地源熱泵

地源熱泵作為清潔能源供暖制冷技術:百億市場蓄勢待發

地大熱能地熱能+多能互補新聞網訊:地源熱泵“十四五”期間每年將有約379億市場空間,2025-2030年間每年將有481億市場空間。


今年3月印發的《“十四五”建筑節能綠色建筑發展規劃》指出,鼓勵各地因地制宜推廣使用地源熱泵技術,到2025年,推廣地熱能建筑應用面積1億平方米以上。在相關政策的支持下,地源熱泵市場有望迎來一波發展浪潮。


地源熱泵作為清潔能源供暖制冷技術:百億市場蓄勢待發-地大熱能

 

什么是地源熱泵?

 

地源熱泵系統指以巖土體、地下水地表水為低位熱源,由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統,是一種即可供熱又可制冷地熱能利用系統。


地熱供暖清潔供暖類型之一,它利用換熱系統提取地熱能再將之供給用戶來實現供暖。其中,地源熱泵技術是利用淺層地熱能來對建筑實現空氣調節。它可用于辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域等公共建筑,適用范圍廣泛。


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地源熱泵的經濟性

 

地源熱泵一度因為初始投資過高而推廣受阻,近年隨著技術更迭,其經濟性逐漸提高,加上國家對綠色建筑的大力推廣,地源熱泵的生態效益優勢得到彰顯。

 

我們將地源熱泵項目分為建造環節與運行環節,結合地源熱泵在大型公共建筑中的應用案例去討論其經濟可行性與生態效益。

 

1)建造環節:單位造價波動較大,但已能展現經濟性

 

地源熱泵在建造環節的主要計價方式為工程造價=設備購置費+安裝費用。

 

具體而言,不同類型的地源熱泵根據其技術特點會略有不同,如污水源熱泵工程造價包括熱泵機組、循環泵、管道、末端散熱設備及其相應的安裝費用、修建污水池及重新布置排水管道的材料和安裝費用;地埋管地源熱泵工程造價包括熱泵機組、循環泵、管道、末端設備及其相應的安裝費、鉆孔地埋管等材料和安裝費用。部分地源熱泵還需考慮地熱探礦權出讓費。但是在實際工程中,地源熱泵的單位面積造價波動較大,主要集中在100-2000元/m2的區間,具體需要結合具體項目的地熱資源條件、土地質底、建筑服務面積、建筑負荷要求等多方面因素評估。

 

在建造環節,地源熱泵的經濟性已經開始顯現。以地熱井+水源熱泵供暖系統在大型公共建筑中的應用案例為例。

 

城市熱網供暖方案的建設費用主要通過供熱工程建設費=建筑面積(m2)×供暖配套費標準(元/m2),供熱工程建設費按照建筑面積×160元/m2計取,收費面積為26.39萬m2,采用城市熱網供暖方案建設費為4222萬元;采用地熱供暖方案,考慮地熱探礦權出讓費等費用,其中地熱探礦權出讓費為193萬元,地熱井打井工程費用為2139萬元,水源熱泵、真空鍋爐等設備費用為367萬元,共計2699萬元,即可節約投資1523萬元,節約率36%。

 

2)運行環節:供熱成本較低,優勢顯著

 

地源熱泵在運行環節的主要計價方式為運行成本=電費+(耗用的其他燃料費)+水費+設備攤銷費+運行管理費。熱泵耗電,所以其電費是運行成本的重要組成部分,部分研究會直接以電費為供熱成本。以電力熱泵供暖為例,運行電費可以通過下列方法得到:供暖需求(kW)=供暖指標(W/m2)×供暖面積(m2)/1000;熱泵機組需求=供暖需求(kW)/熱泵機組的額定輸入電功率(kW);耗電量(kWh)=熱泵機組的額定輸入電功率(kW)×運轉時間(h)×熱泵機組數量;電費(元)=總耗電量kWh×電價(元/kWh)。

 

參考青島市2019年的電費、燃料費價格,天然氣價格按照4.0元/m3計算,峰谷電均價取0.66元/(kWh),低谷電價取0.32元/(kWh),生物質燃料價格按照1.0元/kg計算,各種類型的熱泵的供熱成本見下表,相較于鍋爐供熱,熱泵在供熱成本上有顯著優勢。


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地熱井+水源熱泵供暖系統在大型公共建筑中的應用案例為例,采用城市熱網供暖方案每年供暖費為1356萬元,采用地熱供暖方案,考慮設備攤銷問題,項目運行的第1-2年的年運行費用為607萬元,第3-5年建設費用為647萬元,第5年設備費用攤銷完后,第6年以后每年的運行費用約為574萬元,項目設計運行期為50年,在運營期預計共節約3.88億元,節約率57%。該項目建設運營期將節約4.03億元。


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國家發改委等八部門聯合發布的《關于促進地熱能開發利用的若干意見》提出,到2025年,各地基本建立起完善規范的地熱能開發利用管理流程,全國地熱能開發利用信息統計和監測體系基本完善,地熱能供暖制冷面積比2020年增加50%,到2035年,地熱能供暖制冷面積及地熱能發電裝機容量力爭比2025年翻一番。

 

保守預估地源熱泵以7%的年增速增長,“十四五”期間年均新增地熱能供暖制冷面積1.12億m2,2026-2030年期間每年平均新增1.57億m2。我們估計2020年單位面積綜合平均工程造價360元/m2,以造價年均下降2%的速度估算,地源熱泵在“十四五”期間每年將有約379億市場空間,2025-2030年間每年將有481億市場空間。


地源熱泵作為一種清潔能源技術,有著節能、環保、效益高以及適用領域廣的長處。但是,作為一種比較新的技術,在發展和投入使用過程中也會呈現出一些問題。


第一點,在進行地源熱泵設計的時候沒有很好地將理論與工程實際相結合,由于環境的復雜性,采用的土壤層特性、熱容量等參數缺乏準確性,使得設計出的系統與實際需求較難平衡;另外,地埋管換熱器的理論設計與實際應考慮的因素也相差很多。


第二點,地源熱泵的應用,需要足夠大的場地與較高的初投資;另外在使用的時候會出現地下熱平衡失調的現象,拿北方地區為例,由于季節差異明顯,冷熱負荷差距較大,系統向土壤排出的熱量小于吸收土壤的熱量,導致了熱平衡失調。


第三點,我國地源熱泵系統應用中缺乏規范的管理,在系統安裝完成后,需要專業人員進行運行維護和后期檢修,缺乏規范管理會影響系統運行,效果不佳。


俗話說的好:專業的事情交給專業的人來做。 熱泵項目。

 

湖北地大熱能科技有限公司順應政策動態始終走在湖北地大熱能科技有限公司是一家高新中國地質大學最權威最先進的學術理念,結合自身豐富的實踐經驗在地熱開發方面取得了很大的成就。公司始終都以“地熱服務全球為理念,以熱能清潔能源開發研究,為人們的綠色生活做出自己的最大貢獻。


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