智利再生能源怎么样

拉美正向清洁能源未来迈进，已成为可再生能源投资的新兴市场，智利的吸引力名列世界第四。这得益于丰富的自然资源：阿塔卡马沙漠是世界上光照资源最丰富的地区之一；智利的海岸线超过6000公里，风能资源充足。

2016年，智利政府批准了新的能源战略，目标为到2035年50%的电力来自新能源，2050年70%的发电来自新能源，预计可在2035年之前提前完成50%的目标。

智利位于阿塔卡马沙漠的El Romero太阳能电站是南美最大的光伏电站，总投资3.43亿美元，预计到2017年4月将产生196兆瓦电力，可满足25万家庭用电。该电站将帮助智利减少47.4万吨二氧化碳排放。El Romero将带动整个拉美的可再生能源发展。

智利是光伏产业发展最快的拉美国家，2015年装机容量达400兆瓦，并制订了太阳能应用标准。有预计称，2017年第一季度，智利太阳能装机容量将达2.17兆瓦，2017年3月同比增加872兆瓦。

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智利开始加强太阳能利用，一些楼房、学校和工厂已经开始使用太阳能。目前，智利太阳能设备主要从以色列、美国、中国和巴西进口，只有14%的设备由智利生产，根据估计，60%的太阳能被用来调节游泳池温度，其他则用于家庭和工业用热水。

2、液化气

智利第二大区的国家环境委员会通过国家铜公司和Suez Energy电力公司共同提交的“北部地区液化气”计划，该计划具体内容是建立一个海上基站，用于卸载、储存和重新气化液化气，以便供应北部电力系统（SING）发电厂所需燃料。这项计划需要5.1亿美元的投资额。根据该计划，通过此基站运送的天然气将能够发110万千瓦的电力，根据与北部各铜矿签署的合同，将提供4.5万千瓦的电力，于2009年年底开始运行。

3、风能和生物能

智利政府积极推动其他非常规可再生能源的发展。目前，智非常规可再生能源装机总量为32.7万千瓦，占全国总装机量的2.6%，主要是风能和生物能发电。2008年将有8个风电站（装机量40.6万千瓦）和4个生物能电站（装机量3.96万千瓦）投入运营。

4、地热

根据智利国家石油公司研究，智利拥有335万千瓦的地热，如果能够全部开发将改变非常规的可再生能源对解决能源短缺问题作用不大的状况。但利用地热资源也遭到了很多非议，如智利第三大区居民向最高法院提出诉讼，抗议北部地热公司在当地建立地热厂，认为将严重影响当地的旅游业。

智利国家石油公司自2000年开始进行地热开发后，目前已分别与意大利电力公司（Enel）及智利国家铜公司联合成立了国家地热公司（ENG）和北部地热公司。智利卢克希科（Luksic）财团所属的安托法加斯塔矿业公司（Antofagasta Minerals）（智利最大的本土私人矿业公司）将与智利国家石油公司将签订合同，联合组建一家公司进行地热勘探开采，安托法加斯塔矿业公司将占该公司 60%的产权，国家石油占40%。

易车讯 近日，我们从官方渠道获悉，保时捷向智利高度创新燃料公司（HIF Global LLC）投资7500万美元（约4.772亿人民币），将持有该公司约12.5%的股份，生产设施投资覆盖智利、美国和澳大利亚，这种合成燃料将利好汽车、航空和航运行业。同时，这种合成燃料未来也可能被保时捷旗下产品所使用。

据悉。这家位于智利圣地亚哥的公司控股多个活跃于全球的eFuels燃料生产设施开发商。在众多项目中，该公司正在智利彭塔阿雷纳斯兴建“Haru Oni”eFuels试点项目的工厂。

这一项目由保时捷发起，并由西门子能源和埃克森美孚公司（ExxonMobil）等伙伴联手参与，致力于利用风能从绿氢与二氧化碳中产生eFuels。该工厂计划于2022年中开始生产。这种基于电解的合成燃料将使内燃机实现近似碳中和的运作。

通过对高度创新燃料公司的投资，保时捷与智利的Andes Mining &Energy公司（AME），以及美国的EIG、贝克休斯公司和Gemstone Investments公司一同参与到这一轮的国际投资中。至此，高度创新燃料公司总共获得了达九位数的美元资金。

追加的资金将用于智利、美国和澳大利亚的工业eFuels燃料生产设施开发，由此实现可观的可再生能源供应。

“eFuels燃料对于气候保护起到关键作用，并对我们电气化出行的补强意义重大。通过投资工业eFuels燃料生产，保时捷进一步践行了品牌对于可持续出行的承诺。总的来看，我们对于这项创新科技的研发和供给投入已超过1亿美元。”负责采购的保时捷全球执行董事会成员Barbara Frenkel表示。

保时捷全球执行董事会成员、负责研发的施德纳（Michael Steiner）先生表示：“通过入股智利高度创新燃料项目公司，保时捷正在投资于一个颇具吸引力的业务领域。合成燃料为整个运输行业提供了利好前景，包括汽车、航空和航运行业等。此外，绿色甲醇（e-methanol）也是其他领域的重要原材料，例如在化工行业它可以替代化石燃料。绿色甲醇是eFuels生产过程中的一种中间产品。”

保时捷对可再生燃料的研究已有一段时间。在实验室及赛道上的测试正在顺利进行。施德纳表示：“我们将自己视为在eFuels领域的先锋，希望推动该项技术的快速发展。这是我们整体非常明晰的可持续发展战略的一块基石。”

保时捷计划将在智利生产的eFuels率先用于赛车运动的核心项目。未来，eFuels还有可能应用于公司自有的内燃机车辆，例如在工厂的初始加油，以及用于保时捷体验中心。保时捷对于智利高度创新燃料项目公司的入股交易尚待相关反垄断机构的核准。

在智利最南端的麦哲伦省，立足于当地丰富的风能资源，西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目，创新了绿氢生产与应用的场景，即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料，这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料，也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。

西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士（Christian Bruch）表示，“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此，新的供应链将在世界各地兴起，支持可再生能源在地区间的运输。”

西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示，重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来，氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。

可再生能源的全球化分配

氢气作为能源载体，将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向，尤其是利用可再生能源电解水制氢。

目前传统的制氢模式，不管是“灰氢”还是“蓝氢”，它们的生产还是使用过程，都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时，其产生的氢气才能被称为“绿氢”。

数据显示，2020年，全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨，仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头，尤其是公路运输占比较高。因此，在二氧化碳减排面临挑战的领域，比如交通运输、炼油和钢铁等行业，绿氢将助力其实现深度去碳化。

“Haru Oni”项目依托智利的风能优势，通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气，然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合，制取合成燃料。在这个过程中，西门子能源灵活高效的质子交换膜（PEM）电解技术，由于其具有的快速启停，在极短时间达到满载运行的优势，能够很好的解决风能的不稳定性问题。

未来，由绿氢制成的合成燃料，将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比，合成燃料的碳足迹显著降低，基于合成燃料的绿色产品，将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。

据了解，“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年，工厂将完成第一阶段试点，年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划，，将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。

智利享有风力发电的优越气候条件，且电力成本低，具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益，不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长，也能通过清洁能源传输机制，令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本，实现双赢的局面。

2021年5月，西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施，利用太阳能园区的日光太阳能，该项目能够在1.25MWe的峰值功率下，每小时生产大约20.5公斤的氢气。

该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲，既可用于针对需求增加的快速响应，也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下，氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料，并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。

根据国际氢能委员会预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，创造超过2.5万亿美元的市场价值，燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%，每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。

西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统（Power-to-X）的基础设施帮助客户实现其去碳化目标，并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术，从可再生能源、高效燃气电厂，到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案，再到高效的电解水制氢解决方案。

在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目

氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初，全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略，对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。

去年，国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划（2021-2035年）》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见（征求意见稿）》等支持政策，鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用，氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。

推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此，赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照，一是技术的创新突破，二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后，能够有效拉动供给端，规模化效应就起来了。”他认为，绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本，其中，可再生能源产生的绿电成本高低，以及设备的利用小时数，是最大的影响因素。

今年4月，BloombergNEF发布的氢能平价更新报告，建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线，表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢，届时，绿氢成本将较现在降低85%，低于1美元/千克。报告同时表示，到2030年，从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低，未来绿氢降本有望提速。

在碳达峰、碳中和目标的推动下，广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划，总产值规模将达近万亿元。此外，北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。

对于国内氢能市场的发展，赵作智博士表示，“中国是很好的一块土壤，我们有政策、有资本，也有??各行各业，一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术，有资金、有人才、有市场，未来，随着技术的进步，绿氢的发展潜力十分巨大。”

据了解，西门子能源专注于三大领域的技术创新，一个是低碳或零碳的发电；第二是低碳环保的输电；第三是针对工业领域的去碳化，尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。

赵作智博士透露，目前，西门子能源在国内布局，主要是通过和领军企业合作，发挥各自优势降低成本，推进技术应用。在实现双碳目标的背景下，业内遵循着需求拉动供给的规律，以技术解决方案节能降本，推动应用规模化的形成。

2019年9月，西门子与国家电力投资集团（“国家电投”）签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。

2020年8月，西门子能源与中国电力国际发展有限公司（下称“中国电力”）旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议，为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜（PEM）纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。

据介绍，这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目，设备已经运达现场，在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备，西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外，该制氢系统具有快速响应能力，带压启动至稳定运行时间不超过1分钟，并可直接与可再生能源耦合。

展望未来发展，“绿氢方面，我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲，这两个市场有他们自身得天独厚的地方，两边一起来、两家火车头一起拉动，这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。

去年以来，铜价一直稳步上涨，如今又遇最大产铜国智利的边境关闭，一时间紧张情绪再度蔓延，意料之中地为本就上扬不止的铜价再添了一把火。

经济复苏的预期是支撑这一轮铜价上涨的主要因素，而铜作为工业应用最广泛的金属之一，也几乎应用于从电线到电池和电机的所有领域，铜价上涨的同时，影响也正沿着产业链逐步传导。

全球大宗商品市场再遇“黑天鹅”。即便上涨已经成了铜价近半年来的关键词，但这种情况却在最近两天尤为明显。

截至当地时间7日收盘，伦敦金属交易所（LME）铜报价8981.5美元/吨，而在此前一天，该交易所铜期货价格更是一度上涨3.6%，突破每吨9000美元的关口至每吨9104美元，触及两周以来最高点。

国际铜价的情况也已经传导到了国内，4月8日的A股盘面上，钢铁、有色板块全天走势强劲，领涨行业板块。其中安阳钢铁、金田铜业涨停，江西铜业、铜陵有色一度涨停。

铜价飙涨的原因指向了智利——全球最大铜生产国。在这之前，鉴于疫情反弹的严峻形势，智利政府宣布升级一系列防疫措施，其中便包括自当地时间4月5日到5月1日关闭边境，以加强疫情防控。

对铜市场而言，智利的决定多少有些牵一发而动全身的意味。据了解，智利是全球最大的产铜国和第二大产锂国。据美国地质调查局（USGS）数据显示，智利的铜、锂供应量约占全球供应的四分之一，2020年全球铜矿产量约为2000万吨，其中智利产量约为570万吨，排名第一。

不过蒋舒也提到，现实的情况是，过去即便没有疫情，智利也经常遭遇地震，有时还会有罢工，短期中断其实在过去也是有过的，只是每一个消息在不同的背景下对市场的冲击不同。而且智利的封港是否会对物流产生绝对的影响还不好说，毕竟矿业生产并不是在密封环境下进行的，所以供给的过程本身可能不会受很大影响。这一消息主要是对人们心理上的冲击，后续大家也能会思考智利封港的实际影响到底有多大，而且可能也会渐渐回归看经济的基本面。

对于外界的担忧，全球最大的铜生产商Codelco正试图安抚市场。Codelco董事长Juan Benavides被问及智利本周收紧封锁措施会否中断公司运营及出货时，他表示：“绝对不会。”不过据路透社8日的报道，Juan Benavides也提到，铜价可能会保持强劲，但新冠病毒变种的传播可能引发市场新的波动。

事实上，铜价的疯狂并不是从智利的“黑天鹅”才开始的。2020年四季度以来，全球大宗商品价格便出现快速上涨，其中铜价、锂价涨幅排在前列。据中国有色金属工业协会统计，今年前两个月，十种常用有色金属产量超过1000万吨，同比增长10.6%。

原材料价格上涨，下游企业的压力可想而知。铜作为工业应用最广泛的金属之一，几乎应用于从电线和管道到电池和电机的所有领域，电力设备、电机制造、电子产品等领域铜也是必不可少的要素，既是经济的风向标，也是推动可再生能源和电动 汽车 发展的关键因素。而数据显示，中国在全球铜的消费占比超过50%，主要用于电力、家电、建筑、新能源车等行业。

央视 财经 曾提到，沪铜主力在2月底创出每吨70000元的九年新高，由于漆包线这样的铜加工企业盈利模式是收加工费，因而不直接承担铜价上涨的压力，铜价上涨的压力直接落在了下游企业身上。例如美的就曾通知自3月1日起，美的冰箱产品价格上调10%-15%。相关数据监测，线下冰箱、洗衣机、空调市场均价同比涨幅均超过10%。

此外，蒋舒也提到，铜价的上涨肯定会给下游市场带来一定影响，但现在的金融市场也给了很多下游企业应对的手段，即便不是所有下游企业都能通过套期保值对冲影响，至少有一部分企业会这样做。而且在产业链里面，各个层级也可以对涨价进行逐步消化，到了终端情况就没有如此严重。此外 科技 创新也会导致产能增加，通过销售来分解压力。

经济的复苏是支撑铜价上涨的关键。美国上周公布的非农就业报告好于预期引发经济复苏的乐观预期，利好国际铜价，而美国总统拜登宣布的基础设施建设计划也意味着对铜的需求增加。另一方面，矿供需缺口的不断拉大也对铜价大幅上涨形成支撑。世界金属统计局的数据显示，2020年全球精炼铜产量为2394万吨，较去年同期增长2%，全球需求量为2533万吨，同比增长6.1%。全球铜市场供应短缺139.1万吨，较2019年的38.3万吨缺口扩大了近100万吨。

对于铜价的上涨，胡麒牧分析称，目前驱动铜价上涨的因素主要有两个，一是货币宽松带来的价格上涨，二是随着全球疫情出现缓解势头，需求的持续恢复拉动价格上涨。由于拜登政府最近又出台规模巨大的经济刺激计划，中国经济一季度有望实现20%左右的同比增长，加上很多国家为了让经济复苏基础更加牢固，迟迟不退出宽松货币政策，因此，即便铜价已经接近 历史 高位，依然有继续上涨的可能。

更重要的是，铜价也已经搭上了大火的绿色能源。不久前，高盛还提到。在过去6个月表现亮眼的铜，未来有更大的提价空间：因为铜也是绿色产业不可或缺的金属之一，在全球主要经济体之中，绿色产业都是当前当之无愧的热门。高盛预计，和绿色产业相关的铜需求今年将达到110万吨，按照该行的基本假设，2025年将达到300万吨，而到了2030年，将达到620万吨。

胡麒牧解释称，首先，铜的开采冶炼环节节能减排技术的开发应用以及铜的使用效率提升都可以降低碳排放。另外，废铜的循环利用也将对降低产业链的碳排放起到重要作用。蒋舒则提到，一般的绿色产业主要还是从碳排放的角度讲的，最大的一部分还是涉及到能源，即尽量减少化石燃料，从而采用可持续的绿色能源，而在绿色能源这方面，如风力发电以及太阳能电池板等方面，这是铜能够参与进去的，其作为一个重要的导电性良好的金属，一定会广泛参与到电力能源装备的制造里面。

大地是人类生存了几百万年的好花园，在这颗美丽的生命星体上，除了聪慧而死人之外，还有数以百万计的其它微生物。它们与人类共同组成了地球这个繁杂的生态系统，不管是动物还是人类，要想生存下去，就不能获得资源。

当然，对动物来说，它们的规定是很简单的，只要能得到它们所吃的食物资源就可以了。但就人类而言，饱足只是基本的需求，人类还肩负着探索这个世界、探索宇宙奥秘的重任。要想解开天地万物的奥秘，宇宙的奥秘，必须要运用强悍的高新技术，而高新技术的迅猛发展趋势当然离不开众多资源的运用。

因而，地球上存储的丰富多彩资源实际上全是为人类提前准备的，要是没有这种丰富多彩的资源，人类的高新科技就难以迅速向前，也不太可能摆脱地球探索世界。而地球是一个资源比较丰富的星体，有很多的的金属材料资源，也有很多的化石能源。这二种资源缺一样都不好，尤其是化石能源也是人类高新科技十分关键的一环，大家的日常日常生活，高科技产品等都离不了化石能源的适用。而在诸多的化石能源中，最重要的能源便是石油。

针对石油坚信大伙儿不容易生疏，大家每日都是在跟它相处。很有可能在许多人的眼中，对石油的认知能力便是车用汽油，柴油机，觉得自身没有车辆，都不应用车用汽油柴油机，觉得石油能源跟自身没有什么关联。可实际上，石油的衍生产品比较丰富，车用汽油柴油机等仅仅在其中的二种。

石油的商品关键由下列几种：然料、润滑脂、沥清、石油有机溶剂与化工原材料、石油蜡和石油焦这几种。在其中然料有车用汽油、柴油机、汽油、燃料油和汽化石油气。润滑脂关键分成燃气轮机油和润滑油脂。石油蜡关键包含石腊、地蜡、石油脂那么几种。沥清便是大家一般 用于扩路用的那类沥清。石油焦主要成分是焦碳。石油有机溶剂和化工原材料指的是丁二烯、pe、乙炔气体、苯、二甲苯、二甲苯等氮化合物小分子水有机化合物和碳黑、氡气等商品。

很有可能有些人会讲了，之上这种石油副产物平常大家也无需，石油跟大家的日常日常生活没多少关联。确实这般吗？自然并不是，实际上之上这种石油副产物并并不是石油运用的所有，石油的运用十分普遍，例如许多的护肤品就会有石油副产物的运用，也有一些有机化学添加剂，防晒隔离剂等都离不了石油副产物的运用。不难看出，石油针对人类的发展趋势有多么的关键了。恰好是因为石油是人类最重要的能源，因此 近代历史上，因石油而暴发的各种各样战事，矛盾十分多。许多中东我国靠石油发过财，而这些强国也满全球的找寻着新的油气田，乃至有些人喊出了谁操纵了石油，谁就操纵了全球的宣传口号。

石油是现代化社会发展最重要的资源之一，被称作“现代化的血夜”，大家运用石油的技术性驾轻就熟，但针对石油是怎么产生的，究竟能否再造，迄今也没有明确的回答。很有可能在很多人的认知能力里，石油跟煤碳一样全是一种不可再生能源，而现代科学技术的广泛见解也是那么觉得的。

对于石油的产生，如今广泛的见解觉得是由动物的尸体产生的，客观事实简直这般吗？在罗蒙诺索夫理论中，提及了石油问世的一种假定，即在古生代和三叠纪，很多的动物与植物身亡后，伴随着地质环境健身运动由堆积物变成了深成岩，而石油就好似煤和燃气一样，是这种远古时期的有机化合物在地质环境健身运动中，历经悠长的化学反应产生的。大家都了解，地球在悠长的生命史中产生过数次物种大灭绝事情，每一次的物种大灭绝无论原因是啥，最后都是会引起地质环境运动过量，进而导致很多的动物身亡绝种。物种大灭绝中绝种的这种性命，在地质环境健身运动上都堆积在了地下，历经悠长的化学反应，变成了液体和汽态。

如今大家基本上可以明确煤碳是由绿色植物历经悠长的化学反应产生的，而燃气的产生跟动物尸体有密切相关。可唯有针对石油的产生，现阶段也没法彻底明确是由动物尸体产生的。假如动物尸体产生石油的叫法是恰当的，那麼这儿就有一个关键的疑虑，要了解远古时期的地球绿色生态环境要素比现在可以好许多，因为含氧量比如今高，因此 植物群落十分繁茂，到处都是又高又大的花草树木产生的山林。拥有热闹的植绿色植物，当然便会有丰富多彩很多的动物。并且这类地形地貌但是遍布在全世界全国各地。

当地球产生极大地质环境健身运动的情况下，很多的动物与植物被堆积在地下也是国际性的事情，这类状况下怎样产生了石油，它的遍布应当也是十分普遍，到处都是。可为何如今绝大多数的地区是没有石油存有的？难道说有的地区动物尸体可以产生石油，有的地区不好？很显著它是说堵塞的。恰好是动物尸体产生石油的叫法有过多的疑虑，因此 有生物学家又明确提出了此外一个见解，非生物因素成油基础理论觉得，石油本便是地球地质环境健身运动造成的精神寄托，是当然存有的氮氧化合物，在地质环境健身运动中往上渗入，产生了油气田。

尽管之上这一见解也是有一定的大道理，可是却匪夷所思石油中的生物标志物，依据生物学家对石油的检验，发觉在其中有显著的微生物标示特点，这也是为什么大量的人坚信石油是动物尸体产生的缘故。自然，微生物产生石油的基础理论也不是最后的回答，有可能在没多久的未来，大家还会继续寻找其他的回答。假如动物是由微生物的尸体产生，那麼在远古时期能够产生石油，将来当然还可以。因此 石油不能再造是不正确的，石油是能够再造的，只不过是必须的标准十分严苛，产生速率也十分慢，如今的地球自然环境很有可能不会再合适产生石油，因此 石油大部分是不能再造的资源。

很有可能有些人会讲了，假如将来地球的石油资源用完以后，人类应该怎么办。要了解石油可以造成很多的副产物，一旦没了石油，人类遭受的危害很有可能会十分大，客观事实简直这般吗？实际上针对如今人类的高新科技而言，石油确实是十分关键的能源，没有它，许多高科技产品都是会遭受危害。但是伴随着人类高新科技的发展，将来大家对石油的依靠会急剧下降。运用不会再可生资源发展趋势高新科技，仅仅初始阶段的无可奈何挑选，大家仅有借助这种化石能源才可以进行人类初中级的智能科技。但是当智能科技到高些环节的情况下，不可再生资源早已不能满足人类的要求，无论是动能等级或是化石能源产生的环境污染不良反应全是不太好的。

将来，大家会出现更强劲的能源发生，例如可控核聚变能源，反物质能源等。就拿可控核聚变而言吧，它必须的然料到处都是，并且是一种彻底清理的能源，不容易造成一切的空气污染。更关键的是核反应的动能远远地超过化石能源。假如化石能源的动能是一根火柴，而核反应的动能便是一场森林火灾，二者彻底是天差之别。一旦人类把握了可控核聚变，化石能源便会撤出历史的舞台，那个时候即便石油能源用不完，大家也会舍弃它不会再应用。

人类的迅速发展趋势离不了能源，仅有能源的持续升级升级，人类文明行为才可以迈入更为光辉的将来，而石油等化石能源仅仅人类高新科技前行路面上的奠基石。

1. 中国——37亿吨

中国在全球煤炭生产中占主导地位，2019 年占世界总产量的近 47%。年内开采量近 37 亿吨，年增长率为 4%。中国还是世界上最大的煤炭消费国，消耗了全球约 53% 的煤炭。中国 2020 年宣布将在 2060 年之前实现碳中和，这可能会促使中国采取措施减少国内能源供应对煤炭的过度依赖。

2. 印度 – 7.83 亿吨

印度在世界上最大的煤炭生产国名单中位居第二，2019 年的产量约为 7.83 亿吨，略低于全球份额的 10%。国有的印度煤炭公司是世界上最大的煤矿公司，占该国产量的 80% 左右，拥有 360 多个矿山在运营。2020 年，印度政府最终确定了向私营部门开发开放该国煤炭储备的计划，以促进国内生产并减少对外国进口的依赖。大约有 40 个煤矿将被拍卖用于开发，尽管据报道早期兴趣很低，这反映出在煤炭越来越不受欢迎且来自可再生能源的竞争日益激烈之际，投资者缺乏兴趣。

3. 美国——6.4亿吨

美国的煤炭产量多年来一直在下降，2019 年达到6.4 亿吨，为 1970 年代以来的最低水平。来自廉价天然气和日益低成本的可再生能源的竞争减少了国内电力部门对化石燃料的需求，预计未来几年下降趋势将加大。国际能源署估计，该国 2020 年的产量低至 4.91 亿吨，同比下降 23%，然后在 2021 年小幅反弹至 5.39 亿吨。2019 年，美国五个州的煤炭产量约占全国的 71%。它们是：怀俄明州 (39%)、西弗吉尼亚州 (13%)、宾夕法尼亚州 (7%)、伊利诺伊州 (6.5%) 和肯塔基州 (5%)。

4. 印度尼西亚——6.16 亿吨

印度尼西亚 2019 年的煤炭产量达到创纪录的 6.16 亿吨，比上一年增长 12%。该国是世界主要的动力煤出口国之一，中国和印度是其两个最重要的贸易市场。高生产率，加上 2020 年冠状病毒大流行导致需求下降，给国内大宗商品价格带来压力，促使矿商降低生产目标。国际能源署预计印尼2020年煤炭总产量约为5.29亿吨，2021年增至5.45亿吨。 印尼政府设定的2021年产量目标为5.5亿吨。

5.澳大利亚——5.5亿吨

澳大利亚在 2019 年生产了 5.5 亿吨煤炭，其中超过一半是动力煤，超过三分之一是冶金煤。该数字同比增长 3.4%，尽管该国 2020 年的产量预计将下降约 9%，抵消了这些增长。澳大利亚在全球冶金煤生产和出口方面占据主导地位，其许多货物供应中国庞大的炼钢业。虽然全国六个州都在开采煤炭，但最多产的地区是昆士兰州和新南威尔士州，尤其是东海岸的鲍文盆地和悉尼盆地。煤炭产品是澳大利亚 2019 年第二大最有价值的出口产品，仅次于铁矿石和精矿。

6.俄罗斯——4.3亿吨俄罗斯在全球最大的煤炭生产国名单中排名第六，2019 年的开采量为 4.3 亿吨，仅占全球份额的 5% 以上。由于全年需求减少，国际能源署预计 2020 年俄罗斯煤炭产量将下降 8%，无论是国内还是欧洲和韩国等主要出口市场。该国拥有仅次于美国的世界第二大煤炭储量，西伯利亚盆地在其估计的 1620 亿吨国家资源中占很大比例。政策制定者已宣布计划在未来几年提高国内煤炭产量——目标是到 2035 年达到每年 6.7 亿吨。

R.Curtis（英）、J.Lund（美）、B.Sanner（德）、L.Rybach（瑞士）、G.Hellström（瑞典）

徐巍（译）郑克棪（校）

摘要：1995年在意大利佛罗伦萨举行的世界地热大会上，一篇论文引起了世界地热界对地热热泵增长状况的广泛关注。随着降低建筑能耗压力的增加，以及减少建筑物二氧化碳排放指标的提高，安装地热热泵的趋势正在逐渐兴起。应用地热热泵的国家数量也不断上升，其中一些国家并没有传统意义上的地热资源，但现在他们有了生气勃勃的地热热泵项目。另外，还有一些国家正在探索其应用潜力。从小的家庭安装到大功率的系统安装，各种型号的地热热泵都在增加。这篇文章主要对近10年这些高效率、长寿命、低污染的可再生能源系统的发展和安装进行评价。

1 介绍

地热热泵是世界上发展最快的可再生能源利用技术之一，在过去的10年里，大约30个国家平均增长速率达到10%。它主要的优点是可以利用平常的地温或地下水的温度（5～30℃）就可以运行，而这些资源全世界各个国家都可以获得。在1995年的佛罗伦萨世界地热大会上，人们尝试着总结了当时的这项技术状况和发展水平，到2005年，地热热泵已经进一步提升为新能源和可替代能源的重要角色。它们尤其已经被作为一种高效的可再生供热装置，而且更重要的是它们在减少二氧化碳方面得到认可。来自加拿大的一篇文章中提到：“当前在市场上不可能有任何其他的单项技术比地热热泵在减少温室气体排放和导致全球变暖效应方面的潜力更大。”这句话同当前流行的一种认识相一致：热泵作为供热装置可以减少全球6%以上的二氧化碳排放量，它是目前市场上可获得的减少二氧化碳排放量最大的单项技术之一。这样的说法正好适合当前提倡的把更多的注意转移到可再生热能的利用上来，就像现在提倡可再生电能一样。2005年9个欧洲组织和贸易协会共同提倡采用可再生能源进行供热和制冷的行动。三个主要的技术被提到：生物能、太阳能和地热能。过去10年已经进行的工作，说明正确设计的热泵系统，无论是对单孔安装还是多孔安装，都可以确保从地下汲取的热能是真正可再生和永久可持续的。最近，世界能源组织公布了多种可再生技术的生命周期分析，对于加热技术，地热热泵的生命期二氧化碳排放量是第二低，仅次于木屑。

在这篇文章里，我们简短介绍了地热热泵技术，提出当前流行的一些综合信息。读者会发现2005年世界地热大会论文集第14章收集了比以前大会论文集更多的关于地热热泵的论文，反映了它在世界范围内的快速增长。尽管地热热泵有比较高的应用潜力，但在一个国家或地区的优势条件取决于当地的经济生存能力、应用能力和增长率。我们介绍了几个不同地理区域和国家的发展情况。一些地区已经安装了很多的地热热泵，而且显示了不断增长的趋势，有些地区才刚刚开始。开发利用较好的国家有美国、北欧、瑞士、德国，尤其是瑞典。刚开始开发利用的国家包括英国和挪威。其他有大量装机的国家还有加拿大和奥地利，法国、荷兰也显示了比较快的增长速度。中国、日本、俄罗斯、英国、挪威、丹麦、爱尔兰、澳大利亚、波兰、罗马尼亚、土耳其、韩国、意大利、阿根廷、智利、伊朗等国开始意识到地热热泵技术。论文集第一部分里许多国家介绍了他们的开发利用状况。

2 装机

尽管许多国家都开始对热泵产生兴趣，但热泵的增长主要还是发生在美国和欧洲。据不完全统计，目前全世界范围内的装机容量可能接近10100MWt，年均利用的能量大约59000TJ（16470GWh）。实际安装的机组数量大约900000个。表1列举了地热热泵利用率最高的几个国家。

表1 利用地热热泵领先的国家

3 地热热泵系统

热泵系统利用相对不变的地下温度来为家庭、学校、政府和公共建筑供热、制冷和提供生活热水。输入少量的电能驱动压缩机后，可以产生相当于输入能量4倍的能量。这样的机器使热能从低温区流向高温区，实际上是一台能倒流的制冷机。“泵”说明已经做功，温差称为“抬升”，抬升越大，输入的能量越多。该项技术并不是一项新技术，1852年Lord Kelvin提出了这个概念，20世纪40年代Rober Webber修改成地热热泵，60、70年代获得商业推广。图1是典型的水-气型热泵系统。这样的热泵在北美应用很广泛，但在北欧家庭供暖市场主要利用水-水热泵。

热泵有两种基本的配置：土壤偶极系统（闭路系统）和地下水系统（开路系统），地下系统可以水平或垂直安装，取用井水或湖水。系统的选择依赖安装地点的土壤和岩石类型，能否经济施工水井或现场已有水井，还需场地条件。图2是这些系统的示意图。如前面的水-气型热泵所示，对于热水加热系统，家用热水交换器可以在夏天利用回灌的热量，冬天利用输出的热量来加热生活用水，水-水型热泵一般只能通过转换供热模式到生活热水模式，将输出温度提高到最大来加热生活热水。

图1a 制冷循环中的水-气型地热热泵

图1b 供暖循环中的水-气型地热热泵

图2a 密闭环路热泵系统

图2b 开放环路热泵系统

在土壤偶极系统里，一条封闭的管路被水平的或者垂直的埋在地下，防冻液通过塑料管循环，或者在冬天从地下获得热量，或者在夏天将热量灌入地下。开放环路系统利用地下水或湖水直接通过热交换器后灌入另一眼井（或者河渠、湖里，或者直接用于灌溉），主要按照当地法规执行。

其他种类的热泵系统正在兴起，如竖井和本次大会上提到的一种新类型。这些系统效率很高，但大多需要更加精细的水文地质信息和比闭路系统更加专业的设计。

热泵机组的效率在供暖模式通过运行系数COP来表示，在制冷模式下用能量效率比（EER）来表示，它是输出能量与输入能量（电能）之比，目前的设备基本在3和6之间变化。这样COP为4意味着输入每个单位的电能可以产生4个单位的热能。经过对比，空气源热泵的COP大约为2，取决于高峰供暖和制冷需要的备用电能。在欧洲，这个比率有时候作为“季节性运行参数”，即供暖季和制冷季的平均COP，同时要考虑系统特性。

4 地热热泵的可再生讨论

随着热泵装机的稳定增加，使人认识到它们对可再生能源利用的贡献。这只是部分的认识，因为它们只涉及了供暖和制冷的表面，所以没有可再生电能的考虑。然而，这里面有两个其他的因素——一个是关于地下能源的可持续问题，一个是基于空气源热泵的问题，在能量输出时没有纯能量的增加，所以它们仅仅是一种能量效率技术。

20世纪50、60年代，当空气源热泵风靡的时候，在城市里的化石燃料电厂发电的效率接近30%。当时空气源热泵的COP一般在1.5～2.5之间变化。表2显示了在建筑物里能量释放的情况，60%的能量来自于空气，而用来发电的原生能量只有75%作为有用的热能得到利用。这样，从空气中提取的可再生能量已经高效地释放了热能，但没有剩余能量。表2的第二列是当前的数据。新型的组合或联合循环发电厂发电效率已超过40%。土壤源热泵的SPF已超过3.5。这导致了140%的效率，其中最终能量的71%来自地下。更重要的是，超过40%的剩余量已高于发电消耗的原始能量。

表2 能量和效率对比表

水源热泵和新型发电效率的联合才构成剩余可再生能源的释放。

如果从一开始就用可再生能源发电，则所有传递的能量就都是可再生的。为了释放可再生的能量最多，建议应该尽快使可再生电能变得经济，并与地源热泵结合起来。

能量讨论可能是有争议的，但二氧化碳排放量的减少却很容易证实。举个例子，当前英国电网和地热热泵联合供暖相对于传统的化石燃料供暖技术可以减少50%的二氧化碳排放量。这归功于当前英国电网的联合。由于目前发电所排放的二氧化碳在减少，所以通过利用地热热泵而排放的二氧化碳会更少。随着利用可再生能源发电，建筑供暖将不再需要排放二氧化碳。

如果要计算一下世界范围内可节约的石油当量和当前地热热泵装机容量所能减少的二氧化碳排放量，则需要有几个假设条件。如果每年地热能被利用28000TJ（7800GWh），将此量与30%效率的燃油发电相比，则会节约15.4百万桶石油，或者2.3百万吨石油当量，减少700万吨二氧化碳的排放量。如果我们假想每年同样长时间的制冷，则这个数字会翻倍。

5 美国的经验

在美国，大多数系统都是根据高峰制冷负荷设计的，它高于供暖负荷（主要是北方地区），这样，估计平均每年有1000个小时满负荷供暖。在欧洲，绝大多数系统是根据供暖负荷设计的，所以经常据基础荷载设计，另加化石燃料调峰。结果，欧洲的系统每年可以满负荷运行2000到6000个小时，平均每年2300个小时。尽管制冷模式将热量灌入地下，它不是地热，但它仍然节省能量，有利于清洁环境。在美国，地热热泵装机容量能稳定在12%，大多数安装在中西部地区和从北达科他州到佛罗里达州的东部地区。目前，每年接近安装50000个热泵机组，其中46%是垂直闭路循环系统，38%是水平闭路循环系统，15%是开路系统。超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷，尤其在得克萨斯州。应该注意到这一点，热泵按照吨（1吨冰产生的制冷量）来分等级，这个吨相当于12000Btu/hr或3.51kW(Kavanaugh和Rafferty，1997)。一个典型的家庭需要的热泵机组应该是3吨或者是105kW的装机容量。

美国装机容量最大的热泵是在肯塔基州路易斯维尔市的一个宾馆。通过热泵为600个宾馆房间、100个公寓和89000ｍ2的办公区（整个宾馆161650ｍ2）提供冷热空调服务。热泵利用出水量177l/s、出水温度14℃的4口水井，提供15.8MW的冷负荷和196MW的热负荷。消耗的能量是没有热泵系统附近相似建筑的53%，每月节约25000美元。

6 欧洲的状况

地热热泵实际上可在任何地方既供热又制冷，可以满足任何的需求，具有很大的灵活性。在西欧和中欧，直接利用地热能对众多客户进行区域供暖受限于区域的地质条件。在这种情况下，通过分散的热泵系统采集到处都有的浅层地热是一个明智的选择。相应的，在欧洲各个国家，热泵正在快速增长和发展起来。热泵系统的市场正在蔓延，从事该项工作的商业公司也在增长，他们的产品已经进入“黄页”。

欧洲超过20年对热泵的研究开发为该项技术的可持续性建立了一个完善的概念，还解决了噪音问题，制定了安装标准。图3是一个典型的井下热交换器型热泵（BHE）。这个系统每输出1kWh的热或冷需要0.22～0.35kWh的电能，它比季节性利用大气做热源的空气源热泵少需要30%～50%的能量。

图3 中欧家庭中BHE热泵系统的典型应用，典型的BHE长度大于100m

根据欧洲许多国家的天气条件来看，目前大多数的需求是供暖，空调很少需要。所以热泵通常只是用于供暖模式。然而随着大型商业利用数量的增加，制冷的需要以及这项技术推广到南欧，将来供暖和制冷双重功效就会越来越重要。

在欧洲统计热泵安装的可靠数量是相当困难的，尤其是个人的利用。图4是欧洲主要利用热泵的几个国家安装热泵的数量。2001年瑞典大幅增加的热泵主要是空气源热泵，然而瑞典在欧洲也是安装地热热泵最多的国家（见表1）。总的情况，除了瑞典和瑞士，地热热泵的市场扩展在整个欧洲还不太大。

7 德国的经验

1996年之后，根据热泵的销售统计，德国各种热源的热泵销售情况各不相同（图5）。在经过1991年销售量小于2000台的低迷后，热泵的销售量呈现稳定的增长。地热热泵的份额从80年代少于30%上升到1996年的78%，2002年达到82%。而且从2001年到2002年，当德国的房地产由于经济萧条正在缩水的时候，地热热泵的销售量仍然有所增长。将来它在市场上仍然有增长的机会，因为有较好技术前景做保证。

图4 一些欧洲国家热泵机组的安装数量对比图

图5 每年德国热泵的销售数量对比图

德国地热热泵在住宅利用的数量是巨大的，许多小型系统安装在独立的房子里，而较大系统用于一些需要供暖和制冷的办公楼等商业区域。德国的大部分地区夏季的湿度允许制冷不带除湿，例如冷却顶棚。热泵系统就很适合直接利用地下的冷能，不需要冷却器，它们显示了非常高的制冷效率，COP能达到20以上。第一个利用井下热交换器和直接制冷的系统在1987年安装的，同时该项技术成为一个标准设计选择。一些最新的德国地热热泵的例子Sanner和Kohlsch有文章介绍。

在德国，地热热泵已经走过了研究、开发和开发现状阶段，当前的重点是选型和质量安全性。像技术准则VDI4640、合同规范以及质量认证等工作正开始被强制执行来保护工业和消费者，避免质量不合格和地热热泵系统无法长期运行等问题。

8 瑞士地热热泵的繁荣

地热热泵系统在瑞士已经以每年15%的速度快速增长。目前，有超过25000台热泵系统在运行。来自地下有三种热能供应系统：浅层水平管（占所有安装热泵的比例小于5%）、井下换热器系统（100～400m深，占65%）、地下水水源热泵（占30%）。仅仅在2002年，就施工钻孔600000m，并安装了井下换热器系统。

地热热泵系统非常适于开发到处都有的浅层地热资源。热泵系统长期运行的可靠性现在已经通过理论和实践研究以及通过在几个供暖季的测试得到证明。季节运行因素已大于3.5。

各种测试和模型模拟证明这种系统可以持续性的吸取热量。长期运行的可靠性保证了系统可以无故障应用。热泵系统所配备井下换热器的合理尺寸也有利于广泛的应用和选择。实际上，热泵系统的安装在1980年从零开始，经过快速发展，现在是瑞士地热直接利用里最大的部分。

地热热泵系统的安装自从20世纪70年代末期开始认识以来发展很快，这种印象深刻的增长可见图6和图7。

图6 1980～2001年瑞士地热热泵安装的发展趋势图

图7 1980～2001年瑞士井下换热装置和地下水的地热热泵系统装机容量发展趋势图

每年的增长非常显著：新安装系统的数量以每年大于10%的速度增长。小型系统（＜20kW）显示了最高的增长速度（大于15%，见图1）。2001年地热热泵系统的装机容量是440MWt，产生的能量为660GWh。2002年施工了大量的钻孔（几千个），并安装了双U型管的井下热交换器。井下换热器的平均深度大约150～200m；超过300m深度的钻孔也越来越多。平均每米的造价是45美元左右，包括钻井、下入U型管和回填。2002年，井下换热器的进尺达到600000m。

热泵快速进入瑞士市场的原因

热泵系统在瑞士市场上快速发展的原因主要是那里除了这种到处都有的地热以外，在地壳浅层没有其他地热能资源。另外，也有许多其他的原因，包括技术上的、环境上的以及经济上的原因。

技术原因

大多数人口居住的瑞士高原合适的天气条件：大气温度在0℃附近，冬天日照很少，

地下浅层温度在10～12℃之间，长供暖期。

恒定的地下温度通过正确选型尺寸，可以提供热泵最好的季节运行因素和长期使用寿命。

地热热泵以分散方式进行安装，适合于独立用户需要，避免了如同区域供暖系统的昂贵的热分配。

安装位置在建筑物附近（或建筑物地下），相对自由，在建筑物内对空间的要求也不高。

至少对小型系统来说，不需要进行回灌，因为在系统闲置期（夏天）地下的热能可以自动恢复。

环境原因

没有交通运输、储藏和运行的危险（与石油相比）；

没有地下水污染的危险（与石油相比）；

系统运行可以减少温室气体二氧化碳的排放。

经济原因

环境友好的地源热泵安装成本比得上传统（燃油）系统的安装（赖贝奇，2001）；

比较低的运行成本（与利用化石燃料供暖进行比较，不需购买石油或天然气，和燃烧器控制）；

对环境友好的热泵，当地给予对用电费用优惠。

二氧化碳的排放税预计要实施。

进一步快速推广地热热泵的刺激因素是公用事业的“能量合同”。它暗示了利用热泵的公司以自己的成本设计、安装、运行和维护地热热泵，同时以合同价格卖热能或冷能给合适的用户。

尽管绝大多数地热热泵是为单独住宅供暖（生活热水），但一些新的利用方式正在出现（包括各种井下换热器系统，联合太阳能进行热量采集和储存、地热供暖和制冷，“能量堆”）。对于每2km2一台机组，它们的地区密度是世界上最高的。这保证了瑞士在地热直接利用方面是有优势的（在世界上前五个国家中人均装机容量）。相信瑞士的地热热泵在相当长的一段时间内会兴盛下去。

9 英国的地热热泵

在英国，路特·开尔文努力发展了热泵理论，但利用热泵进行供暖却进展缓慢。第一个安装地热热泵的记载要追溯到1976年夏天。小型闭路系统的先锋设置是在90年代初期苏格兰的住宅进行安装的。英国花了很长时间发现为什么到目前为止在英国该项技术要落后于北美和北欧。首要的原因是相对温暖的天气、房屋材料的保温性较差、缺少适合的热泵机组和与天然气庞大管网的竞争。

在20世纪90年代中期，通过吸取加拿大、美国和北欧地区利用热泵的经验教训，英国的地热热泵开始缓慢发展。他们利用很长时间确定合理的技术来适用于本国的住宅材料，以及克服英国特有的各种问题。另外的一个难题就是英国的地质条件复杂。

过去的两年时间里，热泵已经被公认在几个英国政策里扮演着重要的角色，例如供热保障程序、可再生能源以及能源效率目标。

在英国，很少人知道其实热泵系统比起传统的那些系统可以大量减少二氧化碳的排放。利用英国电网的地热热泵系统将会立刻减少40%～60%的二氧化碳排放量。随着英国电网在将来几年变得越来越清洁，长寿热泵的排放量也会进一步下降。建筑师和发展商发现新的建筑评价标准正开始考虑二氧化碳这个新参数。

从非常小的起步，目前地热热泵系统已经出现在整个英国，从苏格兰到Cornwall。私人建筑家、房地产商和建筑协会现都成为这些系统的消费者。室内安装热泵系统一般在25kW到2.5kW之间，主要选择各种水对水和水对空气的热泵，安装在几种不同地质条件的地区。

最近宣称有拨款计划（清洁天空项目）会帮助建立该项技术的部门鉴定，会建立可信的安装队伍、技术标准以及适用于英国室内的热泵。随着去年英国主要的用户发起了热泵安装发展到1000家的活动，希望对于该项技术的兴趣能够快速增长，同时希望在将来几年能够大量涌现出室内地热热泵安装的成功案例。

另一个利用地热热泵的重要领域就是供暖和制冷都需要的商业和公共建筑。2002年国际能源协会热泵中心安排了首批国家级研究，对热泵可能减少二氧化碳的排放量进行研究（IEA，2002）。其中第一个就是在英国展开的，研究结论是热泵系统应用于办公室和小商店效果最好。第一个不在室内安装的热泵仅25kW，是在Scilly的Isles的健康中心。这个系统在接下来的2000年到今天得到迅速发展，设备尺寸和型号目前已经达到300kW。

热泵的利用已经发展到学校、单层或者多层的办公楼和展览中心。显著的一个例子就是Derbyshire的国家森林展览中心、Chesterfield、Nottingham、Croydon地区的办公楼以及Cornwall的Tolvaddon能源公园。一个大型的系统已经在Peterborough地区的新宜家销售中心进行安装。这些系统的安装采用了各种各样的类型，有简单利用地板供暖的，反循环热泵供暖和制冷的，也有复杂的整合机组同时进行供暖和制冷的。单独的或者是混合的配置都已经被采用，包括利用大型地下水平循环和其他相互联系的钻孔网。

10 瑞典的地热热泵

20世纪80年代初期，地热热泵在瑞典开始盛行。到1985年，已有50000台热泵机组被安装。随后较低的能源价格和技术质量问题使热泵市场萎缩，在接下来的10年里，平均每年安装2000个热泵机组。1995年，由于瑞典政府的支持和补贴，公众对地热热泵的兴趣开始增强。根据占住宅销售市场约90%的瑞典热泵机构（SVEP）统计的销售数据显示，2001年和2002年大约有27000个热泵机组被安装（见图8）。因此，安装的机组数量估计达到200000台。

目前，热泵是瑞典小型住宅区最流行的采用液体循环的供暖方式，由于当前的油价，它替代了烧油；由于电费高昂，它又替代了电；由于方便而替代了木炭火炉。直接利用电加热的发展速度已相当减慢。除了住宅方面，还有一些大型的系统安装（包括闭路和开路循环）用于区域供暖网。所有热泵机组平均输出的热能估计大约10kW。

瑞典地热热泵的安装通常建议占标称负荷的60%，即每年大约3500～4000个小时满负荷运行。整合在热泵里的电加热器提供剩余的负荷，有将热泵负荷增加到80%～90%的趋势。大约80%的热泵采用的是垂直类型（钻孔类型）。在住宅里，钻孔的平均深度大约125m，水平类型平均循环长度大约350m。开式、充满地下水的单U型管（树脂管，直径40mm，压力正常6.3bar）几乎用于所有的热泵安装。当热量需要被回灌入地下时，双U型管有时候被采用。热反应测试已经显示自然对流在充满地下水的钻孔中比填满砂（砾石）的钻孔热交换更强烈。地源热泵的盛行已经使人们逐渐关注相邻钻孔之间长期热影响的问题。

图8 每年瑞典热泵销售数量对比图

用于客户住所的大型系统正在变得越来越流行。用来制冷的垂直式安装正在占据市场，但在住宅方面仍然没有引起人们的兴趣。在商业和工业上制冷的需求为地热热泵打开了一个崭新的市场。

热泵技术上的发展有由涡轮式压缩机逐渐代替活塞式压缩机的趋势，它的优点是运行平稳、设计简洁。另外人们对各种容量控制也产生了兴趣，例如在同一个机组里分别安装一个小型压缩机和一个大型压缩机，夏天，生活热水可以通过小型压缩机来供给。绝大多数进口的热泵利用的工质是R410A。瑞典生产商仍然利用的是R407C，但有向R410A转变的趋势，还有的对丙烷也感兴趣。目前正在研究利用极少量的工质来组建热泵。一些生产商通过利用废气和土壤作为热源的热泵抢占市场。废气可以被用来预加热从钻孔开采出来的热运移流体，或者热泵闲置时灌入地下。

在大型钻孔型热泵系统里，为了确保系统长期运行，不得不考虑地下热能的平衡。如果主要是满足热负荷，则在夏天必须向地下回灌热能。自然界的可再生能源，如室外空气、地表水和太阳能都应该被考虑。在Nasby公园，在建筑物下面安装了一套系统，施工了48个200m深的钻孔，利用400kW的一个热泵基本提供热负荷，每年运行6000个小时。夏天，从附近的湖引来的地表温水（15～20℃）通过钻孔灌入地下。

11 挪威的例子

在奥斯陆的Nydalen，180个基岩井将会是给一个接近20万m2的建筑进行供热和制冷的关键。这是欧洲这种类型的系统里最大的项目。

一个能量供应站将为Nydalen的这个建筑供暖和制冷。通过利用热泵和地热井，热能既可以从地下采集，也可以将能量储存地下。夏天，但有制冷需要时，热能可以灌入地下。基岩的温度可以从平常的8℃上升到25℃。在冬天，热能可以用来供暖。供暖的输出功率是9MW，而制冷是7.5MW。与电、石油和天然气供暖相比，每年供暖的成本可以减少60%～70%。供暖和制冷的联合调用确保了能量站的高效利用。

这个项目最独特的地方是地热能量储藏。这里的180个井，每个都深200m，可以提供4～10kW能量。整个储热基岩的体积是180万m3，主要在建筑物的下面。塑料管形成封闭环路，用来传递热能。

该项目总投资是6千万挪威克朗（相当于750万欧元）。这比起传统方式（即没有能量井和收集装置）多投资1700万挪威克朗。然而，每年购买的能量减少约400万挪威克朗，项目还是有利润的。这个项目由政府实体Enova SF和奥斯陆能源基金拨款支持了1100万挪威克朗。

能量站按计划在2003年4月开始建设，包括施工一半的基岩井。剩下的井可能安排在2004年的建设中。

该项目的细节可以在项目组www.avantor.no和热能储存www.geoenergi.no两个网站上查询。

结论

地热热泵是一个刚兴起的技术，有能力利用地下巨大的可再生贮存能量，提供高效率的供暖和制冷。它们正逐渐被认为是替代化石燃料的一种选择，在许多国家，它们在对建筑进行供暖和制冷时可以极大地减少二氧化碳的总排放量。相信安装热泵系统的数量和国家都会快速增长起来。

参考文献（略）