无污染，使用成本低，操控简单……家住北京市海淀区的曲女士家中，有一套看上去和空调室内机一模一样的地能热泵环境系统。由于可自行控制温度和时间，安装这套系统后，曲女士每年都可以早早享受到地能热泵系统带来的温暖。与此同时，每平米的取暖费也从之前的30元下降到了现在的17元。除了曲女士家，国家大剧院、国家行政学院、北京海淀外国语实验学校等单位都享受到了地能热泵系统的甜头。
众所周知，冬季燃烧供暖是雾霾产生的主要原因之一，治理雾霾的核心是最大限度的减少任何形式的燃烧和燃烧后的排放。近年来，在国家大力推进电高效替煤过程中，无污染的地源热泵系统取得了快速发展，成为清洁供暖的主力。截至去年底，北京市地热及热泵供暖面积累计达4600万平方米，占全市供热面积的5%以上，5年来，年均增长20%左右。
记者了解到，在北京地区目前已经实验的三种电替煤供暖方式中，电能转化机械能搬运浅层地能为建筑物供暖，效率可以达到300%以上。而且浅层地能不受环境温度影响，供给热泵的地能温度相对稳定，在设计合理、施工质量保证前提下，能有效保证为建筑物供暖的总量，运行成本低。在同样供暖面积情况下，电源配置总量是电能直接转化热能供暖方式的四分之一。
浅层地能一般指的是深度200米以内、温度是25度以下的可再生的低品位热能。它区别于国家矿产资源的可以直接利用的高品位的地热能。浅层地能分布广，在太阳热和地芯热的共同作用下，可再生性强。地能采集在设计合理、施工质量保证的前提下，与热泵技术产品相结合，利用地能热泵环境系统无燃烧为建筑物智慧供暖，比利用传统能源给建筑物供暖还有保证，因为它没有了电能以外的能源运输问题。
浅层低能自古以来就有，但怎么采集一直是一个难题，热泵技术的出现解决了这一问题。中国工程院院士武强介绍说，热源采集子系统主要有三种方式：第一是水源采集系统，这种技术虽然热水抽上来容易，但是回灌下去很难，容易导致地下水系统无法平衡等环境问题；第二是普通地源采集系统，通过水吸收土壤中的热，然后抽上来，这种方法效率低，吸收土壤热能少，需要打很多的U型管，比较适用于农村；第三是单井循环换热系统，它结合了各类技术优点，利用大型井和蓄能颗粒，吸热效率高，不需要大量土地资，也解决了水源回灌问题。
在行业层面，中节能旗下恒有源科技发展集团原创的安全、高效、省地、经济单井循环换热地能采集技术已经实现了产业化发展。恒有源科技发展集团总工程师孙骥介绍，该系统工作原理是将1份花钱的电能，转化成机械能，搬运相当于3份以上的电能直接转化的热能为建筑物供暖，建筑物供暖能耗60%以上是不花钱的可再生能源，同一系统，冬天利用浅层地能为建筑物供暖；夏天制冷时比空气冷却环境温度低，提高了制冷效率，实现了清洁能源的高效利用。
北京市建筑设计研究院顾问总工程师吴德绳表示，“单井循环换热地能采集技术已经达到技术成熟、被市场接受并发展到了产业化的程度。从原理，到可行性、优越性、可靠性和配套性，都有良好的例证，作为建筑供暖的替代技术具有巨大的推广应用前景。”
据预测，如果将整个北京市及郊县的燃煤锅炉都换成地能供暖，市场容量高达620亿元。目前，北京市对于地能供暖项目按初始投资50%给予补助。
不过，当前这种新理念、新技术的市场认可度仍然较低。孙骥建议，在今后的电能替代中，可利用集中供暖的地能热泵环境系统作为北京供暖的补充，对于燃气管线不到的地区替代燃煤锅炉，按北京现有的补贴政策和供暖收费标准即可。对于新建小城镇利用50至900兆瓦建立分布式地能冷热源站，供暖能源规划先行，按建筑物建设速度进行能源站的投入，投入火力发电厂的建设费用（每千瓦4000元）相当于建设了一个等量的区域零排放的发电厂。
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