世界先進水平。
但是，社會各界對淺層地熱尚缺乏概念，更多的認識是將開發(fā)利用淺層地熱的地源熱泵及其技術(shù)視為一種特殊形式的空調(diào)。事實上，在干熱巖技術(shù)取得大規(guī)模突破之前，200米以淺的地熱資源及技術(shù)（包括水源熱泵技術(shù)）更有施展空間。
中深層地熱受資源稟賦及分布制約，開發(fā)利用受限制，而淺層地熱基本上可以“就地取材”。目前應(yīng)用地源熱泵技術(shù)的建筑遍布大江南北，也說明了淺層地熱開發(fā)利用的普遍適用性。將淺層地熱資源利用好，既能滿足人民群眾對居所冬暖夏涼的要求，又能減少化石能源的消費，繼而減少二氧化碳排放，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和。特別是秦嶺淮河以南的地區(qū)，夏天常出現(xiàn)“火爐”天氣，冬天又不具備集中供暖的條件，推動淺層地熱的開發(fā)利用，可以有效兼顧冬季供暖和夏季制冷的需求。此外，我國人口主要分布在中東部地區(qū)，機場、車站等交通基礎(chǔ)設(shè)施密度較大，是未來增量基建的主要發(fā)生地，也是設(shè)施能源綠色化改造的重點區(qū)域。
與空氣源熱泵、空調(diào)相比，地源熱泵最大的優(yōu)勢是能效比較高，可最大程度實現(xiàn)建筑低碳甚至近零碳，但實施該技術(shù)對建筑的容積率有特殊要求。若建筑的容積率太高，會導致埋管面積不足，繼而出現(xiàn)供熱制冷與實際需求不匹配的現(xiàn)象。因此，地源熱泵系統(tǒng)在歐美國家多用于低容積率、低負荷密度的建筑。地源熱泵的技術(shù)特性也決定了基于淺層地熱的供熱改造在大多數(shù)老舊小區(qū)難以實施。因為這些小區(qū)的容積率過高，不具備足夠的埋管面積及施工條件?！兑庖姟诽岢觥敖ㄔO(shè)一批低碳（近零碳）車站、機場、碼頭、高速公路服務(wù)區(qū)”，則為淺層地熱的應(yīng)用創(chuàng)造了條件 。一般而言，新建機場、車站選址布局在城市郊區(qū)，具有足夠的施工埋管面積，非常有利于推廣淺層地熱。目前國內(nèi)很多公共建筑均采用該技術(shù)且運行狀況良好，有發(fā)展基礎(chǔ)。
從技術(shù)方面看，淺層地熱開發(fā)利用存在的主要問題之一是地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的便捷程度還需進一步提升，未來主要依靠技術(shù)進步和創(chuàng)新驅(qū)動。《意見》提出提升交通設(shè)施的智能化運行水平，也是未來開發(fā)利用淺層地熱的重要技術(shù)發(fā)展選項，宜邊干邊學，穩(wěn)步推進地源熱泵技術(shù)的智能化水平。《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》提出，到2035年，我國綜合立體交通網(wǎng)實體線網(wǎng)總規(guī)模合計70萬公里左右（不含國際陸路通道境外段、空中及海上航路、郵路里程）。由此可見，未來交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有很大的增長空間，機場、車站、倉儲設(shè)施的綠色用能需求將為地熱提供更大的舞臺。
從國際方面看，發(fā)達國家發(fā)展地熱的做法對我國也有借鑒意義。美國能源部2019年發(fā)布《地熱愿景：駕馭我們腳下的熱能》認為，發(fā)展地熱有助于提升本國的能源多樣性，更好地保障能源安全，并對地熱產(chǎn)業(yè)化作出規(guī)劃，提倡就地取材，將地熱作為用電與冷暖空調(diào)的供應(yīng)能源。我國是化石能源消費大國，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整任務(wù)迫切，鑒于地熱資源稟賦雄厚、分布廣泛，宜加大開發(fā)利用力度以跟上綠色交通基礎(chǔ)建設(shè)步伐，為經(jīng)濟社會全面綠色低碳轉(zhuǎn)型作出貢獻。
來源：中國石化報作者：中國石化經(jīng)濟技術(shù)研究院 羅佐縣
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