中美清洁能源之争属于国际贸易吗
中美清洁能源之争属于国际贸易的回答：
中国商务部周一宣布，在经过长达九个月的调查后，最终认定美国五个州的六个可再生能源产业项目违反了全球贸易规则。但商务部未公布任何制裁举措。
这是中国与两大贸易伙伴美国和欧盟(EuropeanUnion)围绕清洁能源问题所展开的一系列对抗行动的最新案例。清洁能源政策正成为美国总统大选的热点话题之一，而欧洲市场对风能和太阳能设备的需求正在下降。
商务部发布公告称，最终认定，美国马萨诸塞州太阳能项目、俄亥俄州风能项目等六个项目获得的补贴违反了世界贸易组织(WorldTradeOrganization,简称WTO)的相关规定，构成对中国可再生能源产品对美出口的贸易壁垒。
当地时间19日，美国国务卿布林肯在马里兰州发表了关于气候问题的首次演讲。布林肯声称，应对气候变化的“乏力”将对美国国家安全和经济“造成重大影响”。他发出警告说，美国在可再生能源方面已经落后中国，美国必须在气候问题上发挥领导作用，并在这一领域投入更多资源。
“如果美国不能领导世界解决气候危机，我们的世界将所剩无几。”布林肯说。
布林肯呼吁在可再生能源领域追赶中国：我们已经落后
布林肯19日在马里兰州讲话现场
值得注意的是，布林肯发表此番讲话正值美国主办全球气候峰会前夕，就在几天前，拜登气候问题特使克里也刚刚结束对中国的访问。“今日美国”形容，拜登政府已将气候变化问题视作美国面临的最大挑战和最大机遇。美媒分析称，作为世界上最重要的两大碳排放国家，中美保持沟通非常重要，而双方的合作也不会削弱美国在其他关键事项上的立场。
“如果成功了，我们将为几代人创造高质量的就业机会”
综合美媒报道，在19日的讲话中，布林肯先是描绘了一番世界气候面临的严峻态势，摆出一副美国要身先士卒引领世界解决气候问题的姿态。布林肯表示，美国人口只占世界的4%，但贡献了15%的全球碳排放量，美国可以在这场危机中作出“重大贡献”。
布林肯不断强调发展新能源为美国带来的机遇，“到2025年，全球可再生能源市场的规模预计将达到2.15万亿美元，太阳能和风能技术会成为美国工作岗位增长最快的领域。”布林肯称，地球上的每个国家都必须做两件事——减少排放和为不可避免的气候变化的影响做好准备。到2040年，世界在这一领域将面临4.6万亿美元的基础设施缺口。
中国国家电网董事长刘振亚、美国能源部有关负责人、美国国家可再生能源实验室丹。阿维祖院长，出席签字仪式。
刘振亚在致辞中充分肯定了美国国家可再生能源实验室在清洁能源技术创新方面所作的工作。刘振亚指出，世界能源发展正面临资源紧张、环境污染、气候变化等严峻挑战，严重威胁人类生存和发展。解决世界能源问题，必须转变过度依赖化石能源的发展方式，加快实施“两个替代”、构建全球能源互联网，实现可再生能源大规模开发和高效配置与利用，从根本上解决能源安全和生态环境问题。刘振亚希望，双方发挥各自优势，在技术研究、标准制定、市场分析、政策咨询、并网运行等方面加强合作，共同推动全球能源互联网发展和可再生能源开发利用，促进中美能源合作再上新水平，为实现世界能源和人类社会可持续发展作出积极贡献。
丹。阿维祖在致辞中，对中国国家电网在特高压、智能电网、可再生能源发展方面取得的成就表示钦佩，对全球能源互联网构想高度赞同。希望双方以此次合作为契机，为深化中美能源合作、共同推动全球能源互联网创新发展、实现世界能源可持续发展贡献力量。
国网能源研究院院长张运洲和美国国家可再生能源实验室院长丹。阿维祖分别代表双方签署了合作协议。
美国国家可再生能源实验室成立于1974年，拥有1500多人的研发团队和近700名来自世界各国的交流人员，拥有世界一流的太阳能、风能、储能等领域的科研设施，在全球可再生能源研究领域具有广泛影响力。
但中国光伏产业早期的发展并不是一帆风顺的，中国第一代和第二代光伏企业经历了很多波折，才一步步完成产业升级，打破欧美的技术封锁和资本围堵，最终在全球光伏市场拥有了话语权，主导全球光伏产业链。
今天我们从中国光伏产业发展史切入，谈谈中国光伏企业是如何在欧美的围追堵截中，生存下来，并且完成产业逆袭，打造出另一张中国产业名片的？
三次石油危机推动全球太阳能产业发展
20世纪70年代，阿拉伯国家禁运石油，油价疯涨，全球爆发石油危机，美国开始扶持新能源产业发展，投入资金研发太阳能光伏技术，并且对光伏产业进行补贴，成为了首批发展光伏产业的国家。
在80年代初美国就拥有了全球85%以上的光伏产业市场份额，但那个时候光伏产业的市场还很小，而且随着油价回落，美国新能源发展计划被搁浅了，传统能源寡头势力崛起。
在电力行业发展的早期，电网还无法覆盖西北和边远地区，而中西部地区拥有丰富的风光资源，中国看到了光伏发电在解决西部和农村地区缺电问题方面的价值，开始大力发展光伏产业。光明工程让电网无法覆盖的西北地区用上了太阳能。
2001年，中国第一家光伏企业无锡尚德在无锡国联发展集团和五家地方国企的支持下诞生了，第一代光伏企业从解决西部农村用电开始，随后赶上了全球光伏产业的第一次发展红利。
2004年全球环保理念爆发，可再生能源兴起，欧美发达经济体开始大力发展太阳能产业，市场需求大幅增长，中国第一代光伏企业崛起，凭借低成本优势，获得了欧美市场大量光伏组件的订单，并且实现海外扩张。
中国光伏企业纷纷出海上市，一度占据欧美光伏上市企业的半壁江山，其中施正荣的无锡尚德，彭小峰的江西赛维，苗连生的英利集团成为了中国第一代光伏企业的三大巨头。三家光伏巨头的创始人也相继成为中国光伏首富，登上福布斯财富榜。
但中国第一代光伏企业的疯狂扩张也埋下了隐患，海外上市的光伏企业属于“三头在外”的发展模式，简单来说就是多晶硅材料定价权，光伏产业技术，光伏需求市场都掌握在欧美手中，而中国光伏企业只参与了中间环节的光伏组件和产品的加工，利润很薄。
华尔街资本和欧洲的多晶硅材料供应商看到了中国第一代光伏企业的弱点，开始围猎中国第一代光伏企业，操控多晶硅材料价格上涨。
欧美多晶硅材料供应商先在期货市场制造光伏材料价格上涨的市场预期，多晶硅材料从每公斤40美元炒作到每公斤500美元，让中国光伏企业产生对光伏原料价格上涨产生担忧，于是国内很多光伏企业提前与欧美光伏材料供应商签订长期订单合同，锁定所谓的低价多晶硅原料。
举个例子无锡尚德在美国上市之后，施正荣成为中国首富，他认为未来10年光伏产业会持续增长，多晶硅材料价格会越来越高，一下子与美国的MEMC签订10年订单合同，并且与美国的HOKU签订6.7亿美金的多晶硅供货合同。
结果多晶硅材料价格出现大涨大跌的过山车走势，加上08年次贷危机发生，欧美光伏需求市场萎缩，多晶硅价格继续大幅下跌，出现了白菜价，提前签订的多晶硅低价合同，变成了天价合同，而第一个顶不住的就是尚德，施正荣只能选择支付2亿多的巨额违约金，终止部分天价多晶硅合同。
而彼时中国第一代光伏企业借助资本市场产能增长了10多倍，面临产能过剩和次贷危机的双重压力，天价多晶硅材料合同更是让国内光伏企业雪上加霜，负债累累，陷入破产边缘。
2008年金融危机之前，中国有超过400家光伏企业，成为全球规模最大的光伏制造商，而金融危机之后，只剩下不到50家，损失惨重。
中国第一代光伏企业在短暂的辉煌之后，折戟海外市场，成为了欧美资本的猎物，最终不得不退回国内市场。
无锡尚德在2013年破产重整，次年从纽交所退市，这也是第一代光伏产业发展的缩影，但中国光伏产业并没有从此一蹶不振。
中国光伏企业再次崛起，实现国产化替代
中国第一代光伏企业折戟海外市场之后，中国光伏产业迎来了新的发展契机，以隆基股份和保利协鑫为代表的中国第二代光伏企业崛起，完成了中国光伏产业的国产化替代。
次贷危机和欧债危机让欧美经济衰退，欧美光伏产业也受到巨大冲击，产业市场大幅萎缩，而美国和欧盟的光伏巨头也失去了补贴和产业扶持，开始走下坡路，甚至破产倒闭。
而这个时候中国光伏企业回到了中西部光伏产业的基地，在西藏和新疆等地区继续发展光伏产业，不仅解决了西部地区缺电问题，而且光伏发电成本不断降低，开启了西电东送模式，用西部新能源支持东部城市和产业经济区发展，也为西部地区带来了新能源产业的回报。
在第一代民营光伏企业败走海外市场之后，扎根西部新能源基地的国企比如中电投和中国华陆公司等并没有放弃，10年磨一剑，以西部地区为光伏产业基地，东部沿海城市实现产业技术迭代，着手解决中国光伏产业“三头在外”的产业问题，打开了光伏产业在国内的市场需求，开启了内循环模式，不在依托海外市场。
这个过程中，金太阳工程和江苏计划为中国光伏产业在国内发展提供了市场支撑，在中国西部推动光伏风电产业发展的中电投，转战东部沿海地区，与中国硅王之称的保利协鑫达成合作，开辟了中国光伏产业的第二战线，完成了市场和产业技术的迭代升级，解决了市场和技术两头在外的问题。
而在多晶硅材料领域，第一代光伏企业尚德借着欧美太阳能产业扩张的风口，一度成为全球最大的多晶硅制造商，但实际上欧美掌握了多晶硅材料的定价权，我们在光伏原材料领域进口依赖超过90%。
中国华陆公司的一个工程师陈维平带领团队，不到一年时间突破了多晶硅领域的冷氢化核心技术，并且创造了多个世界第一，打破了欧美多晶硅技术的垄断，最终这项技术被广泛应用到民营光伏企业和市场，光伏产业成本进一步降低，同时解决了多晶硅材料对外依赖的问题。
在单晶硅领域，一直低调的隆基股份，没有盲目扩张，躲过了海外资本围猎，成为中国早期光伏企业的幸存者，并且选择了不被看好的单晶硅材料市场，最终在单晶硅原料和技术领域取得了新突破，进一步降低了中国光伏发电的度电成本。
至此，中国用3年时间完成了光伏产业的国产替代，中国掌握了市场，技术，原料的主动权，2011年也成为了中美光伏产业的一个分界点，中国光伏产业的市场份额和技术优势，开始主导全球光伏产业链。
而经历了08年金融危机和欧债危机之后，欧美光伏企业一直没有缓过来，错过了全球光伏产业的第二次扩张红利，并且开始深度依赖中国光伏企业提供技术和产品，欧洲一半以上的光伏产品和组件需要从中国进口。
另外在光伏电池板领域，逆变器这一关键产品，中国也逐步占据主导地位，华为的光伏逆变器占了全球市场份额的23%，连续多年稳居市场第一位置。
当中国第二代光伏企业再次席卷欧美市场的时候，欧美产业资本不愿失去光伏市场的主动权和利润，再次围猎中国二代光伏企业，但他们发现行不通了，无论是产业技术，还是多晶硅原料，中国都领先欧美了。
最后在自由竞争比不过中国光伏企业的时候，欧盟和美国商务部联合起来，对中国光伏发起了双反调查，认为中国光伏低价冲击了欧美市场，通过贸易保护的形式，再次把中国企业赶出欧美市场。
美国和欧盟制造贸易壁垒的方式，来打压第二代光伏企业，成功了吗？
中西部新能源经济崛起，中国光伏主导全球光伏产业链
中国二代光伏企业再次退出欧美市场，但已经完成国产化替代的二代光伏企业并没有退缩，而是以国内市场为依托，提高国内光伏产业集中度，并且继续中国光伏产业的全球扩张，打开了亚洲和非洲市场，光伏产业的市场份额再次增长，夯实中国光伏在全球光伏产业的主导地位。
在一带一路战略下，中西部新能源经济崛起，以光伏风电为代表的新能源产业，为西部未来发展奠定了基础，这也意味着中国西部地区未来有望成为中国的新能源中心，甚至是亚洲的新能源中心，对全球新能源经济产业产业重大影响。
在全球能源碳中和趋势下，太阳能产业再次迎来高增长，光伏风电等清洁能源产业可以优化我们的能源结构，减少对煤电的依赖，而在水电发展空间有限的情况下，未来中国要提升新能源发电量，提升可再生能源发电比例，光伏风电将是关键。
中东有石油，中国有沙漠，如果能够充分利用西部地区风光资源，提高沙漠戈壁地区的光伏发电装机量，我们的能源安全和可持续发展问题将会得到解决，甚至可以完全摆脱煤电。
比亚迪的王传福认为中国1%的沙漠铺满光伏太阳能电池板，就可以解决全国人民用电问题。
当然我们也不能忽略光伏发电的不稳定性问题，还需要配套的新型电力系统，解决绿色电力并网发电问题，发展储能产业，形成源网负荷一体化的现代能源体系。
今年中国非化石能源发电装机量突破11亿千瓦，超过了煤电装机容量，光伏发电比例进一步提升，在全球光伏发电装机量中，中国连续多年保持第一，美国次之，而光伏发电成本也远远低于欧美经济体。
在全球光伏供应链体系中，硅片几乎都来自中国市场，中国新疆已经成为全球多晶硅材料的供应基地，目前全球太阳能电池工厂销售和使用的硅片97%来自中国。
第二代光伏企业打开了东南亚市场，如今东南亚乃至全球的光伏制造商都离不开中国生产的晶圆和多晶硅，全球太阳能行业需要的多晶硅74%都是中国生产的。
美国太阳能一直高度依赖进口，国内光伏制造商产能无法满足需求，其中85%以上的进口太阳能电池板都来自东南亚地区，而这个地区的光伏供应链体系也是中国光伏企业占据主导地位。
这也是为何今年美国商务部启动对东南亚光伏产业调查，结果不到一个月取消调查，给予关税豁免的原因，无论是制裁中国新疆，还是对东南亚光伏产业双反调查，都会冲击全球光伏产业链，最终冲击美国自身的光伏产业，欧美已经无法摆脱对中国光伏产业的依赖了。
中国已经是欧洲最大贸易伙伴，欧洲深陷能源危机，开始了激进的清洁能源产业转型计划，提高可再生能源发电比例，这意味着中欧未来的光伏产品贸易比重会大幅提升，欧洲需要中国的光伏产品和技术体系，来完成欧洲的能源转型计划。
在双碳经济时代，全球能源经济的增量市场在新能源领域，而光伏太阳能产业将是新能源产业的支柱，中国光伏将成为新的世界名片，帮助中国赢得未来新能源经济的话语权，主导全球新能源经济的发展。
| （1） 东北；华北；中央大平原；北温带 （2） D （3） 玉米生产过剩，库存大量增加；能源危机产生，科学技术的发展，玉米深加工水平的提高。 |
氢能更重要的是作为一种清洁能源和良好的能源载体，具有清洁高效、可储能、可运输、应用场景丰富等特点。
氢是二次能源，通过多种方式制取，资源制约小，利用燃料电池，氢能通过电化学反应直接转化成电能和水，不排放污染物，相比汽柴油、天然气等化石燃料，其转化效率不受卡诺循环限制，发电效率超过 50%，是零污染的高效能源。
氢能是实现电力、热力、液体燃料等各种能源品种之间转化的媒介，是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径。当前能源体系主要由电网、热网、油气管网共同构成，凭借燃料电池技术，氢能可以在不同能源网络之间进行转化，可以同时将可再生能源与化石燃料转化成电力和热力，也可通过逆反应产生氢燃料替代化石燃料或进行能源存储，从而实现不同能源网络之间的协同优化。
随着可再生能源渗透率不断提高，季节性乃至年度调峰需求也将与日俱增，储能在未来能源系统中的作用不断显现，但是电化学储能及储热难以满足长周期、大容量储能需求。氢能可以更经济地实现电能或热能的长周期、大规模存储，可成为解决弃风、弃光、弃水问题的重要途径，保障未来高比例可再生能源体系的安全稳定运行。
氢能应用模式丰富，能够帮助工业、建筑、交通等主要终端应用领域实现低碳化，包括作为燃料电池 汽车 应用于交通运输领域，作为储能介质支持大规模可再生能源的整合和发电，应用于分布式发电或热电联产为建筑提供电和热，为工业领域直接提供清洁的能源或原料等。
日本、韩国、美国、德国和法国等国都从国家层面制定了氢能产业发展战略规划与线路，如日本的《氢能基本战略》、美国的《氢能经济路线图》、欧盟的《欧洲绿色协议》中的“绿氢战略”、韩国的《氢经济发展线路图》等，持续支持氢燃料电池的研发、推进氢燃料电池试点示范以及多领域应用，已在产业链构建、氢燃料电池 汽车 研发方面取得优势。根据国际氢能联合会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》预测，至2050年，氢燃料电池 汽车 将占全球机动车的20 25%，创造2.5万亿美元的市值，承担全球约18%的能源需求。
《中国制造2025》、《能源技术革命创新行动计划（2016-2030）》、《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家 科技 创新规划》等都将氢能与燃料电池列为重要任务，作为引领产业变革的颠覆性技术和战略性新兴产业，提出系统推进氢能 汽车 的研发、产业化和商业化。
今年以来，国家政策倾斜力度加大。6月22日，国家能源局发布了《2020年能源工作指导意见》，从改革创新和推动新技术产业化的角度推动氢能产业发展。文件指出，制定实施氢能产业发展规划，组织开展关键技术装备攻关，积极推动应用示范。
中国首部《能源法》再次征求意见。其中，氢能被列为能源范畴，是中国第一次从法律上确认了氢能属于能源。
目前，全国有20多个省份发布了氢能产业发展规划，在长三角、珠三角、京津冀等地区，氢能已形成一些小规模的示范应用。在一些地方形成了制备、储运、加注燃料电池和下游应用的完整产业链。
其中，山东省国内首个省级氢能中长期规划，山东3677战略打造氢经济带。省政府办公厅印发的《山东省氢能产业中长期发展规划（2020-2030年）》，以2019年为基准年，规划期限为2020-2030年，内容主要包括发展环境、总体要求、发展路径与空间布局、重点发展任务、保障措施和环境影响评价等6个部分。3月26日印发《济青烟国际招商产业园建设行动方案（2020-2025年）》，新能源 汽车 、氢能等字眼出现频率很高，也和山东省省级氢能规划相呼应。济南“中国氢谷”、青岛“东方氢岛”两大高地随着《方案》要拔地而起。潍坊市人民政府办公室印发了《潍坊市促进加氢站建设及运营扶持办法》。本办法适用于对在本市进行加氢站建设、加氢站加氢的企业给予补贴，即按日加氢能力和建成年限分别给予50~600万元补贴。
2019年，中国石油对外依存度首次突破70%的关口，而天然气对外依存度也高达45%。自2018年中美贸易战爆发以来，高度依赖海外油气进口所带来的能源安全隐患越来越让决策层与 社会 各界侧目。新冠疫情又进一步暴露了在紧急状态下产业链全球化的隐患和风险，致使原本已有抬头之势的逆全球化趋势进一步加深，将能源安全的地位上升到新的政治高度。
全球气候变化是21世纪人类面临的最复杂的挑战之一，减缓气候变化的措施之一是减少温室气体的人为排放。中国是仅次于美国的第二大碳排放国家，已承诺力争2030年前二氧化碳排放达到峰值2060年前实现碳中和。在碳中和的道路上，氢能是一个不可或缺的二次能源形式
尽管氢能发展前景广阔，但当前也面临着产业基础薄弱、装备和燃料成本偏高以及存在安全性争议等方面的问题。目前我国制氢技术相对成熟且具备一定产业化基础，全国化石能源制氢和工业副产氢已具相当规模，碱性电解水制氢技术成熟。但在氢气储运技术、燃料电池终端应用技术方面与国际先进水平相比仍有较大的差距。
譬如在储运方面，实现氢能规模化、低成本的储运仍然是我国乃至全球共同面临的难题。高压气氢作为目前国内外主流的氢能储运模式，还存在储氢密度仍然不够高、储运成本太高等问题。
氢气是二次能源，需要通过一定的方法利用其它能源制取，目前主要包括以下方法：
天然气中的烷烃在适当的压力和温度下，在转化炉中发生一系列化学反应生成包含一氧化碳和氢气的转化气，转化气再经过换热、冷凝等过程，使气体在自动化的控制下通过装有多种吸附剂的PSA装置后，一氧化碳、二氧化碳等杂质被吸附塔吸附，从而得到氢气。
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种：一是煤的焦化，二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下，在90-1000 制取焦碳，副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%左右。煤的气化是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反应转化成气体产物，组成主要是氢及一氧化碳，经转化后可制得纯氢。
通常不直接用石油制氢，而用石油初步裂解后的产品，如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。石脑油制氢主要工艺过程有石脑油脱硫转化、CO变换、PSA，其工艺流程与天然气制氢极为相似；重油制氢是在一定压力下与水蒸气及氧气反应制得含氢气体产物；石油焦制氢与煤制氢非常相似，是在煤制氢的基础上发展起来的；炼厂干气制氢主要是轻烃水蒸气重整加上变压吸附分离法，与天然气制氢非常相似。
氯碱工业采用电解盐水的方式生产氯气和烧碱，在电解槽阳极生成氯气，阴极生成氢气，阴极附近生成烧碱，氢气进入脱氧塔脱除其中氧气，然后经过变压吸附脱除其中N2、H2、CO2、H2O等杂质，可获得高纯度氢气。
甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高，能量利用合理，过程控制简单，便于工业操作而更多地被采用。甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢和二氧化碳，重整反应生成的H2和CO2，再经过变压吸附法（PSA）将H2和CO2分离，得到高纯氢气。
电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的碱性电解槽（ALK）中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。也可使用PEM电解槽直接电解纯水产生氢气。此方式可利用光电、风电以及水电等清洁能源进行电解水制取氢气。
（1）风力发电机组的原理及特点：风力发电机组通过控制风轮转速，达成在低风速下最优能量捕捉；在高风速时，保持风轮转速和功率稳定。因此，在额定风速前（大部分工作状态），风力发电机组发岀的有功功率一直在随着风的改变而波动，表现在秒级上的发电功率波动性。另外，风力发电机组是一个电流源，也就是说风电机组每时每刻在跟随电网的50Hz交流电频率，把能量通过电流的方式输岀给电网。如果没有电网的电压维持，目前的风电机组很难独立发电。
（2）光伏发电：光伏电池将太阳能转化为电能，光伏逆变器一方面通过控制，追踪光伏电池的最佳功率点，一方面作为电流源，跟踪电网50Hz交流电频率，把能量通过电流方式输岀到电网。由于阳光在分钟级上变化不大，相对于风电，波动性较小。但是光伏发电表现出昼夜的间歇性。
光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢用电。主要有3种技术路线。
碱性电解槽制氢。 该种电解槽的结构简单，适合大规模制氢，价格较便宜，效率偏低约70%~80%，主要设备包括电源、阴阳极、横膈膜、电解液和电解槽箱体组成，电解液通常为氢氧化钠溶液，电解槽主要包括单极式和双极式。
质子交换膜电解槽（PEM Electrolyzer）制氢。 效率较碱性电解槽效率更高，主要使用了离子交换技术。电解槽主要由聚合物薄膜、阴阳两电极组成，由于较高的质子传导性，电解槽工作电流可大大提高，从而提升电解效率。
固体氧化物电解槽（Solid Oxide Electrolyzer）制氢。 可在高温下工作，部分电能可由热能替代，效率高、成本低，固体氧化物电解槽是三种电解槽中效率最高的设备，反应后的废热可与汽轮机、制冷系统进行联合循环利用，提升效率，可达到90%。
电解水制氢技术路线成熟，目前未大规模推广关键因素为电价问题，以目前工业用电用来制氢成本过高，市场竞争力较差。
甲醇制氢投资较低，适合2500Nm3以下制氢规模，按照1Nm3氢气消耗0.72千克甲醇，甲醇价格按2319元 / 吨计算，制氢成本如下表：甲醇制氢成本表
天然气制氢单位投资成本低，在1000Nm3以上经济性较好，按照1Nm3氢气消耗0.6Nm3天然气，天然气价格按1.82元/Nm3计算，制氢成本下表：
天然气制氢成本表
以1000Nm3/h 水电解制氢为例，总投资约1400万元，按照1Nm3氢气消耗5kWh 电能计算，不同电价测算制氢成本分析如下表：
光伏发电制氢成本表
由此分析，光伏发电制氢电价控制在0.3元 / 千瓦时以下时，制氢成本才具有竞争力。按照目前市场价格进行测算，以100MW光伏发电直流系统造价如下表：
光伏发电直流系统造价
以一类资源区域为例，首年光伏利用小时数为1700小 时 计 算，其他参数为 ：装机容量100MW，建设期1年，资本金投资比例20%，流动资金10元 /kW，借款期限10年，还本付息方式为等额本息，长期贷款利率4.90%，折旧年限20年，残值率5%，维修费率0.5%，人员数量5，人工年平均工资7万元，福利费及其他70%，保险费率0.23%，材料费3元 /kW，其他费用10元 /kW。按照全部投资内部收益率满足8% 反算电价，并分别分析计算造价为2.3亿、2亿、1.8亿、1.6亿元时的电价。通过计算，在满足全部投资内部收益率为 8% 时，不同造价下的电价如下表：
不同造价反算电价
光伏发电制氢在资源一类区域已具备经济可行性，较天然气制氢、甲醇制氢成本较低，随着光伏发电成本的持续下降，光伏发电制氢竞争力将进一步增强。本文未考虑氢气运输成本，光伏发电直供电制氢应与需求方靠近，资源一类区域主要集中在西北区域，该区域氢气用户主要为炼化、化工企业，用气量较大，对制氢站规模要求较大。
光伏组件价格下降较快，随着价格进一步降低，部分二类资源区光伏发电制氢也将具有竞争力，该类区域相对靠近负荷中心，经济发达，氢气需求量较大。光伏发电制氢工艺简单、运维难度低，制氢规模可根据场地和需求进行模块化组合，随着燃料电池技术的进步，分布式可再生能源制氢供应燃料电池也将是未来重要发展趋势。
氢气的运输方式可根据氢气状态不同分为气态氢气(GH2)输送、液态氢气(LH2)输送和固态氢气(SH2)输送。选择何种运输方式，需基于以下四点综合考虑：运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗和运输里程。
在用量小、用户分散的情况下，气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送，用量大时一般采用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。
虽然氢气运输方式众多，但从发展趋势来看，我国主要以气氢拖车运输(tube trailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquid truck)三种运氢方式为主。
长管拖车是国内最普遍的运氢方式。这种方法在技术上已经相当成熟。但由于氢气密度很小，而储氢容器自重大，所运输氢气的重量只占总运输重量的1~2%。因此长管拖车运氢只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。
其工作流程如下：将净化后的产品氢气经过压缩机压缩至20MPa，通过装气柱装入长管拖车，运输至目的地后，装有氢气的管束与车头分离，经由卸气柱和调压站，将管束内的氢气卸入加氢站的高压、中压、低压储氢罐中分级储存。
该方法的运输效率较低。国内标准规定长管拖车气瓶公称工作压力为10-30MPa，运输氢气的气瓶多为20MPa。
以上海南亮公司生产的TT11-2140-H2-20-I型集装管束箱为例，其工作压力为20MPa，每次可充装体积为4164Nm3、质量为347kg的氢气，装载后总质量33168kg，运输效率1.05%。国内生产长管拖车的主要厂商有中集安瑞科、鲁西化工、上海南亮、浦江气体、山东滨华氢能源等。
长管拖车运氢成本测算
为测算长管拖车运氢的成本，我们的基本假设如下：
（1）加氢站规模为500kg/天，距离氢源点100km；
（2）长管拖车满载氢气质量350kg，管束中氢气残余率20%，每日工作时间15h；
（3）拖车平均时速50km/h，百公里耗油量25升，柴油价格7元/升；
（4）动力车头价格40万元/台，以10年进行折旧；管束价格120万元/台，以20年进行折旧，折旧方式均为直线法；
（5）拖车充卸氢气时长5h；
（6）氢气压缩过程耗电1kwh/kg，电价0.6元/kwh；
（7）每台拖车配备两名司机，灌装、卸气各配备一名操作人员，工资10万元/人·年；
（8）车辆保险费用1万元/年，保养费用0.3元/km，过路费0.6元/km；根据以上假设，可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站，运氢成本为8.66元/kg。
测算过程如下表：
运输成本随距离增加大幅上升。当运输距离为50km时，氢气的运输成本5.43元/kg，随着运输距离的增加，长管拖车运输成本逐渐上升。
距离500km时运输成本达到20.18元/kg。
考虑到经济性问题，长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。
提高管束工作压力可降低运氢成本
由于国内标准约束，长管拖车的最高工作压力限制在20MPa，而国际上已经推出50MPa的氢气长管拖车。
若国内放宽对储运压力的标准，相同容积的管束可以容纳更多氢气，从而降低运输成本。
当运输距离为100km时，工作压力分别为20MPa、50MPa的长管拖车运输成本为8.66元/kg、5.60元/kg，后者约为前者的64.67%。
具有发展潜力的低成本运氢方式，但我国氢气管网发展不足，建设需提速。
低压管道运氢适合大规模、长距离的运氢方式。由于氢气需在低压状态（工作压力1~4MPa）下运输，因此相比高压运氢能耗更低，但管道建设的初始投资较大。
我国布局氢气管网布局有较大提升空间。美国和欧洲是世界上最早发展氢气管网的地区，已有70年 历史 。
根据PNNL在2016年的统计数据，全球共有4542公里的氢气管道，其中美国有2608公里的输氢管道，欧洲有1598公里的输氢管道，而中国仅有100公里。
随着氢能产业的快速发展，日益增加的氢气需求量将推动我国氢气管网建设。
氢气管道造价高、投资大，天然气管道运氢可降低成本
天然气管道是世界上规模最大的管道，占世界管道总长度的一半以上，相比之下氢气管道数量很少。据IEA报告，目前世界上有300万公里的天然气管道，氢气管道仅有5000公里，现有的氢气管道均由制氢企业运营，用于向化工和炼油设备运送成品氢气。
由于管材易发生氢脆现象（即金属与氢气反应而引起韧性下降），从而造成氢气逃逸，因此需选用含炭量低的材料作为运氢管道。美国氢气管道的造价为31~94万美元/km，而天然气管道的造价仅为12.5~50万美元/km，氢气管道的造价是天然气管道造价的两倍以上。
虽然氢气在管道中的流速是天然气的2.8倍，但由于氢气的体积能量密度小，同体积氢气的能量密度仅为天然气的三分之一，因此用同一管道输送相同能量的氢气和天然气，用于押送氢气的泵站压缩机功率高于压送天然气的压缩机功率，导致氢气的输送成本偏高。
氢气输运网络基础设施建设需要巨大的资本投入和较长的建设周期，管道的建设还涉及占地拆建问题，这些因素都阻碍了氢气管道的建设。
研究表明，含20%体积比氢气的天然气-氢气混合燃料可以直接使用目前的天然气输运管道，无需任何改造。
在天然气管网中掺混不超过20%的氢气，运输结束后对混合气体进行氢气提纯，这样既可以充分利用现有管道设施，出于经济性考虑，也能降低氢气的运送成本。
目前国外已有部分国家采用了这种方法。
为测算管道运氢的成本，我们参考济源-洛阳氢气管道的基本参数，做出如下假设：
（1）管道长度25km，总投资额1.46亿元，则单位长度投资额584万元/km；（10）年输氢能力为10.04万吨，运输过程中氢气损耗率8%；
（2）管线配气站的直接与间接维护费用以投资额的15%计算；
（3）氢气压缩过程耗电1kwh/kg，电价0.6元/kwh；
（4）管道寿命20年，以直线法进行折旧。
根据以上假设，可测算出长度25m、年输送能力10.04万吨的氢气管道，运氢价格为0.86元/kg。
当输送距离为100km时，运氢成本为1.20元/kg，仅为同等距离下气氢拖车成本的1/5，通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。
适合长距离运输，国内外应用差距明显，但液氢运输相比气氢效率更高，国内应用程度有限。
液氢罐车运输系统由动力车头、整车拖盘和液氢储罐3部分组成。
由于液氢的运输温度需保持在-253 以下，与外部环境温差较大，为保证液氢储存的密封和隔热性能，对液氢储罐的材料和工艺有很高的要求，使其初始投资成本较高。
液氢罐车运输是将将氢气深度冷冻至21K液化，再将液氢装在压力通常为0.6兆帕的圆筒形专用低温绝热槽罐内进行运输的方法。
由于液氢的体积能量密度达到8.5MJ/L，液氢槽罐车的容量大约为65m3,每次可净运输约4000kg氢气，是气氢拖车单车运量的10倍多，大大提高了运输效率，适合大批量、远距离运输。
但缺点是制取液氢的能耗较大（液化相同热值的氢气耗电量是压缩氢气的11倍以上），并且液氢储存、输送过程均有一定的蒸发损耗。
在国外尤其是欧、美、日等国家，液氢技术发展已经相对较为成熟，液氢在储运等环节已进入规模化应用阶段，某些地区液氢槽车运输超过了气氢运输规模。
而国内目前仅用于航天及军事领域，这是由于液氢生产、运输、储存装置等标准均为军用标准，无民用标准，极大地限制了液氢罐车在民用领域的应用。
国内相关企业已着手研发相应的液氢储罐、液氢槽车，如中集圣达因、富瑞氢能等公司已开发出国产液氢储运产品。
2019年6月26日，全国氢能标准化技术委员会发布关于对《氢能 汽车 用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输安全技术要求》三项国家标准征求意见的函。
液氢相关标准和政策规范形成后，储氢密度和传输效率都更高的低温液态储氢将是未来重要的发展方向。
为测算液氢槽车运输的成本，我们的基本假设如下：
（1）加氢站规模为500kg/天，距离氢源点100km；
（2）槽车装载量为15000加仑（约68m3，即4000kg），每日工作时间15h；
（3）槽车平均时速50km/h，百公里耗油量25升，柴油价格7元/升；
（4）液氢槽车价格约为50万美元/辆，以10年进行折旧，折旧方式为直线法；
（5）槽车充卸液氢时长6.5h；
（6）氢气压缩过程耗电11kwh/kg，电价0.6元/kwh；
（7）每台拖车配备两名司机，灌装、卸载各配备一名操作人员，工资10万元/人·年；
（8）车辆保险费用1万元/年，保养费用0.3元/km，过路费0.6元/km。根据以上假设，可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站，运氢成本为13.57元/kg。
测算过程如下表：
液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时，液氢槽车的运输价格在13.51~14.01元/kg范围内小幅提升。虽然运输成本随着距离增加而提高，但提高的幅度并不大。这是因为成本中占比最大的一项——液化过程中消耗的电费（约占60%左右）仅与载氢量有关，与距离无关。而与距离呈正相关的油费、路费等占比并不大，液氢罐车在长距离运输下更具成本优势。
第四章 加氢站建设
1.投资估算
加氢站投资主要包含设备投资、土建工程投资以及设计、监理、审批等费用。
项目投资估算表如下：
序号 名 称 费用（万元） 备注
1 工艺设备 222.00
1.1 增压系统 160.00
1.2 加注系统 56.00
1.3 卸车系统 6.00
2 现场管道、仪表电缆等 12.00
3 PLC柜、火焰探头、氢气泄漏探头、视频监控等 28.00
4 设备安装及调试 40.00 含辅材
5 土建工程 80.00
6 设计、监理、审批等费用 45.00
7 合计 424.00
2.运营成本估算
加氢站建成后，运营成本包括土地租金、设备折旧、运营维护成本、人员工资等。
项目总投资为424万元，固定资产采用直线法综合折旧，不计残值，按照10年折旧摊销，每年42.4万元。
每年运维成本包括设备维护费、管理费及人工成本费、电费和水费等，其中设备维护费用约55万元，管理费及人工（4名工人）成本费15万元，电费及水费30万元，每年运维成本费用为100万元。
本项目单站占地面积约2亩，参照目前服务区征地费用，土地租金暂按每年每亩10万元计取，单站每年土地租金为20万元。
3.效益测算
加氢站对外销售价格为35元/kg，进销价差一般为20元/kg。
本次加氢站项目设计日加氢能力：500kg/d，加注压力：35MPa；按照其70%加注负荷计算，日加注350kg，年可实现加注量120000kg。
按照价差收入，年毛利润额估算为252万元。
经济效益情况分析：
序号 名称 单位 金额（万元） 备注
1 价差收入（毛利润） 万元 240.00
2 土地租金 万元 20.00
3 年运行成本 万元 100.00
4 折旧及摊销 万元 42.4 按10年折旧
5 年税前利润 万元 97.6
5 税金及附加 万元 24.4
6 年利润 万元 73.2
静态投资回收期为：424万元/73.2万元 5.79年。
但是当前投运氢燃料车辆较少，但氢能源在政策利好下不断发展中，当前预测存在较大的困难和不可预见性，测算中取设计负荷的70%进行的估算。
山东省下发国内首个省级氢能中长期规划，山东3677战略打造鲁氢经济带，济南“中国氢谷”、青岛“东方氢岛”两大高地随着《方案》要拔地而起，具有广阔的发展前景和潜力，在当前国家碳达峰、碳中和战略背景下，氢能必将迎来大发展阶段。
在9月30日的5G消息高层论坛上，中国联通产品中心副总经理黄昌建表示，目前中国联通的5G消息全国运营平台已经完成，传统短信、数字短信和5G消息的能力已经集约化起来。5G消息可能会在10月中下旬全国试商用。中国电信增值业务运营中心5G消息运营部总经理杜成新也表示，中国电信与中国联通保持同步，5G消息的基本平台建设和部署已经完成，进入到最后验证阶段，将于今年第四季度适时推出。
陶庆法 胡杰
（国土资源部地质环境司）
1 概述
地球的内部是一个巨大的热源库，蕴藏着无比巨大的热能。浅层地热能是地球热能的重要组成部分，通常是指位于地球表层变温层之下，蕴藏在地壳浅部岩（土）体中的低温地热资源，其热能主要来自地球深部的热传导。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位热源转化为可以利用的高位热源，既可以供热，又可以制冷。目前浅层地热能的可经济开采利用的深度一般小于200m。
热泵技术的不断完善与广泛应用，为浅层地热能的开发利用提供了条件。用于浅层地热能开发利用的热泵系统，统称为“地源热泵系统”，它是以岩土体、地下水（或地表水）为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统，是一种节能环保的空调系统。根据地热能交换形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。
地源热泵技术是一种利用浅层地热能的既可以取热供暖又可以取冷制冷的高效节能的空调技术。其工作原理是利用地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性，通过输入少量的高品位电能，运用埋藏于建筑物周围的管路系统或地下水与建筑物内部进行热交换，实现低品位热能向高品位转移的冷暖两用空调系统。它由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。冬季代替锅炉从土壤中取热，以30～40℃左右热风向建筑物供暖，夏季代替普通空调向土壤排热，以10～17℃左右冷风给建筑物制冷。同时，还能供应生活用热水。
国内外大量实例表明，采用地源热泵系统开发利用浅层地热能对建筑物进行供暖空调，具有取用方便、无污染、运行费用低等特点。浅层地热能是理想的“绿色环保能源”，热泵技术是“绿色环保技术”，其主要特点是：
（1）资源可持续利用。浅部地热能储层像一个巨大的热能调蓄器，利用热泵系统给建筑物供暖、空调，冬季从地层中取出热量给建筑物供暖，夏季吸收建筑物的热量释放到地层中储存，这样，全年中建筑物冬季采暖所需的热量，总体上可与来自地球深部的传导热量和夏季储存的热量实现平衡，使浅层地热能源能够实现可持续利用。
（2）高效节能。由于浅层地温略高于当地平均气温，比较恒定，冬季供热时温度比环境温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比提高；夏季供冷时，温度比环境温度低，冷却效果提高，机组效率也提高。地源热泵的制冷制热系数可达4.0以上。与传统的空气源热泵相比，高出40%左右，其运行费用仅为普通中央空调的50%～60%，与电热锅炉和电热膜供热相比，可节约70%左右的电能。
（3）无环境污染。地源热泵运行时，除了消耗少量的电能外，需要的仅仅是与地下岩土层（含岩石、土层和空隙中的水）进行热量交换的循环水或其它液体，基本不消耗水、不排泄废物，不对周围环境产生任何污染。
（4）运行费用低。维修量少、自动化程度高，运行费一般只相当于普通供暖空调费用的30%～70%。
（5）一机多用。一套地源热泵就可以实现供热、供冷和生活热水供应，可代替原来的锅炉加空调两套系统，一次性投资降低。
（6）节省土地资源。地源热泵除主机和循环水泵外，没有其它安装设备。与锅炉房相比，省去了水处理间、风机间、烟囱、煤场和渣土场，节约了土地资源。
（7）运行灵活、稳定可靠、使用寿命长：每台机组可独立运行，个别机组发生故障不会影响整个系统的运行。机组运行工况稳定，不受环境温度变化的影响，冬季不需要除霜。热泵的运转部件少，基本上不需要维修，运行稳定可靠，使用寿命可达20年。
（8）自动化程度高：地源热泵一般是全电脑控制，可根据外部负荷的变化，调整压缩机的工作数量，并设有压缩机超温保护、断水保护等多种保护措施，可实现无人值守。
（9）用途广泛：从严寒地区至热带地区均适用。
（10）易于管理。可实现机组独立装表、计费，方便对整个系统的管理。
地源热泵系统的应用受当地水文地质条件的制约。地区的水文地质条件决定了采用地源热泵供暖、空调的可能性及其利用的方式。就一般而论，在地下水位埋藏不深，含水层厚度较大、渗透性能较强、易于回灌的地区，适宜采用以地下水源为载体的地源热泵；在地下水位埋藏浅，松散层厚度大、但渗透差、不易回灌的砂、土层分布地区，适宜采用垂直埋管式地源热泵；地下水位埋藏深，松散层厚度小、岩土层渗透性弱、不具备开采地下水的岩石地区，不适宜采用地源热泵。
2 国际地源热泵技术与浅层地热能应用发展趋势
“热泵”的概念，1912年由瑞士人提出，1946年第一个热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国家政府逐步资助建立示范工程。20世纪80年代后期，热泵技术日臻成熟。在过去的10年时间里，大约30个国家的热泵平均增长速率达到10%，在国际社会中，由于其在减少二氧化碳方面得到普遍认可而受到广泛重视。
目前，利用热泵技术开发利用浅层地热能较好的国家有美国、北欧、瑞典、瑞士和德国，已有大量装机的国家有加拿大、奥地利、法国和荷兰，开始重视和推广应用的国家有中国、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。
热泵增长较快的主要还是在美国和欧洲。目前全世界装机容量可能接近10100MWt，年均利用能量约59000TJ（16470GWh），实际安装的机组量约900000个，据不完全的统计，目前地源热泵装机容量居多的国家依次是美国、瑞典、德国、瑞士、加拿大、澳大利亚（见表1）。
表1 利用地源热泵装机容量居多的国家
在美国，每年接近安装5万～6万套热泵机组，超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷。在瑞士，由于高原气候条件，冬天日照少，水源热泵系统已经以每年15%的速度快速增长。目前，瑞士有超过25万台热泵系统在运行，成为世界上利用热泵密度最大的国家。在英国，尽管地质条件非常复杂。但是热泵技术也从非常小的起步发展到遍及整个英国。涉及领域有：私人建筑、房地产开发、公共设施等。目前，瑞典的地源热泵安装基本占总需求负荷的60%，尤其是进入到21世纪之后，瑞典的热泵安装增长更为迅速，仅2001年热泵销售就突破25000台。澳大利亚虽然大部分国土位于热带，但是引入热泵的数量也达到23000多套。
地源热泵在日、韩、美和中欧、北欧应用较为普遍。据1999年的统计，在住宅供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士96%，奥地利38%，丹麦27%。美国1998年地源热泵系统在新建筑中占30%，且以10%的速度稳步增长。其中最著名的地源热泵工程有肯塔基州路易斯威尔的滨水区办公大楼，服务面积15.8×104m2，每月节省运行费用25000美元。随着该项技术的应用发展，其组织的研究也迅速发展。据有关资料介绍，日本国研究出的高温水地源热泵，出水温度达到80～150℃，且其制热系数COP高达8.0。
由于地源热泵技术的日趋成熟，有力地促进了浅层地热能的广泛利用。近几年来，各国浅层地热能的开发利用规模和发展速度都在快速增长。从国外发展趋势看，开发利用浅层地热能（蕴藏于地球浅部岩土体中的低温能源），将是地热资源开发利用的主流和方向。
3 我国浅层地热能开发利用现状
我国的热泵研究始于20世纪50年代，天津大学热能研究所的吕灿仁教授在1954年开展了我国热泵的研究，1965年研制成功国内第一台水冷式热泵机组。但由于多种原因，发展缓慢，直到80年代末90年代初，相关领域开始了新一轮的研究。进入21世纪以来，我国在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价以及系统材质研究等方面取得了一批显著成果。随着传统能源的紧缺和人们对开发新能源和再生能源的重视以及热泵技术的日益成熟，热泵技术及浅层低品位地热能的开发利用得到了快速发展。
我国政府十分重视热泵技术和浅层地热能的开发利用工作。1994年3月国务院批准了《中国21世纪议程下的可持续能源计划》。1997年11月原国家科委与美国能源部在北京签署了《关于地热能源生产与应用的合作协议书》，中美两国政府开始了可再生能源领域的技术合作。1998年11月，开始实施《中美两国政府合作推广美国土-气型地源热泵技术工作计划书》，确定了北京计科地源热泵科技有限公司、上海鼎达能源公司、广州信利达公司为中美两国政府地源热泵合作项目的执行单位。按照该计划，1999年正式启动了北京嘉和园国际公寓、宁波服装厂厂房楼、广州松田学院教学主楼三处示范性工程，建筑总面积13．238万m2，其中北京嘉和园国际公寓面积最大，达8．8万m2。2000年6月，由中国科学技术部在北京主办了“美国土-气型地源热泵技术交流大会”，进一步推动了热泵技术的运用。据统计，到2003年底，仅北京计科公司，已建成土-气$#
北京是我国应用地源热泵技术开采浅层地热能对建筑物进行供暖空调较早且发展最快的地区之一。近几年来，采用浅层地热能为建筑物供暖空调的工程数量迅速增加。到2004年底，北京已有200多个单位总计420万m2的建筑面积利用浅层地热能供暖或供冷。其建筑物类型有普通住宅、办公大楼、高级宾馆，也有学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆、厂房、污水场站，景观水池等。其中，地下水地源热泵系统最大单项工程建筑面积达18万m2，地埋管地源热泵系统（又称土壤源热泵系统）最大单项工程建筑面积也已达13万m2。目前由华清地热集团正在实施的地埋管地源热泵系统单项工程——用友软件园，供暖空调面积将达到20万m2。几处代表性的地源热泵供暖空调工程项目见表2。
表2 北京代表性的地源热泵供暖空调工程项目简介
天津也是我国应用地源热泵系统供暖空调较早的地区之一。近年来，已先后在天津开发区第十八大街海滨大道发展公司、天津地矿珠宝公司、天津市中心海河商贸区古文化街等地建立了地源热泵系统供暖空调项目。目前，正在快速发展中。
河南、内蒙古、山东、广东、安徽等地也都开始了开发利用浅层地热能的探索和试点。随着我国能源结构政策的调整，以燃煤和耗电为主的锅炉采暖、空气源热泵供冷的传统方式，将会被更加高效的以浅层地热能为热源（或冷源）的地源热泵供暖（或供冷）方式所取代。随着地源热泵技术的逐步完善，浅层地热能必将成为我国今后一段时期地热能开发利用中的最普遍最主要的能源。在我国建筑物供暖（或供冷）中，浅层地热能所占的比重也将愈来愈高。
4 存在的主要问题
地源热泵技术及其浅层地热能的开发利用，虽然在我国取得了明显成效，但由于发展时间短，总体上还处于起步阶段，地区发展很不平衡，存在的一些问题也日益显现，需要我们认真研究和解决，否则将直接影响着浅层地热资源的科学开发和持续利用。主要问题是：
（1）社会认知程度低。当前社会对浅层地热能资源的认知程度还很低，人们对赋存于地壳表层丰富的浅层地热能资源和特点及其热泵技术了解不多，甚至相当一部分专业设计单位的人员对此也缺乏了解，直接影响浅层地热能这一新型能源的广泛应用。
（2）开发技术水平不高。适合我国特点并满足不同要求的地源热泵系列产品尚未形成，有待积极开发；地源热泵供暖空调项目专业设计人员普遍缺乏，系统设计不匹配和偏保守的问题较突出。土壤埋管换热计算理论还不成熟，缺乏设计标准，工程质量难以保证，广泛应用受到限制。
（3）开发利用工程与资源勘查评价工作脱节，存在一定的盲目性。水文地质条件决定了浅层地热能的开发利用方式和规模。但目前浅层地热能的开发与勘查评价工作大多存在脱节问题，有的开发利用方案的选定缺乏科学依据，开发规模与资源条件不匹配，存在盲目性，导致工程效益不高，工程成功率偏低。因此，浅层地热能的开发利用必须建立在水文地质勘查评价工作的基础上，应对浅层地热能开发利用的可行性、适宜性及开发利用容量进行评价，因地制宜地制定开发利用方案，选定热泵系统类型（是地埋管地源热泵还是地下水型地源热泵等），确定埋管深度、密度等科学数据。
对已经开发利用浅层地热能的工程和地区，大多没有对其影响范围内环境地质体中的岩土体温度、地下水温度及其水质等进行监测，也没有及时分析地热能场的变化规律及开展环境影响评价工作，对未来的变化趋势更是心中无数。
（4）浅层地热能开发利用的技术标准、规范滞后。目前尚缺乏《浅层地热能勘查评价》、《浅层地热能地质环境境影响评价》等技术规范，使勘查评价工作缺乏标准，方法不统一。工程的设计缺乏系统的设计规范，大都处在无标准可依的状态。对开发单位缺乏资质管理，实施的工程也缺乏必要的论证程序。浅层地热能供热（或供冷）是一项系统工程，地上暖通空调系统与地下资源勘查评价及井位、埋管系统的设计、施工等环节，是有机的整体，各专业之间必须统一设计施工，协同作业。否则，浅层地热能供暖（或供冷）工程将会造成热泵系统不匹配或匹配程度差，成功率低的不良后果。
（5）相关技术研发滞后。由于浅层地热能开发利用在我国时间短，一些配套的技术措施和检测设备还跟不上。如深层岩土热物性测试技术和仪器研发、不同区域地下传热模型模拟试验研究、地埋管换热器的传热强化、系统设计软件开发、地源热泵仿真及最佳匹配参数的研究、高性能回填材料的研究等，亟待开发和研制。
（6）缺少必要的扶持和激励政策。浅层地热能资源开发利用潜力很大，资源的可再生、无污染，是任何化石燃料所不能替代的。但初期一次性投入也较大，要取得经济上的规模效益，需要各级政府在财税等政策上予以扶持，否则，全面推广和应用受到一定的限制。就全国而言，目前仅有北京市，出台了鼓励政策，对用热泵技术进行供暖（供冷）的，市财政按照其受益的建筑物面积给以补助。但有些地区不但没有鼓励政策，反而出台了限制政策，如不仅对取出的地下源水收费，而且对回灌到地下的源水还再次收费，增加了企业负担，使企业利用浅层地热能的节能、环保效果未能在经济效益上得到体现，因而大大限制了热泵技术和浅层地热能的利用和发展。
5 对策
浅层地热能的开发利用已逐渐在我国兴起，并呈快速增长之势，近几年，其在用于供暖（空调）方面的发展速度已超过传统意义上的地热资源，随着人们认识水平的提高和示范工程的引鉴，对其开发利用会引起更多人的关注，也将会有越来越多的建筑物供暖空调项目采用浅层地热能资源。为促进浅层地热能资源的合理开发利用，必须采取如下对策措施。
（1）积极开展浅层地热能资源勘查评价，制定开发利用总体发展规划。浅层地热能资源普遍存在于地球表部，分布广泛、取用方便，具有广阔的利用前景已是不争的事实，但采用何种方式开发、可能利用的量、长期利用后对环境的影响程度等，则受到当地具体水文地质条件（地下水埋藏条件，地层结构、含水地层的渗透性、地下水水质等）的限制，只有这些条件查清楚，才能对浅层地热能的利用方式做出正确的选择。就一个地区而论，也才能对适宜浅层地热能开发利用的地区、不同利用方式的地段、可能的利用规模、潜在的环境地质问题等做出合理的判断。
部署开展区域浅层地热能资源勘查评价工作。当前，应先从平原区的重点城市起步，开展以1∶10万比例尺精度为主体的勘查评价工作。以原来开展的水文地质勘查成果为基础，补充必要的获取岩土体热传导率、渗透率等参数的勘查工作。勘查工作深度一般控制在200m以浅。
在勘查评价的基础上，编制浅层地热能开发利用规划，进行合理布局，确定适宜开发利用的地区、圈定不同利用方式（地下水、地埋管）的地段、提出合理的开发利用规模、防治地质灾害和环境地质问题的措施等。
（2）推动示范工程的建设，带动地区浅层地热能资源的开发利用。我国南北差异大，地质条件复杂，浅层地热能在一个地区成功应用的经验受地区具体条件的限制，并不能完全适用于其他地区。不同方式的利用经验，也有其特性和相应的利用模式。浅层地热能在一个地区的推广应用，除了吸收普遍的经验外，更重要的是应结合地区具体的条件，建立符合本地实际的示范性工程，摸索方法、总结经验，推广应用，带动面上的开发利用。
（3）依靠科技进步和创新，提高浅层地热能应用技术水平。浅层地热能利用涉及到资源勘查评价、地下换热、热泵、建筑物内供热（供冷）系统、自动控制等诸方面的配套技术，涉及多学科相互联系、借鉴的应用技术，既需要自身的提高，也需要相互协调配合方面的强化和提高。当前，尤其应加强地下换热技术，适合我国特点和需要的地源热泵产品研制及产品的系列化、标准化，系统设计优化和相关仪器的研制等，以推动整体技术水平的提高。
（4）出台相关政策、激励浅层地热能资源的开发利用：浅层地热能开发利用初投资较高，但运行管理费用低并具有清洁、高效、节能的特点，是具有很好的开发前景和可持续利用的清洁能源，政府应出台相关政策、法规，支持、鼓励浅层地热能资源的开发利用。各级地方政府可以参照北京市政府的做法，对用地热能供暖（或供冷）的，可以按照建成的供暖（或供冷）的建筑面积，财政上给以补贴，以此支持和鼓励热泵技术的推广应用，推进浅层地热能的开发和利用。建议中央财政在可再生能源发展专项资金中，安排一部分资金专门支持和鼓励示范区的浅层地热能的开发利用。
（5）制定相关的技术标准、规范，规范浅层地热能资源的开发利用。2005年11月建设部、国家质检局已联合发布了GB50366-2005地源热泵系统工程技术规范，该规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩机热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程设计、施工及验收。它的发布与实施，将有利于浅层地热能开发利用工程设计质量的统一。当前，亟需制定和出台浅层地热能勘查评价、浅层地热能地质环境影响评价等技术规范和标准，以规范浅层地热能资源的勘查评价、地源热泵埋管设计、地质环境影响评价等行为，提高浅层地热能的开发利用水平。
（6）开展浅层地热能开发利用示范工程地下换热系统动态监测工作。在已开发利用浅层地热能的地区，选择不同类型的开发利用典型地区，开展地下换热系统的动态监测，进行地下场地水、热均衡动态长期监测和研究，积累数据，为浅层地热能的评价、地下换热系统工程的优化设计、完善标准、保护资源环境提供依据。
（7）建立和完善浅层地热能开发利用数据库及信息系统：浅层地热能开发利用的地下换热系统工程深埋地下，是永久性工程，有的地面建筑物消失了，地下换热系统（地埋管、水源井等）还将长期保存于地下深处，对当地环境和后人的生产、生活等活动有潜在的影响。为加强浅层地热能开发利用的管理与资源的保护，应及早建立全国及省（区、市）浅层地热能开发利用地下热交换工程数据库及信息系统。
“低碳经济”的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。但现阶段太阳能发电的成本是煤电水电的5-10倍，一些地区风能发电价格高于煤电水电；作为二次能源的氢能，目前离利用风能、太阳能等清洁能源提取的商业化目标还很远；以大量消耗粮食和油料作物为代价的生物燃料开发，一定程度上引发了粮食、肉类、食用油价格的上涨。从世界范围看，预计到2030年太阳能发电也只达到世界电力供应的10%，而全球已探明的石油、天然气和煤炭储量将分别在今后40、60和100年左右耗尽。因此，在“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”（风能、生物质能都是太阳能的转换形态）过渡的未来几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障。特别从中国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。
“戒除嗜好！面向低碳经济”的环境日主题提示人们，“低碳经济”不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力，推进节能减排的科技创新，而且意味着引导公众反思哪些习以为常的消费模式和生活方式是浪费能源、增排污染的不良嗜好，从而充分发掘服务业和消费生活领域节能减排的巨大潜力。 转向低碳经济、低碳生活方式的重要途径之一，是戒除以高耗能源为代价的“便利消费”嗜好。“便利”是现代商业营销和消费生活中流行的价值观。不少便利消费方式在人们不经意中浪费着巨大的能源。比如，据制冷技术专家估算，超市电耗70%用于冷柜，而敞开式冷柜电耗比玻璃门冰柜高出20%。由此推算，一家中型超市敞开式冷柜一年多耗约4。8万度电，相当于多耗约19吨标煤，多排放约48吨二氧化碳，多耗约19万升净水。上海约有大中型超市近800家，超市便利店6000家。如果大中型超市普遍采用玻璃门冰柜，顾客购物时只需举手之劳，一年可节电约 4521万度，相当于节省约1.8万吨标煤，减排约4.5万吨二氧化碳。 在中国，年人均CO2排放量2.7吨，但一个城市白领即便只有40平居住面积，开1.6L车上下班，一年乘飞机12次，碳排放量也会在2611千克。由此看来，节能减排势在必行。 如果说保护环境、保护动物、节约能源这些环保理念已成行为准则，低碳生活则更是我们急需建立的绿色生活方式。
“低碳生活”虽然是个新概念，提出的却是世界可持续发展的老问题，它反映了人类因气候变化而对未来产生的担忧，世界对此问题的共识日益增多。全球变暖等气候问题致使人类不得不考量目前的生态环境。人类意识到生产和消费过程中出现的过量碳排放是形成气候问题的重要因素之一，因而要减少碳排放就要相应优化和约束某些消费和生产活动。尽管仍有学者对气候变化原因有不同的看法，但由于“低碳生活”理念至少顺应了人类“未雨绸缪”的谨慎原则和追求完美的心理与理想，因此“宁可信其有，不愿信其无”，“低碳生活”理念也就渐渐被世界各国所接受。低碳生活的出现不仅告诉人们，你可以为减碳做些什么，还告诉人们，你可以怎么做。在这种生活方式逐渐兴起的时候，大家开始关心，我今天有没有为减碳做些什么呢？ 在北京的八达岭，一个碳汇林林场已经成形。如果你想抵消掉自己的碳排放，可以来这里购买碳汇林或种树。林业碳汇是通过实施造林和森林经营管理、植被恢复等活动，吸收固定大气中的二氧化碳，释放氧气，从而起到减少空气中二氧化碳的作用。比起少开车、少开空调，购买碳汇林的主意，受到更多人的欢迎。目前，减缓气候变暖的主要措施是减排和增汇。与减排手段相比，林业碳汇措施因其低成本、多效益、易操作，成为减缓气候变暖的重要手段。
什么样的人可以算是“低碳族”，“低碳”又代表什么呢？简单来说，“低碳”是一种生活习惯，是一种自然而然的去节约身边各种资源的习惯，只要你愿意主动去约束自己，改善自己的生活习惯，你就可以加入进来。当然，低碳并不意味着就要刻意去节俭，刻意去放弃一些生活的享受，只要你能从生活的点点滴滴做到多节约、不浪费，同样能过上舒适的“低碳生活”。哥本哈根气候变化峰会自12月7日开幕以来，就被冠以“有史以来最重要的会议”、“改变地球命运的会议”等各种重量级头衔。这次会议试图建立一个温室气体排放的全球框架，也让很多人对人类当前的生产和生活方式开始了深刻的反思。 温室气体让地球发烧 200多年来，随着工业化进程的深入，大量温室气体，主要是二氧化碳的排出，使全球气温升高、气候发生变化，这已是不争的事实。12月8日，世界气象组织提前公布的“2009年全球气候状况”报告指出，近10年是有记录以来全球最热的10年。此外，全球变暖也使得南极冰川开始融化，进而导致海平面升高。芬兰和德国学者公布的最新一项调查显示，本世纪末海平面可能升高1.9米，远远超出此前的预期。如果照此发展下去，南太平洋岛国图瓦卢将可能是第一个消失在汪洋中的岛国。 美国媒体12月5日发表的一项研究指出，地球发烧也给人类的健康造成了巨大的危机。第一，过敏加重，研究显示，随着二氧化碳水平和温度的逐渐升高，花期提前来临，让花粉生成量增加，使春季过敏加重。第二，物种正在变得越来越“袖珍”，随着全球气温上升，生物形体在变小，这从苏格兰羊身上已现端倪。第三，肾结石增加，由于气温升高、脱水现象增多，研究人员预测，到2050年，将新增泌尿系统结石患者220万人。第四，外来传染病暴发，水环境温度升高会使蚊子和浮游生物大量繁殖，使登革热、疟疾和脑炎等时有暴发。第五，夏季肺部感染加重，温度升高，凉风减少会加剧臭氧污染，极易引发肺部感染。第六，藻类泛滥引发疾病，水温升高导致蓝藻迅猛繁衍，从市政供水体系到天然湖泊都会受到污染，从而引发消化系统、神经系统、肝脏和皮肤疾病。
