财政部关于印发《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》的通知
财建[2006]237号
发展改革委、国土资源部、建设部、海洋局、各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅(局):
为进一步缓解能源供应压力,促进可再生能源的开发利用,根据《中华人民共和国可再生能源法》的要求,中央财政设立了可再生能源发展专项基金。为了规范可再生能源发展专项基金的管理,我们制定了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》。现予印发,请遵照执行。
中华人民共和国财政部
2006年5月30日
可再生能源发展专项资金管理暂行办法
第一章 总则
第一条 为了加强对可再生能源发展专项资金的管理,提高资金使用效益,根据《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国预算法》等相关法律、法规,制定本办法。
第二条 本办法所称“可再生能源”是指《中华人民共和国可再生能源法》规定的风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。
本办法所称“可再生能源发展专项资金”(以下简称发展专项资金)是指由国务院财政部门依法设立的,用于支持可再生能源开发利用的专项资金。
发展专项资金通过中央财政预算安排。
第三条 发展专项资金用于资助以下活动:
(一)可再生能源开发利用的科学技术研究、标准制定和示范工程;
(二)农村、牧区生活用能的可再生能源利用项目;
(三)偏远地区和海岛可再生能源独立电力系统建设;
(四)可再生能源的资源勘查、评价和相关信息系统建设;
(五)促进可再生能源开发利用设备的本地化生产。
第四条 发展专项资金安排应遵循的原则:
(一)突出重点、兼顾一般;
(二)鼓励竞争、择优扶持;
(三)公开、公平、公正。
第二章 扶持重点
第五条 发展专项资金重点扶持潜力大、前景好的石油替代,建筑物供热、采暖和制冷,以及发电等可再生能源的开发利用。
第六条 石油替代可再生能源开发利用,重点是扶持发展生物醇燃料、生物柴油等。
生物醇燃料是指用甘蔗、木薯、甜高粱等制取的燃料乙醇。
生物柴油是指用油料作物、油料林木果实、油料水生植物等为原料制取的液体燃料。
第七条 建筑物供热、采暖和制冷可再生能源开发利用,重点扶持太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。
第八条 可再生能源发电重点扶持风能、太阳能、海洋能等发电的推广应用。
第九条 国务院财政部门根据全国可再生能源开发利用规划确定的其他扶持重点。
第三章 申报及审批
第十条 根据国民经济和社会发展需要以及全国可再生能源开发利用规划,国务院可再生能源归口管理部门(以下简称国务院归口管理部门)负责会同国务院财政部门组织专家编制、发布年度专项资金申报指南。
第十一条 申报使用发展专项资金的单位或者个人,根据国家年度专项资金申报指南,向所在地可再生能源归口管理部门(以下简称地方归口管理部门)和地方财政部门分别进行申报。
可再生能源开发利用的科学技术研究项目,需要申请国家资金扶持的,通过“863”、“973”等国家科技计划(基金)渠道申请;农村沼气等农业领域的可再生能源开发利用项目,现已有资金渠道的,通过现行渠道申请支持。上述两类项目,不得在发展专项资金中重复申请。
第十二条地方归口管理部门负责会同同级地方财政部门逐级向国务院归口管理部门和国务院财政部门进行申报。
第十三条 国务院归口管理部门会同国务院财政部门,根据申报情况,委托相关机构对申报材料进行评估或组织专家进行评审。
对使用发展专项资金进行重点支持的项目,凡符合招标条件的,须实行公开招标。招标工作由国务院归口管理部门会同国务院财政部门参照国家招标管理的有关规定组织实施。
第十四条 根据专家评审意见、招标结果,国务院归口管理部门负责提出资金安排建议,报送国务院财政部门审批。
国务院财政部门根据可再生能源发展规划和发展专项资金年度预算安排额度审核、批复资金预算。
第十五条 各级财政部门按照规定程序办理发展专项资金划拨手续,及时、足额将专项资金拨付给项目承担单位或者个人。
第十六条 在执行过程中因特殊原因需要变更或者撤销的,项目承担单位或者个人按照申报程序报批。
第四章 财务管理
第十七条 发展专项资金的使用方式包括:无偿资助和贷款贴息。
(一)无偿资助方式。
无偿资助方式主要用于盈利性弱、公益性强的项目。除标准制订等需由国家全额资助外,项目承担单位或者个人须提供无偿资助资金等额以上的自有配套资金。
(二)贷款贴息方式。
贷款贴息方式主要用于列入国家可再生能源产业发展指导目录、符合信贷条件的可再生能源开发利用项目。在银行贷款到位、项目承担单位或者个人已支付利息的前提下,才可以安排贴息资金。
贴息资金根据实际到位银行贷款、合同约定利息率以及实际支付利息数额确定,贴息年限为1~3年,年贴息率最高不超过3%。
第十八条 项目承担单位或者个人获得国家拨付的发展专项资金后,应当按国家有关规定进行财务处理。
第十九条 获得无偿资助的单位和个人,在以下范围内开支发展专项资金:
(一)人工费。
人工费是指直接从事项目工作人员的工资性费用。
项目工作人员所在单位有财政事业费拨款的,人工费由所在单位按照国家有关规定从事业费中足额支付给项目工作人员,并不得在项目经费中重复列支。
(二)设备费。
设备费是指购置项目实施所必须的专用设备、仪器等的费用。
设备费已由其他资金安排购置或者现有设备仪器能够满足项目工作需要的,不得在项目经费中重复列支。
(三)能源材料费。
能源材料费是指项目实施过程中直接耗用的原材料、燃料及动力、低值易耗品等支出。
(四)租赁费。
租赁费是指租赁项目实施所必须的场地、设备、仪器等的费用。
(五)鉴定验收费。
鉴定验收费是指项目实施过程中所必须的试验、鉴定、验收费用等。
(六)项目实施过程中其他必要的费用支出。
以上各项费用,国家有开支标准的,按照国家有关规定执行。
第五章 考核与监督
第二十条 国务院财政部门和国务院归口管理部门对发展专项资金的使用情况进行不定期检查。
第二十一条 项目承担单位或者个人按照国家有关规定将发展专项资金具体执行情况逐级上报国务院归口管理部门。
国务院归口管理部门对发展专项资金使用情况进行审核,编制年度发展专项资金决算,并在每年3月底前将上年度决算报国务院财政部门审批。
第二十二条 发展专项资金专款专用,任何单位或者个人不得截留、挪用。
对以虚报、冒领等手段骗取、截留、挪用发展专项资金的,除按国家有关规定给予行政处罚外,必须将已经拨付的发展专项资金全额收回上缴中央财政。
第六章 附则
第二十三条 国务院归口管理部门依据本办法会同国务院财政部门制定有关具体管理办法。
第二十四条 本办法由国务院财政部门负责解释。
第二十五条 本办法自2006年5月30日起施行。
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
鼓励各种所有制经济主体参与农村可再生能源的开发利用,依法保护农村可再生能源开发利用者的合法权益。第五条 县级以上人民政府应当将农村可再生能源工作纳入国民经济和社会发展规划,并制定相应的优惠政策和保障措施,扶持农村可再生能源的科研开发和推广应用。
县级以上人民政府应当组织有关部门加强对农村可再生能源开发利用的宣传和教育,充分利用广播、电视、报纸、互联网等各种媒体,普及科学用能和技术推广应用知识。第六条 县级以上人民政府农业行政主管部门负责本行政区域内农村可再生能源开发利用的管理工作。
乡(镇)人民政府负责本行政区域内的农村可再生能源开发利用工作。
县级以上人民政府发展改革、经贸、财政、科技、国土资源、建设、环境保护、质量技术监督等有关部门,应当按照各自职责,做好农村可再生能源开发利用的相关工作。第二章 科研开发第七条 省人民政府应当将农村可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展,纳入科技发展规划和高新技术产业发展规划,组织并支持科研、教学、推广、生产等单位从事农村可再生能源基础性、关键性、公益性技术的研究,促进农村可再生能源开发利用的技术进步。
省发展改革、经贸、科技、财政部门应当在项目安排、创新奖励、政策及资金扶持等方面,支持农村可再生能源的科研开发和成果转化。第八条 县级以上人民政府应当鼓励科研机构、企业和个人研究开发农用太阳能、小型风能、小型水能技术以及沼气贮运、沼气低温发酵、秸秆发酵沼气、秸秆气化、秸秆固化和炭化等生物质资源转化技术,并给予政策及财政支持。第九条 鼓励科技人员通过技术转让、技术承包和技术入股等形式,加快农村可再生能源成果的转化。第十条 省标准化行政主管部门应当会同省农业行政主管部门及其他有关部门,制定全省农村可再生能源产品地方标准和工程技术规范,并组织实施。第十一条 农村可再生能源产品的生产,必须符合国家、行业或者地方标准。没有国家、行业或者地方标准的,生产企业应当制定企业标准,并按规定报当地标准化行政主管部门和农业行政主管部门备案。第三章 推广应用第十二条 各级人民政府应当将农村可再生能源技术推广工作纳入农业技术推广体系,充分发挥农村可再生能源技术推广机构的作用,开展农村可再生能源科学研究、技术指导、技术培训、信息咨询、安全管理等公益性服务,并鼓励和支持农村集体经济组织、企业和个人建立专业服务组织,开展农村可再生能源社会化服务活动。
乡(镇)农业技术推广机构应当确定专职或者兼职人员负责农村可再生能源的推广工作。第十三条 县级以上人民政府财政部门应当对政府设立的农村可再生能源技术推广机构履行职能所需经费给予保证,并在农业技术推广资金中,安排部分资金用于农村可再生能源技术推广项目。第十四条 推广应用农村可再生能源新技术、新产品,应当努力降低相对成本,提高相对效能,有利于生态环境保护和可持续协调发展。
农村可再生能源新技术、新产品,应当在推广地区经过实地试验证明具有先进性、适用性和安全性,由省农业行政主管部门列入推广目录并向社会公告后,方可推广。
鼓励单位与个人参与农村可再生能源新技术、新产品的推广活动。第十五条 生产、销售的农村可再生能源产品和转让的技术,应当实用、安全、方便,易于群众接受。
农村可再生能源产品和技术的生产、销售、转让单位和个人,应当对所生产、销售的产品质量或者所提供的技术负责,并向用户传授安全操作知识,提供售后服务。
禁止生产、销售国家明令淘汰或者质量不合格的农村可再生能源产品。
2010年中国太阳能光热发电发展分析
慧典市场研究报告网讯 “我现在手头有20亿元现金,账户里可动用资金200亿元,希望能投资光热发电项目。”2010年初,一家从事传统能源开发的跨国企业告诉中国科学院电工研究所人士,该所是国内太阳能光热发电研究的主导机构。
急于寻找类似投资渠道的巨量资金还有很多,面对传统能源的日渐稀缺和央企不可撼动的垄断地位,新能源自然成为最理想的出口之一。而最近一段时间以来,继水电、风电、核电、光伏发电等投资热潮之后,光热发电渐渐升温,进入投资者和战略决策者的视野。
10月20日,位于内蒙古鄂尔多斯的50兆瓦槽式太阳能热发电特许权示范项目(下称50兆瓦热电项目)正式招标,这是全国首个太阳能商业化光热发电项目,预计最初年发电量为1.2亿千瓦时。业界寄望于借助该项目考量国内研发技术,探索符合国情的商业模式并带动市场规模化发展。
2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》指出,“十一五”期间,在甘肃敦煌和西藏拉萨建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目,在内蒙古、甘肃、新疆等地建设太阳能热发电示范项目。到2020年,全国太阳能光伏电站总容量达到2000兆瓦,太阳能热发电总容量也将达到2000兆瓦。
但当下,光热发电的进展远远落后于光伏。“相对于光伏电价,光热电价依然很高,发改委和国家能源局对发展太阳能热发电一直有所顾虑。”参与鄂尔多斯项目可行性研究的知情人士告诉记者,“毕竟可再生能源基金有限,决策层还是更倾向于选择成本低廉的可再生能源先行发展。”
按照财政部今年4月制定的《可再生能源专项基金管理办法(初稿)》安排,基金将主要用于补贴电网企业接受可再生能源电量产生的财务费用,其来源是可再生能源电价附加收入和财政部专项资金。以目前每度4厘钱的可再生能源附加额度计算,基金总量每年约120亿元。
由于光热发电没有光伏、风电等新能源不稳定、不连续的缺陷,许多国家在未来能源规划中将其定位为电力的基础负荷。根据聚热方式,光热发电可分为槽式、塔式、碟式三种,槽式最具商业化可行性。
973(国家重点基础研究计划)太阳能热发电项目首席科学家、中国电气协会副理事长黄湘估算,到2020年,中国光热发电市场规模可达22.5万亿至30万亿元,热发电总量可占全年总发电量的30%-40%。
但是,也有悲观者。多家从事太阳能热发电设备制造的企业在接受记者采访时表示,热电市场前景虽好,规模化难度却很大,目前还只是“沙盘上的房子”。
七年延迟
鄂尔多斯50兆瓦热电项目早在2003年就开始酝酿,原定于2010年一季度招标,但电价方案一直悬而未决,导致招标时间一再拖延。
在2006年召开的中德科技论坛上,该项目被正式确定为中德合作项目。2007年,获发改委开展前期工作的同意复函。
随后,德国太阳千年公司(下称太阳千年)与内蒙古绿能新能源有限公司(下称绿能)合资建立内蒙古施德普太阳能开发有限公司(下称施德普),专门从事该项目可行性研究报告和实施工作。其中,绿能占股75%,太阳千年占股25%。
绿能公司总经理薛际钢告诉记者,项目开始之初,太阳千年打算自己融资运作项目,但依中国相关规定,外资投资电力的比例不能超过25%。于是,太阳千年找到绿能作为合作伙伴。
按照2008年10月的项目可行性研究报告测算,该项目总成本约为18亿元,年均总发电量约为1.2亿千瓦时,以25年营运期计算,若要实现8%的资本金内部收益率,税后上网电价需达到2.26元/千瓦时。
“与国外的电价相比,我们还是低一些的。”薛际钢解释,即使比照当年发改委已批复的光伏电价,光热发电仍具有很大竞争优势。彼时,发改委对上海崇明岛光伏项目和内蒙古鄂尔多斯聚光光伏项目的批复电价均在4元/千瓦时以上。
难以预料的是,正当施德普以2.26元/千瓦时的上网电价将项目上报给发改委时,金融危机发生,光伏组件价格骤降,国内首个光伏并网发电示范项目——敦煌10兆瓦太阳能项目最终中标价仅为1.09元/千瓦时。
这一突然的变化直接导致发改委否决了施德普的方案。此后,施德普将电价降至1.8元/千瓦时,仍因电价过高未获许可。
“核准电价与火电上网价之间的差价,需要政府埋单。”鄂尔多斯项目科研工作负责人姜丝拉夫表示,内蒙古火电上网价是0.285元/千瓦时,二者差价接近每千瓦时2元。照此计算,国家每年需财政补贴约2亿元,25年就是50亿元。
接近国家能源局人士向记者表示,一个项目的补贴政府能够承受,但一旦形成示范,各地纷纷效仿蜂拥而上,决策层担心应付不过来。此外,光伏上网电价经特许权招标后一降再降,决策部门有意效仿。
2010年3月25日,国家能源局再次下发《关于建设内蒙古太阳能热发电示范项目的复函》,决定改以特许权招标方式建设该项目,通过公开招标选择投资者和确定上网电价,并要求电站设备和部件按价值折算的本地化率需达到60%以上。
可这一复函并没有让鄂尔多斯项目马上启动。“之前的价格都是按照设备、部件进口价格计算,中国由于没有一个样本可供借鉴,本地化能力还有待考察。”薛际钢说。
就在绿能为实现本地化率要求进行前期考察的同时,光伏发电市场的竞争愈发激烈。8月,国家第二批大型光伏电站特许权项目开标,13个项目的上网电价均低于1元/千瓦时。远超预期的普遍低价让发改委和国家能源局倍感为难(详见2010年第18期“光电低价搏杀”)。
受此牵连,国家能源局内部曾一度传出消息,50兆瓦热电项目特许权招标无限期推迟。
“在企业层面,光热发电市场早就启动,但若迟迟没有一个商业化项目推出,企业在捕捉到政府的无作为后,很有可能掉转航向,这个市场也就没法培育了。”一位太阳能设备制造商对记者说。
9月,国家能源局召集意向投资商和相关设备提供商连续召开内部会议。一个半月后,50兆瓦热电项目终于在筹备七年之后发出招标公告,招标项目总投资商,期限为三个月,至12月20日止。开标时间定在2011年1月20日,项目建设周期30个月。
发改委摇摆
七年来,上网电价一直影响着发改委的态度,它犹如悬在政策制定者头顶上的一柄利剑,即使项目现已开标,这一担忧仍未散去。
“对待这个项目,发改委和国家能源局一直很谨慎,很认真,很操心。”接近发改委人士对记者透露。
5月10日,在“十二五”战略性新兴产业发展重点咨询研究项目之新能源产业课题组项目会议上,光热发电作为重点被要求详细陈述。
记者了解到,对于光热发电,发改委的初衷是比照光伏发电做法,先核准一两个项目启动市场,而后通过特许权招标摸索出标杆上网电价,并借此拉动产业朝规模化发展。这也是鄂尔多斯项目起初走核准程序申报的原因。
但光伏发电上网电价的骤降和可再生能源基金的捉襟见肘让发改委左右为难。上述接近发改委人士表示,一方面,电价到底核准在什么位置上才合理,发改委一直无法给出定论。国内没有可资借鉴的示范性项目,产业链也不成熟完整,致使发改委既无参照标准也无法准确计算,“政府也不知道该定多少,自然就不敢批,批得是否合理他们心里没数。”
另一方面,光伏上网电价下降幅度颇大,支持光热的补贴可以两倍作用于光伏,“所以决定先发展光伏,等电价能降得比较多的时候,再上光热。毕竟这些补贴最后都要摊到用户身上,结果就是提电价,这也会给发改委带来很多争议”。
3月,发改委提出了特许权招标方式和60%的本地化率要求,希望借此降低光热电价。
有专家指出,光热发电站建设成本直接影响热电并网价格。如果每千瓦单位造价降至1万元以下,上网电价就可降到1元/千瓦时以内,并逐渐接近现行每千瓦时0.51元至0.61元的风电标杆电价。
一度,发改委曾希望与欧盟开展合作。记者获悉,8月,国家能源局新能源司副司长史立山等人,在参加完布鲁塞尔能源会议后特地前往西班牙实地考察光热发电项目。
在此前后,史多次与欧盟接触,希望欧盟以赠款或贴息贷款的形式大力支持这个中德政府的合作项目,目的就是减少中方支付的成本费用,降低电价以便尽快启动项目。
“欧盟没有答应,不然可能还会走核准电价方式。”知情人士透露,直到此项目发出招标公告前半个月,发改委还在做最后努力,但始终没有谈成,“各种方式行不通之后就只能招标了”。
记者了解到,为遏制光热电价过高,发改委还特意在招标书中加设了一道“特别条款”——此次投标电价不得高于国家已核准的光伏电价。目前,在已核准的光伏上网电价中,最高价为1.15元/千瓦时。
这一“特别条款”源于9月国家能源局组织召开的一次内部协调会。华电、中广核、大唐、华能、国电等七八家意向投资商和五六家设备供应商均出席会议,会上,中广核、大唐、国电均表示1.15元以下的电价可以做,其他未表态企业也没有当场反映此价格过低。
薛际钢告诉记者,据此前去各设备厂家询价的结果看,1.5元/千瓦时左右的电价比较合适,但发改委仍然认为太高。“我毕竟是询价,并没有谈到规模化生产后的成本问题,也许大企业去谈1.15元的价格就没有什么问题。”
事实上,担心电价过高之余,发改委对可能产生的超低电价也心存忌惮。记者获悉,为避免招标过程中出现恶性竞争,此次评标先审技术方案,待其合格后再审价格标,电价约占考量因素的七成左右。
沙盘上的房子
筹备七年终上马,政府释放出的这个积极信号让投身其中者欢欣鼓舞。
863太阳能热发电项目总体组组长、中科院电工所研究员王志峰表示,50兆瓦热电项目不仅将引起光热发电行业的觉醒,也将引发整个热发电产业链的觉醒,包括电力企业、设备制造企业、银行、投资商等,光热发电有望成为下一个新能源投资的蓝海。
不少声音则认为“过于仓促”,新能源产业的发展过程一般从技术研发起步,经试验示范成功后再步入商业化推广阶段。
目前,国内仅限于研发工作,试验示范项目虽在建设但结果尚未可知,加之国家没有出台有针对性的扶持政策,不足以支撑这个装机容量不算小的商业化项目。
一位从事光热研究利用的央企负责人在接受记者采访时表示,“我们现在的自主研发有点不计成本,只是为了自主知识产权,成本却没降下来。商业化运行方面,规范、管理、维护等标准体系和盈利模式,以及财务、融资、建设、产业链体系、政策管理等一整套链条都没有形成,还没有做到商业化的可能性。”
不容忽视的事实是,热电产业链上的核心技术,如系统集成,集热管、聚光镜等,仍掌握在国外企业手中,若不能解决将严重阻碍市场规模化发展,这也是发改委要求50兆瓦热电项目本地化率的重要原因。
50兆瓦热电项目的前期本地化调研结果并不乐观。系统集成方面,目前只有中航空港和华电工程两家企业在建设完整的发电试验系统,由于还没实际应用,并不能证明其完整性、成熟性、可靠性,这成为一个令人担心的问题。
集热管部分,虽有北京市太阳能研究所、皇明太阳能、深圳唯真太阳能等多家企业从事自主研发,但眼下只是样品产出阶段,没有工程验证,量产能力和品质如何不得而知。
聚光镜部分,镜面产品弯曲精度和反射率最主要依靠先进的设备做保证。据了解,浙江大明玻璃从国外引进的世界第三条生产线还在运输过程中,年底若完成安装,明年或可供货。倘若不能按期供货,目前国内没有其他可提供满足国外同等技术水平要求产品的生产商。
可国外企业至今都不希望将其技术转移给中国,即使用市场份额交换也不乐意。中国光伏产业的迅速规模化,肇始于国外企业将光伏设备制造产业全部转移至中国,光热发电领域却还没有这样的机会。
据悉,西班牙最大的太阳能企业阿本戈集团(Abengoa Solar),进驻中国已有四五年,一直希望能在中国独立运作项目,而不肯与中国本土企业进行技术合作。
前述央企负责人表示,光热发电的核心技术由国外大企业垄断,既没有污染压力,回报也丰厚,如集热管的利润可达200%-300%,国外企业没有动力转移。“我们曾和西门子、阿本戈等大企业谈合作,承诺可以帮他们在中国拿项目,但要求有技术合作,但这些企业都不愿意技术换项目。”
“不管谁中标,详细设计国内做不了,光场安装、维护国内也做不了。”一位不愿具名的业内人士对记者说,“希望最后中标的投资人能和国外公司联手做,这样成功的几率会更大。”
央企入场
“国家就想把电价控制在一定范围内,但他们对热发电不大了解,一系列问题他们认为都是小事,可以在具体项目上自己去解决。”参与鄂尔多斯项目全过程的黄湘对记者表示,他不认同发改委设置的1.15元/千瓦时电价上限。
黄湘认为,“对于第一个或者前若干个项目,不应在电价上提太多要求,不能只想着做一个价格特别低的,而要做一个好的,不能只看着价格来。”
而更为不利的是,耗时多年的鄂尔多斯项目在其开始阶段便已面临多重额外成本。据了解,在辗转数年之后,这一项目的前期勘探考察、方案咨询费用已高达3000万元,这一费用需要中标人埋单。
此外,该项目选址鄂尔多斯杭锦旗巴拉贡镇,占地约需1.95平方公里,土地成本约4000万元-5000万元,“这是块可以发展农田牧场的土地,价格较高,选择地点不大合理。其实几十块钱一亩甚至白送的土地有很多,更适合热电站建设。”
光热发电只适合阳光年辐射量在2000千瓦时/平方米以上地区,且土地坡度不能超过3%,该项目年用水量约15万方,与火电基本一致。但项目地水源不足,只能做空冷(空气冷却),不仅导致电能转换率可能下降1%,也抬高了投资成本,以上述电价来进行消化并不合理。
而价格上限的严苛要求可能导致的结果是,资金实力小、融资能力和抗风险能力弱的民营企业被拒之门外,实力雄厚又有节能减排压力的央企再次集体登场。记者了解到,截至11月中旬,中广核、大唐、国电、中节能和阿本戈已购买标书,央企占八成。
“每个发电集团对新能源都非常看好。”一位五大电力巨头负责人对记者直言,“为了增加可再生能源份额,大家都非常努力。”
目前,五大发电集团都有各自的太阳能光热发电小型示范项目。有分析人士指出,这些企业可能通过今后扩大规模的方式,大幅度压低投标电价,以求先拿下 50兆瓦热电项目。原因不言自明,光热发电规模越大,每千瓦时电价成本越低,拿下的项目可以作为未来更大容量电站的一部分,先以低电价中标,再将成本分摊到后续建设项目中。
也有媒体报道称,各大电力集团已开始在光热发电领域圈地。国内适宜发展光热发电的土地资源有限,“谁先上项目,土地就给谁,大家自然蜂拥而上,并预留大量后续扩建土地。”
三年前,五大发电集团中只有华电跟随中科院做示范性项目,而最近半年来,约300万千瓦热电项目已完成项目建议书,几大电力巨头更私下里运作了部分未公开项目。国电集团吐鲁番光热发电项目人士曾表示,其项目仅为100千瓦,但圈地达几千亩,目的正是为了将来大规模扩张。
光伏发电已经出现的央企超低价垄断局面似乎又将要在光热发电领域上演。结果是,如果热电低电价持续,无法提高投资回报率,将无法吸引更多社会资本参与,也将会影响到有针对性的补贴政策出台。
“政府对太阳能热电项目的认知度还不够,对市场前景也不那么了解。”前述热电设备制造商表示,热电项目要能够长期稳定地完善下去,必须得到有针对性的政策支持,这样银行融资才会相应跟进。
决策层有矛盾之处,像超白玻璃是生产光热发电所需聚光镜的基本原料,但玻璃制造已被工信部划为淘汰落后产能的重点领域,银行“一刀切”地停止对玻璃制造业放贷,这也势必影响到光热发电所需的上游原料的生产。
2010年8月,美国能源基金会曾委托上海中科清洁能源技术发展中心,对中国光热发电市场进行调研。调研结论是,中国对可再生能源的扶持力度呈现与重视程度的正相关,虽然扶持政策种类较齐全,但存在跟风上政策现象,不具备长期性和稳定性。
“今天这个能源热,政策就一窝蜂地来;明天那个能源热,这边的政策就忽然不见了,全跑到那个领域。这会让投资者看不到稳定的市场回报。”上述调研主管龚思源对记者说。
分析报告。
“我现在手头有20亿元现金,账户里可动用资金200亿元,希望能投资光热发电项目。”2010年初,一家从事传统能源开发的跨国企业告诉中国科学院电工研究所人士,该所是国内太阳能光热发电研究的主导机构。
急于寻找类似投资渠道的巨量资金还有很多,面对传统能源的日渐稀缺和央企不可撼动的垄断地位,新能源自然成为最理想的出口之一。而最近一段时间以来,继水电、风电、核电、光伏发电等投资热潮之后,光热发电渐渐升温,进入投资者和战略决策者的视野。
10月20日,位于内蒙古鄂尔多斯的50兆瓦槽式太阳能热发电特许权示范项目(下称50兆瓦热电项目)正式招标,这是全国首个太阳能商业化光热发电项目,预计最初年发电量为1.2亿千瓦时。业界寄望于借助该项目考量国内研发技术,探索符合国情的商业模式并带动市场规模化发展。
2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》指出,“十一五”期间,在甘肃敦煌和西藏拉萨建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目,在内蒙古、甘肃、新疆等地建设太阳能热发电示范项目。到2020年,全国太阳能光伏电站总容量达到2000兆瓦,太阳能热发电总容量也将达到2000兆瓦。
但当下,光热发电的进展远远落后于光伏。“相对于光伏电价,光热电价依然很高,发改委和国家能源局对发展太阳能热发电一直有所顾虑。”参与鄂尔多斯项目可行性研究的知情人士告诉记者,“毕竟可再生能源基金有限,决策层还是更倾向于选择成本低廉的可再生能源先行发展。”
按照财政部今年4月制定的《可再生能源专项基金管理办法(初稿)》安排,基金将主要用于补贴电网企业接受可再生能源电量产生的财务费用,其来源是可再生能源电价附加收入和财政部专项资金。以目前每度4厘钱的可再生能源附加额度计算,基金总量每年约120亿元。
由于光热发电没有光伏、风电等新能源不稳定、不连续的缺陷,许多国家在未来能源规划中将其定位为电力的基础负荷。根据聚热方式,光热发电可分为槽式、塔式、碟式三种,槽式最具商业化可行性。
973(国家重点基础研究计划)太阳能热发电项目首席科学家、中国电气协会副理事长黄湘估算,到2020年,中国光热发电市场规模可达22.5万亿至30万亿元,热发电总量可占全年总发电量的30%-40%。
但是,也有悲观者。多家从事太阳能热发电设备制造的企业在接受记者采访时表示,热电市场前景虽好,规模化难度却很大,目前还只是“沙盘上的房子”。
七年延迟
鄂尔多斯50兆瓦热电项目早在2003年就开始酝酿,原定于2010年一季度招标,但电价方案一直悬而未决,导致招标时间一再拖延。
在2006年召开的中德科技论坛上,该项目被正式确定为中德合作项目。2007年,获发改委开展前期工作的同意复函。
随后,德国太阳千年公司(下称太阳千年)与内蒙古绿能新能源有限公司(下称绿能)合资建立内蒙古施德普太阳能开发有限公司(下称施德普),专门从事该项目可行性研究报告和实施工作。其中,绿能占股75%,太阳千年占股25%。
绿能公司总经理薛际钢告诉记者,项目开始之初,太阳千年打算自己融资运作项目,但依中国相关规定,外资投资电力的比例不能超过25%。于是,太阳千年找到绿能作为合作伙伴。
按照2008年10月的项目可行性研究报告测算,该项目总成本约为18亿元,年均总发电量约为1.2亿千瓦时,以25年营运期计算,若要实现8%的资本金内部收益率,税后上网电价需达到2.26元/千瓦时。
“与国外的电价相比,我们还是低一些的。”薛际钢解释,即使比照当年发改委已批复的光伏电价,光热发电仍具有很大竞争优势。彼时,发改委对上海崇明岛光伏项目和内蒙古鄂尔多斯聚光光伏项目的批复电价均在4元/千瓦时以上。
难以预料的是,正当施德普以2.26元/千瓦时的上网电价将项目上报给发改委时,金融危机发生,光伏组件价格骤降,国内首个光伏并网发电示范项目——敦煌10兆瓦太阳能项目最终中标价仅为1.09元/千瓦时。
这一突然的变化直接导致发改委否决了施德普的方案。此后,施德普将电价降至1.8元/千瓦时,仍因电价过高未获许可。
“核准电价与火电上网价之间的差价,需要政府埋单。”鄂尔多斯项目科研工作负责人姜丝拉夫表示,内蒙古火电上网价是0.285元/千瓦时,二者差价接近每千瓦时2元。照此计算,国家每年需财政补贴约2亿元,25年就是50亿元。
接近国家能源局人士向记者表示,一个项目的补贴政府能够承受,但一旦形成示范,各地纷纷效仿蜂拥而上,决策层担心应付不过来。此外,光伏上网电价经特许权招标后一降再降,决策部门有意效仿。
2010年3月25日,国家能源局再次下发《关于建设内蒙古太阳能热发电示范项目的复函》,决定改以特许权招标方式建设该项目,通过公开招标选择投资者和确定上网电价,并要求电站设备和部件按价值折算的本地化率需达到60%以上。
可这一复函并没有让鄂尔多斯项目马上启动。“之前的价格都是按照设备、部件进口价格计算,中国由于没有一个样本可供借鉴,本地化能力还有待考察。”薛际钢说。
就在绿能为实现本地化率要求进行前期考察的同时,光伏发电市场的竞争愈发激烈。8月,国家第二批大型光伏电站特许权项目开标,13个项目的上网电价均低于1元/千瓦时。远超预期的普遍低价让发改委和国家能源局倍感为难(详见2010年第18期“光电低价搏杀”)。
受此牵连,国家能源局内部曾一度传出消息,50兆瓦热电项目特许权招标无限期推迟。
“在企业层面,光热发电市场早就启动,但若迟迟没有一个商业化项目推出,企业在捕捉到政府的无作为后,很有可能掉转航向,这个市场也就没法培育了。”一位太阳能设备制造商对记者说。
9月,国家能源局召集意向投资商和相关设备提供商连续召开内部会议。一个半月后,50兆瓦热电项目终于在筹备七年之后发出招标公告,招标项目总投资商,期限为三个月,至12月20日止。开标时间定在2011年1月20日,项目建设周期30个月。
发改委摇摆
七年来,上网电价一直影响着发改委的态度,它犹如悬在政策制定者头顶上的一柄利剑,即使项目现已开标,这一担忧仍未散去。
“对待这个项目,发改委和国家能源局一直很谨慎,很认真,很操心。”接近发改委人士对记者透露。
5月10日,在“十二五”战略性新兴产业发展重点咨询研究项目之新能源产业课题组项目会议上,光热发电作为重点被要求详细陈述。
记者了解到,对于光热发电,发改委的初衷是比照光伏发电做法,先核准一两个项目启动市场,而后通过特许权招标摸索出标杆上网电价,并借此拉动产业朝规模化发展。这也是鄂尔多斯项目起初走核准程序申报的原因。
但光伏发电上网电价的骤降和可再生能源基金的捉襟见肘让发改委左右为难。上述接近发改委人士表示,一方面,电价到底核准在什么位置上才合理,发改委一直无法给出定论。国内没有可资借鉴的示范性项目,产业链也不成熟完整,致使发改委既无参照标准也无法准确计算,“政府也不知道该定多少,自然就不敢批,批得是否合理他们心里没数。”
另一方面,光伏上网电价下降幅度颇大,支持光热的补贴可以两倍作用于光伏,“所以决定先发展光伏,等电价能降得比较多的时候,再上光热。毕竟这些补贴最后都要摊到用户身上,结果就是提电价,这也会给发改委带来很多争议”。
3月,发改委提出了特许权招标方式和60%的本地化率要求,希望借此降低光热电价。
有专家指出,光热发电站建设成本直接影响热电并网价格。如果每千瓦单位造价降至1万元以下,上网电价就可降到1元/千瓦时以内,并逐渐接近现行每千瓦时0.51元至0.61元的风电标杆电价。
一度,发改委曾希望与欧盟开展合作。记者获悉,8月,国家能源局新能源司副司长史立山等人,在参加完布鲁塞尔能源会议后特地前往西班牙实地考察光热发电项目。
在此前后,史多次与欧盟接触,希望欧盟以赠款或贴息贷款的形式大力支持这个中德政府的合作项目,目的就是减少中方支付的成本费用,降低电价以便尽快启动项目。
“欧盟没有答应,不然可能还会走核准电价方式。”知情人士透露,直到此项目发出招标公告前半个月,发改委还在做最后努力,但始终没有谈成,“各种方式行不通之后就只能招标了”。
记者了解到,为遏制光热电价过高,发改委还特意在招标书中加设了一道“特别条款”——此次投标电价不得高于国家已核准的光伏电价。目前,在已核准的光伏上网电价中,最高价为1.15元/千瓦时。
这一“特别条款”源于9月国家能源局组织召开的一次内部协调会。华电、中广核、大唐、华能、国电等七八家意向投资商和五六家设备供应商均出席会议,会上,中广核、大唐、国电均表示1.15元以下的电价可以做,其他未表态企业也没有当场反映此价格过低。
薛际钢告诉记者,据此前去各设备厂家询价的结果看,1.5元/千瓦时左右的电价比较合适,但发改委仍然认为太高。“我毕竟是询价,并没有谈到规模化生产后的成本问题,也许大企业去谈1.15元的价格就没有什么问题。”
事实上,担心电价过高之余,发改委对可能产生的超低电价也心存忌惮。记者获悉,为避免招标过程中出现恶性竞争,此次评标先审技术方案,待其合格后再审价格标,电价约占考量因素的七成左右。
沙盘上的房子
筹备七年终上马,政府释放出的这个积极信号让投身其中者欢欣鼓舞。
863太阳能热发电项目总体组组长、中科院电工所研究员王志峰表示,50兆瓦热电项目不仅将引起光热发电行业的觉醒,也将引发整个热发电产业链的觉醒,包括电力企业、设备制造企业、银行、投资商等,光热发电有望成为下一个新能源投资的蓝海。
不少声音则认为“过于仓促”,新能源产业的发展过程一般从技术研发起步,经试验示范成功后再步入商业化推广阶段。
目前,国内仅限于研发工作,试验示范项目虽在建设但结果尚未可知,加之国家没有出台有针对性的扶持政策,不足以支撑这个装机容量不算小的商业化项目。
一位从事光热研究利用的央企负责人在接受记者采访时表示,“我们现在的自主研发有点不计成本,只是为了自主知识产权,成本却没降下来。商业化运行方面,规范、管理、维护等标准体系和盈利模式,以及财务、融资、建设、产业链体系、政策管理等一整套链条都没有形成,还没有做到商业化的可能性。”
不容忽视的事实是,热电产业链上的核心技术,如系统集成,集热管、聚光镜等,仍掌握在国外企业手中,若不能解决将严重阻碍市场规模化发展,这也是发改委要求50兆瓦热电项目本地化率的重要原因。
50兆瓦热电项目的前期本地化调研结果并不乐观。系统集成方面,目前只有中航空港和华电工程两家企业在建设完整的发电试验系统,由于还没实际应用,并不能证明其完整性、成熟性、可靠性,这成为一个令人担心的问题。
集热管部分,虽有北京市太阳能研究所、皇明太阳能、深圳唯真太阳能等多家企业从事自主研发,但眼下只是样品产出阶段,没有工程验证,量产能力和品质如何不得而知。
聚光镜部分,镜面产品弯曲精度和反射率最主要依靠先进的设备做保证。据了解,浙江大明玻璃从国外引进的世界第三条生产线还在运输过程中,年底若完成安装,明年或可供货。倘若不能按期供货,目前国内没有其他可提供满足国外同等技术水平要求产品的生产商。
可国外企业至今都不希望将其技术转移给中国,即使用市场份额交换也不乐意。中国光伏产业的迅速规模化,肇始于国外企业将光伏设备制造产业全部转移至中国,光热发电领域却还没有这样的机会。
据悉,西班牙最大的太阳能企业阿本戈集团(Abengoa Solar),进驻中国已有四五年,一直希望能在中国独立运作项目,而不肯与中国本土企业进行技术合作。
前述央企负责人表示,光热发电的核心技术由国外大企业垄断,既没有污染压力,回报也丰厚,如集热管的利润可达200%-300%,国外企业没有动力转移。“我们曾和西门子、阿本戈等大企业谈合作,承诺可以帮他们在中国拿项目,但要求有技术合作,但这些企业都不愿意技术换项目。”
“不管谁中标,详细设计国内做不了,光场安装、维护国内也做不了。”一位不愿具名的业内人士对记者说,“希望最后中标的投资人能和国外公司联手做,这样成功的几率会更大。”
央企入场
“国家就想把电价控制在一定范围内,但他们对热发电不大了解,一系列问题他们认为都是小事,可以在具体项目上自己去解决。”参与鄂尔多斯项目全过程的黄湘对记者表示,他不认同发改委设置的1.15元/千瓦时电价上限。
黄湘认为,“对于第一个或者前若干个项目,不应在电价上提太多要求,不能只想着做一个价格特别低的,而要做一个好的,不能只看着价格来。”
而更为不利的是,耗时多年的鄂尔多斯项目在其开始阶段便已面临多重额外成本。据了解,在辗转数年之后,这一项目的前期勘探考察、方案咨询费用已高达3000万元,这一费用需要中标人埋单。
此外,该项目选址鄂尔多斯杭锦旗巴拉贡镇,占地约需1.95平方公里,土地成本约4000万元-5000万元,“这是块可以发展农田牧场的土地,价格较高,选择地点不大合理。其实几十块钱一亩甚至白送的土地有很多,更适合热电站建设。”
光热发电只适合阳光年辐射量在2000千瓦时/平方米以上地区,且土地坡度不能超过3%,该项目年用水量约15万方,与火电基本一致。但项目地水源不足,只能做空冷(空气冷却),不仅导致电能转换率可能下降1%,也抬高了投资成本,以上述电价来进行消化并不合理。
而价格上限的严苛要求可能导致的结果是,资金实力小、融资能力和抗风险能力弱的民营企业被拒之门外,实力雄厚又有节能减排压力的央企再次集体登场。记者了解到,截至11月中旬,中广核、大唐、国电、中节能和阿本戈已购买标书,央企占八成。
“每个发电集团对新能源都非常看好。”一位五大电力巨头负责人对记者直言,“为了增加可再生能源份额,大家都非常努力。”
目前,五大发电集团都有各自的太阳能光热发电小型示范项目。有分析人士指出,这些企业可能通过今后扩大规模的方式,大幅度压低投标电价,以求先拿下 50兆瓦热电项目。原因不言自明,光热发电规模越大,每千瓦时电价成本越低,拿下的项目可以作为未来更大容量电站的一部分,先以低电价中标,再将成本分摊到后续建设项目中。
也有媒体报道称,各大电力集团已开始在光热发电领域圈地。国内适宜发展光热发电的土地资源有限,“谁先上项目,土地就给谁,大家自然蜂拥而上,并预留大量后续扩建土地。”
三年前,五大发电集团中只有华电跟随中科院做示范性项目,而最近半年来,约300万千瓦热电项目已完成项目建议书,几大电力巨头更私下里运作了部分未公开项目。国电集团吐鲁番光热发电项目人士曾表示,其项目仅为100千瓦,但圈地达几千亩,目的正是为了将来大规模扩张。
光伏发电已经出现的央企超低价垄断局面似乎又将要在光热发电领域上演。结果是,如果热电低电价持续,无法提高投资回报率,将无法吸引更多社会资本参与,也将会影响到有针对性的补贴政策出台。
“政府对太阳能热电项目的认知度还不够,对市场前景也不那么了解。”前述热电设备制造商表示,热电项目要能够长期稳定地完善下去,必须得到有针对性的政策支持,这样银行融资才会相应跟进。
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陈建平
(北京市国土资源局)
摘要:2008年北京奥运,引发了一场绿色革命,国人对改善环境保护环境的意识空前提高,并已成为一项十分重要的自觉行动。为了实现绿色奥运,北京市采取措施,大力发展清洁能源。地热是一种良好的清洁能源,本文重点对深层地热和浅层地热及其利用进行积极的探讨。
引言
北京市开发利用地热资源(温泉)历史悠久,利用地热进行采暖已经多年。1999年时,为了改善环境、支持申奥,大力改善能源结构,地热等清洁能源的利用被列入了城市能源发展规划,得到重视。在市政府地热采暖示范工程顺利进行的同时,浅层地温的利用、研究,在北京地区取得了重大进展。低温地热的梯级利用技术研究项目取得的成果,进一步扩大了地热资源利用的范围。
深层地热:指传统意义上的地热,国际规范温度大于25℃。地热有多种形态,其中地热水是集“热、矿、水”三位一体的宝贵的自然资源,是一种清洁可持续利用的能源。北京工业大学、郭庄北里、北京地质勘察技术院等地热采暖示范工程的试验成功,对改善能源结构、发展可再生能源,将产生积极的意义和影响。采暖示范项目在地热回灌与地热热泵技术的应用上,以及地热保护与梯级利用、综合利用技术方面,也具有十分重要的意义。
示范工程试点之一的崇文区郭庄北里小区,6栋居民楼数万平方米的建筑采用地热采暖,彻底解决了该小区由于历史原因造成的20多年没有供暖的问题,实现了地热采暖多级换热、全封闭循环、热泵技术应用、地热采暖尾水100%回灌的试验目标,有效保护了地热资源。项目的试验的成功,受到市政府的高度重视。
浅层地热:是低温地热能的另一种形式,它涉及从地下常温层以下至一定深度以内(北京地区约为150m以浅)的浅层地热资源,包括土壤中和地下水中的热能等,大大地拓展了地热应用的范畴。在地下恒温层以上(特别是接近地表)的土壤地层中,还包含太阳能辐射到地表所形成的热能,优点是利用中操作简单、投入较少,但这部分辐射热能受外界条件的影响较大,不很稳定,其热能利用的效果与热量储量不能与地热(包括地温)相比。
国际上热泵技术的利用发展已经数十年,国内的研究是从20世纪90年代开始的。近年来,北京地区热泵技术利用发展较快,从2000年开始到2004年,仅3年多的时间,全市热泵供暖面积已经超过500万m2。浅层地热的利用在热泵技术的发展中占有很大比例,说明了其具有的独特优势和特点。通过各种试验得出的技术和经济分析表明,它将在未来推动我国低品位能源的应用。
1 国外地热能利用的发展情况
1.1 法国
深层地热:法国本土的地热资源以≥50℃的低焓地热水为主,法国对地热的利用发展于20世纪80年代。法国以供水井和回灌斜井组成的“对井”而著称;两口地热井在地面上相距10m,但在千余米地下的距离,可达400~1000m;1998年的统计资料,巴黎仍有41个区域供暖的“对井”机房在运行,至2005年时数量略有减少。
浅层地热:对于更低温的地热能,法国使用地热热泵进行供暖和制冷。如巴黎塞那河畔的法国电视台,钻井仅几百米深,地下水温可达到23℃,被用于地热供暖系统。
1.2 德国
深层地热:德国地热利用以采暖为主,特点是:建立相对集中的大型供热站。由于热泵用电,引用了“季节特性系数”,即供热量与消耗电量之比,一般为5~7的范围;此外,全年热量输出的85%使用地热,全年热量的15%采用由石油或燃气燃烧器形成的辅助热源,主要解决峰值供暖负荷。到2002年,已有9个集中供热站,其地热井深度从1100~2400m不等,总供热量136MW。用于采暖、温室等;
浅层地热:德国广泛使用分散的浅层地热能及小型地热热泵,供采暖之用;地下换热器包括水平的热收集器、垂直的地下换热器,或地下水换热器等;据介绍,仅德国北部,就有有4.5万根地下换热器。据报告,到1999年底止,德国全国至少安装有1.8万台平均制热量19kW的热泵机组。由于在利用中德国多使用双U型地埋管,如以每台19kW机组配以3根深100m的地下换热器,推算1999年底之前,德国应至少有5.4万根的地下换热器。
德国的供暖系统,习惯于使用热水/冷水供热制冷;德国的供暖水温标准是75/65℃,采用的地板采暖水温仅仅38℃。由于一般住宅夏天并不使用空调,土壤温度靠自然恢复,冬季热泵的水源侧水温常常降到0℃,负荷侧温度38℃,所以其热泵COP值也达4以上。
2 国内地热利用的发展情况
2.1 地热供暖
传统意义上的低温地热水的概念是:温度范围从25~90℃,主要来自深部地层。
20世纪70年代开始,北京地区地热采暖主要利用60℃多度地热水进行直供。由于北京地区的地热水温度多在40~60℃范围,所以当时尝试用60℃的地热水通到暖气片中,为达到供暖效果,依靠加大暖气片的片数作保证。而由于当时条件的限制(建筑结构、保温质量、供暖管道材质等),往往在最冷天时室温不够高,供暖效果经常不能保证,或者需要进行调峰处理。
随着近代建筑节能技术的发展,居住建筑供暖热指标已逐渐下降(约20W/m2左右),因此进一步降低供暖水温度,成为一种趋向和可能。由于供暖技术的进步,如采用冷热两用型的风机盘管机组,可以大大降低所要求的热源温度。实际运行的供暖水温经常在45℃左右,甚至更低。30~35℃的地板采暖供热温度,也是目前住宅或公共建筑可以接受的可行的温度。
因此,北京地区40~60℃的地热水,也将发挥重要的能源作用。地热热泵技术的发展,将会很大程度的利用35~40℃的地热采暖尾水。预计在未来能源的构成中,低温地热能的利用,会占越来越大的比重。
2.2 地热热泵
地热热泵,按水源侧能承受的工作温度和负荷侧供热制冷温度,可以分为两种类型:冷热两用型热泵、升温型热泵;
35℃,是冷热两用型热泵的可承受的水源侧最大温度;其负荷侧供回水温度,冬季50/43℃,夏季7/12℃;北京工业大学地热供暖示范工程课题组在2000年初,引进了当时北京第一台国外厂家生产的,能承受35℃地热尾水温度的冷热两用型水-水型热泵及水风型热泵进行实验;后来又在中试工程中,和大型工厂工程进一步使用,都取得了很好的效果。用热泵提升尾水温度的做法,在实际利用中具有十分广泛和积极的意义。
55℃,是升温型热泵所能承受的水源侧最大温度;升温型热泵,仅供冬季负荷侧供回水温度85/70℃,也可以为75/65℃,70/60℃以满足民用采暖的需要。
经在某工程测试的数据计算,热泵运行最低效率为2.7~3.4。
2.3 地热的梯级利用
不论是哪种温度的地热水,梯级利用都是一个最佳的利用方案。所谓梯级利用,就是按照用户终端需要的供热水温,从高到低排序;高能高用,温度适用,分配得当,各得其所,通过梯级利用,可有效提高地热资源利用率。
北京申办2008年奥运会成功以来,由于地质勘查钻井技术的进步,大大加强了钻井的能力与深度,北京地热水的温度有了新的提高,最高达到89℃。
当然,不论地热水提供的温度多高,供暖所需温度和用户所需要的水温,仍然是一定的。地热热泵技术的利用与设备水平的不断进步,有助于进一步提高地热资源的利用率。
2.4 地热梯级利用的实例
根据北京工业大学地热供暖示范项目组的测试和阶段总结,该校使用地热供暖的初投资,与常规集中供热区域锅炉房的价格基本相当;而运行费用,经在2002,2004年两次分别复测,总效率约在5.79~6.54范围内;费用低于天然气。
在北京热泵技术的应用研究与发展中,研究工作已有10多年的历史。据不完全统计,水源、地温热泵的利用发展超过一般的想像,仅在北京地区及周边,已安装的土壤源地埋管换热器约几千根以上,除一般用于小型别墅外,一些大型的工程也在尝试这种可再生能源的利用试验(初步试验的效果理想)。
3 国内浅层地热能供热的发展
3.1 技术可靠性与基础工作
在土壤源热泵系统的设计中,从土壤中吸和放的热量一定要平衡,才能保持可靠、稳定的运行,因此,逐时的负荷计算很重要。如果冬夏逐月总制热量和总制冷量不平衡,以及冬夏季峰值负荷不平衡,超过一定限度时,会出现一些问题,比如:在冬天,热泵水源侧温度达到-2~-4℃,低于设计值,这时,热泵制热量减少,结果可能不能保证供暖温度;而在夏天,由于夏季负荷过大,热量散不出去,水源侧水温升得很高,会造成热泵停机。这时,就得要考虑辅助一个冷却塔;如果用户要求只需供热,不需供冷;或要求只需供冷,不需供热;则在使用这种系统时,要有足够的补救措施。
地热供暖及各种热泵供暖系统,梯级利用的方案示意图如下:
浅层地热能:全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集
大地导热系数包括:塑料管材,回填料,土壤在内的综合的导热系数,还与现场的土壤含水量等因素有关,也只能在现场测定;研究表明,仅就土壤和岩石两类土壤材料的导热系数来说,其数量级可以由0.4W/(m·℃)至6.0W/(m·℃),随其密度及湿度有所不同;常遇到的土壤材料的导热系数,会相差两倍以上;如果大地导热系数相差两倍,在一定的条件下,设计管长,可以减少大约20%;同时,在提高回填材料的导热系数上,多年来国外都做了不少改进。
大地导热系数的测定,要在没有被热扰动过的土壤中现场进行。依据国际上的大地导热系数模拟装置的原理,大地导热系数模拟装置已测出多种数据;该装置由北工大地热供暖课题组,在研究工作中,自行研制、设计和施工;经过了实验检验;并且经改进后,还扩大了其功能。
3.2 合理的热泵选择
一是根据当地的地质与水文地质条件、经济能力、政策导向等因素,进行合理的选择,已采用效率高、费用可以接受的热泵方式及设备。
二是按照低的进水温度选热泵,以免制热量不够;由国外某知名的热泵厂家给出的数据表明,该热泵水源侧供水温度3.9℃时的制热量,比14℃时的制热量,大约小一倍;并且样本上说明,不鼓励在该低温工况下运行。
三是要选能承受冬季的低温,夏季的高温的土壤源专用热泵;能承受水源侧进水温度-5℃,和43℃的热泵;不仅在自控上体现了保护温度的不同,在制冷系统上,还应该有必要的措施。
3.3 严格的施工技术
(1)要有定点专用厂家生产关键的设备与管件材料:例如,热泵主机的性能稳定,U型管的底部接头、双U型管的上部接头等,是导致水流阻力加大的主要部位。
(2)井孔的回填材料和方法:回填材料影响导热系数;要使用砂浆泵加压灌浆法,可以保证较高的导热系数。
(3)施工单位要有相应的资质,施工人员(包括电熔焊工和下管,回填工)要进行培训,并有合格证书。
(4)杜绝低劣,粗放的设计,施工工艺,才能保证效果。
3.4 长期的效果监测
根据大地导热系数的测定结果,在设计、工完成后,可以进行使用20~50年的效果模拟预测,主要是确定热泵水源侧,冬夏的最高,最低温度的逐年变化;这样就可以知道其制热量和制冷量的逐年变化;一般说,当冬夏热冷负荷基本一样时,水源侧的冬夏的最高,最低温度也还会逐年上升,这对于北方的供暖有利。
3.5 规范化管理和许可证制度
国家应制定统一标准,包括:地埋管的钻孔,设计,施工规范等。我国是一个大国,任何事情,无序发展,势必造成混乱;由于钻孔的高利润,只要买个小钻机,个体的钻孔很容易实现;据调查,有的工地,钻孔的斜度,可以与相距4~6m的临近钻孔相交汇。地下工程是隐蔽工程,如果无序进行,对于其他地下设施,势必会造成影响;
政府有关部门,应制定地热地源发展规划。北京是世界最大的城市之一,热泵技术的发展(包括土壤源和地下水源等)应在浅层地温条件调研的基础上,由有关部门提出科学的发展规划。为加强管理,应制定法规,以规范这一技术的有序发展。
对于土壤源热泵系统,可能带来的土壤环境保护问题,应有所准备;要有序钻孔,以保护一个清洁的地球。
4 北京地区深层地热、浅层地热的发展与政策
4.1 深层地热
为科学引导地热的发展,北京已经编制2006—2020年地热资源可持续利用发展规划。近年内的发展重点,一是进一步探讨为加强地热资源的科学管理,实行保护性限量开采的有关政策。市政府有关部门已经发出通知,支持地热供暖项目的发展,但要求采取回灌措施,保证将采暖弃水进行回灌;强调温泉休闲度假旅游项目的发展,按不同用途进行循环过滤、中水处理、综合利用,实现零排放的目标。二是支持延庆生态农业县的无烟城建设,提高当地的旅游品牌。例如延庆县城人口不足10万,按规划目标,总建筑面积约500万m2,当地地热埋深2000m,可打出70℃左右、日采3000m3地热水,具有发展地热供暖的地热资源条件。实现地热供暖,可为当地减少50%左右以上的燃煤锅炉。
4.2 浅层地热
浅层地热的开发利用,需要具备一定的地质和水文条件,才能取得较高的效率,达到理想的供暖/制冷效果。为加强地热资源的开发管理,规范开发中的市场行为,应该立项进行全市浅层地热资源情况和水文地质条件的调查,并在调查的基础上,划定适合于不同热泵技术发展的条件和范围,编制相关的发展规划,以便引导浅层地热能科学合理的利用。
4.3 地质环境的监测
加强对浅层地热利用的管理和规范,特别是保证水源热泵系统中地下水资源的回灌、水质检测与地质环境监测,十分重要,应引起有关部门的足够重视。
4.4 发展前景
鉴于改善能源结构和节约资源的需要,北京市为加强浅层地热资源等可再生能源的利用,提出未来几年内发展1亿m2供暖面积的目标。这一目标的提出,完全体现了北京地区发展清洁能源和节约资源的紧迫性。为实现这一目标,在市发改委的牵头下,市政府9个委办局共同研究、制定了相关的扶持政策,加强对地热与浅层地温资源利用的支持,引导地热于浅层地源热泵项目,给予一定数量的项目改造或建设资金的补助政策。预测在这一政策的促进下,北京市地热与浅层地热等可再生能源的利用会有一个快速的发展。
参考文献
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[3]陈建平.北京地热资源管理研究.2002.北京地热国际研讨会论文集,北京:北质出版社,273~283
选择新能源专业,将来就业前景好、工资高这是新开的专业,相较于传统专业目前国内开设的院校少,将来毕业竞争压力小,好就业。之所以要新开设这样的专业,就是国家急需这方面的人才选择新能源,是为了祖国的水更清,天更蓝。
那么什么是新能源
新能源又叫非常规能源,是指传统能源之外的各种能源。目前开发和利用及正在研究有待推广的有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等等。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气等常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,国家越来越重视新能源的开发、利用及推广。
以核电举例,核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,另外核电站也大大减少了燃料的运输。比如,一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。另外核电运行稳定,不像风电水电受外界环境影响较大。
国家大力扶持新能源产业
新能源产业是衡量一个国家和地区高新技术发展水平的重要依据。许多国家都将可再生能源作为新一代能源技术的战略制高点和经济发展的重要新领域,投入大量资金支持可再生能源技术研发和产业发展。
以上回答仅供参考。
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测,全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量,世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计,全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的,将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为,到2030年世界能源需求将增长60%,届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门,运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出,C02排放也将增多,减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为,中东将增加投资以扩增常规石油资源产能,非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用,氢能将有少量应用,可再生能源将有更大发展潜力。到2030年,替代能源尤其是可再生能源,不仅将成为不可或缺的重要能源,而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快,世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术,风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中总的比例将达30%,无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度,2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元,其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划,克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里,安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍,法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告,将从2010年正式启动生物能源计划,并与美国和欧盟共同开发可再生能源,建设500个示范区。预计将投资2600亿日元,而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家,越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
近年来,浅层地热能开发利用得到迅速发展,成为节能减排大军中一股不可忽视的力量。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷,沈阳市已超过4300万m2。北京国家大剧院和奥运村、上海世博会等标志性工程都使用了地源热泵系统。作为可再生能源之一,浅层地热能开发利用工作将成为城市地质工作中的重要部分,做好城市地质工作中浅层地热能开发利用工作,对生态城市建设和节能环保发展具有十分重要的意义。
一、我国浅层地热能
(一) 浅层地热能资源
地热能是可再生的清洁能源,按照埋藏深度,200米以浅的称为浅层地热能,浅层地热能的温度略高于当地平均气温3~5 ℃,温度比较稳定,分布广泛,开发利用方便,具有十分广阔的开发利用前景。浅层地热能的利用,主要是通过热泵技术的热交换方式,将赋存于地层中的低品位热源转化为可以利用的高品位热源,既可以供热,又可以制冷。开发浅层地热能,可以改善我国能源消费结构,减少二氧化碳排放。
(二)我国浅层地热能应用潜力
我国浅层地热能资源十分丰富。最新数据表明,我国287个地级以上城市浅层地热能资源量为每年2.78×1020J,相当于95亿吨标准煤。每年浅层地热能可利用资源量为2.89×1012kWh,相当于3.56亿吨标准煤。扣除开发消耗电量,则每年可节能2.02×1012kWh,相当于标准煤2.48亿吨,减少二氧化碳排放6.52亿吨。到2015年,我国利用的浅层地热能资源量将达到4.26×1011kWh,相当于5269万吨标准煤(占我国浅层地热能可利用资源总量的14.8%)。
(三)地源热泵技术
地源热泵技术的进步是带动浅层地热能开发利用的关键因素,实践证明,利用地源热泵技术开发浅层地热能是实现节能减排十分有效的途径。
1912年瑞士人首先提出了地源热泵技术,1946年第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起,瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立了示范工程。20世纪80年代后期,地源热泵技术日臻成熟,其节能和减排效果得到了普遍认可。2010年世界地热大会的统计数据,地源热泵的年利用能量达到了214782 TJ(1012焦耳),与2005年世界地热大会的统计数据相比,五年内增长了2.45倍,平均年增长率达到了19.7%。2010年世界地热大会的统计的地源热泵的设备容量为35236 MWt(兆瓦热量),其在五年间增长了2.29倍,平均年增长率为18.0%。
二、浅层地热能开发利用现状
我国起步较晚,九十年代才引入地源热泵技术。清华大学徐秉业教授把这项技术引入中国,从此开启了地源热泵技术在中国的发展潮流。我国利用地源热泵技术开发浅层地热能与国外相比,虽然起步晚,但发展很快,其范围之广、规模之大已远超国外。据初步统计,目前在全国范围内,除港澳台地区外,31个省、市、直辖市、自治区均有开发浅层地热能的地源热泵系统工程。应用浅层地热能供暖制冷的建筑物面积1.4亿m2,浅层地热能供暖、制冷的单位(住宅小区、学校、工厂等)约3400个,80%集中在华北和东北南部地区,包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等省市。北京约有2000万m2的建筑利用浅层地热能供暖和制冷,沈阳已超过4300万m2。据估算,2010年浅层地热能的开发利用,使我国二氧化碳减排约2200万吨。
(一) 政策推广
为促进浅层地热能开发利用,北京市、沈阳市和国家有关部门先后出台了有关文件。2006年5月,北京市发改委等九个部门联合印发了《北京市关于发展热泵系统的指导意见》,对选用地下(表)水地源热泵的每平方米补助35元,选用地埋管地源热泵和再生水地源热泵的,每平方米补助50元。2007年7月,沈阳市出台了《地源热泵系统建设应用管理办法》,凡符合城市供热规划和地源热泵技术推广应用规划要求,并具备应用地源热泵技术条件的新建、改建、扩建项目,以及耗能大的单位,应当建立地源热泵系统。
2009年7月,财政部、住房城乡建设部下发了《关于印发可再生能源建筑应用城市示范实施方案的通知》,对纳入示范的城市,中央财政将予以专项补助5000万元;对推广应用面积大,技术类型先进适用,能源替代效果好,能力建设突出,资金运用实现创新,将相应调增补助额度,每个示范城市资金补助最高不超过8000万元。《通知》中的“可再生能源”即为太阳能和浅层地热能。
此外,各地方政府也先后出台了一系列发展地源热泵技术的相关政策和措施。
(二)浅层地热能资源调查评价
浅层地热能资源调查评价是浅层地热能利用的基础工作,决定浅层地热能利用的科学性和可持续性。2008年,国土资源部在全国启动了浅层地热能调查评价试点工作,并于当年印发了《关于大力推进浅层地温能开发利用的通知》,发布了《浅层地温能勘查技术规范》,成立了浅层地温能研究推广中心。国土资源部在2009年制定的《国土资源系统应对全球气候变化工作方案》和2010年印发的《关于做好“应对全球气候变化地质响应与对策”有关工作的通知》中,又对浅层地热能调查评价与开发利用工作进行了再部署。
自2008年国土资源部下发了开展浅层地热资源调查工作通知后,全国各省(自治区、直辖市)市根据《浅层地温能勘查技术规范》分别对辖区内适宜开发利用浅层地热能的主要大中城市,以及经济发展规划区开展浅层地热能调查。
目前,此项工作已经在各省、自治区、直辖市国土资源系统进行。现已经完成的有北京市、河北省和天津市等。
重要成果:天津浅层地热资源调查评价工作
2009年至2010年,国土资源部和天津市联合开展了“天津市浅层地温能调查评价与开发利用”试点工作。试点工作包括浅层地热能调查评价、开发利用规划编制、地热动态监测网建设和浅层地热能利用示范工程建设等四项工作,试点工作取得了一系列重要成果。
一是全面完成了天津市浅层地热能资源调查,查明了天津市浅层地热能分布特点和赋存条件,评价了资源量和开发利用潜力。计算出浅层地热能的可利用资源量为1748万亿kJ,冬季可供暖面积13.4亿m2,夏季可制冷面积12.6亿m2。每年浅层地热能可利用资源量全部开发可节约标准煤5974万吨,扣除开采的电能消耗,可节约标准煤4480万吨,减少向大气排放二氧化碳等1.17亿吨,减少环境治理费用15.32亿元。
二是在调查评价的基础上,结合天津市社会经济发展、城市建设和土地利用规划,编制完成了天津市浅层地温能资源开发利用规划,划定了开发适宜区,分别圈定了适宜地下水、地埋管开发方式的地段,提出了合理的开发利用规模。
三是实施了梅江会展中心等10个具有代表性的浅层地热能开发利用示范工程。通过示范工程建设,提出了工程建设与管理的标准和要求,为浅层地热能开发利用规范化建设提供了依据。10个示范工程项目总供热、制冷面积约100万m2,建成后每年可节约标准煤4万吨,减少排放二氧化碳等10万吨。
四是建立了由12个动态监测站、1个试验场和1个试验研究基地组成的浅层地热能动态监测网,制定了《地埋管地源热泵动态监测技术规程》。
五是为实现统一管理、科学规划、有序开发、合理利用浅层地热能资源,全面系统地开展了政策研究工作,完成了《浅层地热能资源开发利用相关政策研究》报告和《关于推进天津市浅层地温能开发利用工作的建议》。
(三)可再生能源建筑应用项目示范及城市示范
住房城乡建设部2006年启动了可再生能源建筑应用示范项目,示范项目具有典型性、代表性,技术类型上以太阳能和浅层地热能为主。到现在为止成功实行了四批示范项目。四批示范项目371个,第一批25个,第二批57个,第三批130个,第四批159个,总补贴金额约26亿元。
住房城乡建设部2009年启动了可再生能源建筑应用城市示范,对纳入示范的城市,中央财政将予以专项补助。目前,纳入示范的城市有44个,资金补助基准为每个示范城市5000万元,具体根据2年内应用面积、推广技术类型、能源替代效果、能力建设情况等因素综合核定,切块到省。推广应用面积大,技术类型先进适用,能源替代效果好,能力建设突出,资金运用实现创新,将相应调增补助额度,每个示范城市资金补助最高不超过8000万元;相反,将相应调减补助额度。
(四)存在问题
由于浅层地热能利用较传统地热资源利用发展晚,且涉及多领域、多行业,开发利用过程中也存在一些问题。
1.工程前期未进行浅层地热能资源勘查评价
《地源热泵系统工程技术规范》(GB 50366-2005)强制要求地源热泵系统方案设计前,应进行工程场地现状调查,并对浅层地热能资源进行场地勘察。
然而,很多工程设计前都没有进行勘察工作,一方面在地下水地源热泵不适宜区采用了此换热方式,造成系统建成后产生耗电量大、系统COP低、运行不稳定、回灌困难,甚至系统报废等问题;另一方面根据其经验布设换热孔,导致大量浪费。
2.设计参数依据不足
部分地源热泵工程由热泵提供方进行设计,一些商家在设计时,完全凭借经验,以最简单的估计模式去设计系统,不少企业在设计时并没有做负荷分析,只是简单地选择一个经验数据。由于设计参数依据不足,导致一些系统设计出现“大马拉小车”或者设计负荷不足的现象。
3.缺乏可靠的技术支撑
第一,地下水回灌技术不够完善,成井工艺有待提高。地下水地源热泵工程的成井口径、填砾层厚度、滤水管类型及滤料的选用对回灌量均有较大影响,大多数施工单位未掌握回灌井施工技术,特别是成井口径、填砾层厚度、滤水管类型及滤料的选用等,造成许多井不能正常回灌。
第二,部分用户取水系统的设计、安装存在一些问题。部分用户设备安装不配套(无测压管、多无精滤装置)。热泵系统安装密封性差,回灌困难,大部分单位每年都需洗井。
第三,部分用户水源井地层层位确定存在较大的问题,特别是选用第1I含水组地层做为采灌井利用层位时,普遍存在水位偏浅,回灌困难的问题。
第四,部分热泵运行管理不够完善,导致回灌运行管理不规范。一些单位缺乏基本的常识,近三分之一工程运行不回扬,多数工程运行记录不完整(多无抽水及回灌水水温、水量、水位),有些工程存在混层采灌水的问题。
4.管理体制不健全
浅层地热能开发利用行政监督管理主体不明确,监督管理所依据的法律、法规、政策、标准欠缺,造成浅层地热能开发利用秩序混乱。主要表现在项目没有报批登记手续,不按地质条件开发,施工队伍资质、施工过程监管空白,验收标准不统一。
5.缺乏对浅层地热能资源开发利用动态监测
近年来,全国各地建成了大量的地源热泵系统,但尚未建立地源热泵地下换热系统监测体系,缺少对地源热泵系统中温度、水位、水质等动态变化的监测,无法评价浅层地热能资源开发利用对地质环境的影响;大多数地源热泵工程系统中都没有安装必要的节能计量装置,如温度表、流量计、功率表等,使得项目的节能计算工作存在一定困难,同时也不便于管理部门的进一步节能评定工作。
三、浅层地热能开发利用发展趋势
(一) 继续推进浅层地热能资源调查评价工作
推进浅层地热能资源调查评价工作是地源热泵技术发展的基础,“十二五”期间,浅层地热能资源调查评价与开发利用工作将继续成为城市地质工作的重点。工作的主要任务是查明我国主要城市浅层地热能分布特点和赋存条件,评价资源量及开发利用潜力,编制开发利用规划,建立监测网络,推动浅层地热开发利用示范城市建设。
国土资源部“十二五”工作部署中,2012年前将完成省会级城市调查评价工作,2015年前完成地级市和部分重点县级城镇调查评价工作。2011年29个省会级城市浅层地热能调查评价项目年内分两批实施。第一批实施的城市包括石家庄、呼和浩特、沈阳、长春、杭州、合肥、济南、郑州、重庆、西安、兰州、乌鲁木齐等12个城市。第二批实施的城市包括太原、哈尔滨、上海、南京、福州、南昌、武汉、长沙、广州、南宁、海口、成都、贵阳、昆明、拉萨、西宁、银川等17个城市。
其目标是:
(1)初步查清主要大中城市的浅层地热能赋存、分布特征及相应的水文地质工程地质特征,测试岩土体热物性参数,估算可利用资源量。
(2)开展浅层地热能利用工程(地下水、地源热泵系统)适宜区划分。
(3)选择有代表性的1~2个城市建立监测实验区。对已运行工程进行地下(岩土、水)温度场的监测(至少1个运行周期)工作,评价地源热泵工程对地质环境的影响,同时记录运行工况和能耗,计算换热能效比,检验项目节能效果。
(4)制定相关技术标准,建立浅层地热能开发利用适宜区划分、评价数据库。为合理开发利用浅层地热资源提供基础数据,为政府宏观规划与科学管理提供决策依据。
(5)在调查评价的基础上,结合当地行政区域可再生能源开发利用中长期目标,编制完成主要城市(镇)浅层地热能开发利用专项规划。
(二) 加大科研实力和技术创新
加强相关技术研发与投入,提高浅层地热能利用效率。
(1)加强浅层岩土热物性测试的研究;
(2)建立不同地层热物性数据库;
(3)开展不同换热方式地下传热模型的模拟试验;
(4)建立地温场长期观测,包括换热井及周围地层温度、水位、水质以及换热(换冷)情况,了解(监测)其变化规律,特别是换热井回灌能力和温度恢复情况;
(5)观测地下换热系统的实际换热(换冷)效果,测量地层热流值及热传导系数。
(三)积极参与示范城市建设,带动浅层地热能资源开发利用
在对当地浅层地热资源调查评价的基础上,结合工程的具体地质环境,积极开展地源热泵技术的推广应用,建立符合本地实际需求的示范工程,并摸索方法,总结经验,逐步推广。积极申报“可再生能源示范城市”,参与示范城市建设,用好国家专项资金,稳步推进以城市为单位的浅层地热能开发利用工作。
利用地源热泵技术开发浅层地热能资源,为建筑物供暖制冷,是符合国家节能减排这一历史进程的。随着这项技术的不断发展,我们将进一步认识到,不断加强地热资源调查评价工作,加大科研力度和技术创新,积极参与示范城市建设将是一项具有重大意义并值得持续推进的长远工程。