运城市河津利用浅层地热资源实现清洁取暖
固镇村地源热泵机房供热机组。
固镇村村民向记者展示家中温度。
河津市樊村镇固镇村地源热泵监控平台。
过去，运城市农村地区的取暖以一家一户散煤锅炉为主。随着省、市“煤改电”“煤改气”工作的有序推进，运城市很多农村居民选择电锅炉、空气源热泵等清洁能源取暖设备来代替燃烧散煤，农村取暖逐步进入低碳、节能、环保的新能源时代。
其中，一种以浅层地热资源为供热能源的农村地源热泵集中供暖项目在河津市受到欢迎。相比而言，地源热泵供暖具有零排放、零污染、资源循环利用、降低供暖成本等多项优势，它不仅解决了农村居民冬季采暖问题，也符合国家“碳达峰、碳中和”决策部署，助力打好污染防治攻坚战，为农村清洁取暖和集中供热探索出一条新路。近年来，河津市以山西任兴新能源科技有限有限公司为龙头，大力探索实施地源热泵替代燃煤供热项目，在实现清洁取暖的同时，加强了生态保护，改善了环境质量，后期运行费用也大大降低。那么，在农村推广地源热泵供热是否具有可行性和政策的可及性？能否构建与其他供暖方式相结合的互补供暖体系？近日，记者采访了山西任兴新能源科技有限有限公司及市发展改革委、市能源局等部门。
可再生的浅层地热资源
地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。通过输入少量的电能，实现低温位热能向高温位转移。据悉，地能可以在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，实现一套系统替换锅炉和空调两套装置。在冬季，把地能中的热量“取”出来，利用压缩机进行二次压缩提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量“取”出来，通过管道循环到地下，再利用压缩机二次压缩成低温进行制冷。
“地能热源温度一年四季相对稳定，一般为10度到25度，冬季比大气温度高，夏季比大气温度低，这种温度特性使得其制冷、制热效率相比传统的空调系统高出40%，运行费也会节约40%左右。”山西任兴新能源科技有限公司董事长任效荣告诉记者，地源热泵的安装根据地质特点，采取水源和土壤源两种“取”热形式，水源是通过提取浅层地下水，经过系统加热后将热量输送到用户家中，再回灌到地下的闭环系统；土壤源则是只提取地下的热资源，进而对管道中的自来水进行加热后将热量输送到用户家中。
近年来，山西任兴新能源科技有限公司以绿色发展为己任，以科技创新为依托，大力发展清洁能源，全面推广地源热泵新技术，受到国家发展改革委和国家能源局的肯定，成为山西农村新能源供热制冷的标杆企业，被中国地源热泵产业联盟吸收为会员单位。任效荣也成了远近闻名的地源热泵乡土专家。
为了普及推广地源热泵技术，近年来，任效荣多次外出考察学习，与国内知名公司合作，反复实践探索，改进施工技术，研究生产出油电两用地源热泵打井新设备，使施工效率提高了一倍；改革换热系统，由单管循环变为双管联通，有效降低了生产成本；研发便携式节能蓄热器；利用沙漏原理成功解决了单井回灌的世界性难题；建立远程控制系统，实现对所有运行机组的实时监控与管理……一系列的技术改革让地源热泵具有了更大的使用价值和实用效能。
“地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳达到地球的能量，而且不受地域、资源等限制，地能量大面广、无处不在，是一种近乎无限的可再生能源。”任效荣认为，在国家鼓励开发利用可再生能源以及山西省大力推进能源革命的背景下，地源热泵未来将成为最有效的供热和供冷空调技术。
任效荣的信心一方面来自顶层的政策支持和技术革新，另一方面也来自其公司在河津市周边乡镇的项目试点和实践。多年来，该公司先后完成河津市及周边城乡地源热泵供热项目近200个，包括农村集中供热和学校、社区、养老院、商场、旅游景区等公共区域供热及独立民房和庭院的供热项目等。地源热泵供热装置可以建造在居民区内，没有燃烧、没有排烟、没有废弃物，不需要堆放燃料废物，且不用远距离输送热量，后期运行成本低、维护费用低等优势在实践中得到了检验和认可。
“村里环境明显改善了”
“这几年村里不冒黑烟了，环境明显改善了，采暖费用每平方米10块钱，一个采暖季下来只需要1000元，而且温度恒定，冬天生活也能像城市一样舒适。”近日，在河津市樊村镇固镇村村民刘家科家里，记者感受到浓浓暖意，温度计显示室温21.5℃。刘家科告诉记者，目前，村里的16栋单元楼全部实现了地暖集中供热，补齐了农村冬天取暖问题的短板，年轻人在家门口就业，生活成本低，既能照顾老年人和小孩，又能享受城市生活体验。
固镇村是河津市第一大行政村，全村2500户近1万口人，境内有王家岭煤矿等国家重点企业。多年来，该村村民供暖主要以小锅炉和散烧煤为主，大量的烟气低空排放，造成能源的浪费和环境污染。2018年，在山西任兴新能源科技有限公司的技术支持下，该村“两委”多方考察，决定利用地源热泵替代燃煤。
该项目于2019年通过国家发展改革委立项实施，是山西省首家农村地源热泵替代燃煤项目。经过5个月的施工，该项目于当年投入使用，让固镇村结束了烧锅炉冒黑烟的历史。项目总占地面积3066平方米，建筑总面积1323平方米，设计能力为供暖30万余平方米，建设内容包括主机5台、热泵机井10眼，井深200米至500米。项目总投资2200万余元，中央预算支持资金264万元，山西省配套支持资金264万元，剩余资金由固镇村村委会筹备。
2020年，山西任兴新能源科技有限公司又联合樊村镇堡子沟村，实施地源热泵集中供热工程，投资1000万余元，设计600千瓦机组6台、热源井8眼，供热面积14万平方米。仅仅用了不到50天的工期，堡子沟村群众就实现了清洁温暖过冬。和固镇村不同的是，堡子沟村只有自建房，没有楼房，全村巷道规划整齐，东西5条巷道、南北8条巷道，村庄建设基础较好，全村污水实现统一排放。实现集中供暖无疑让这个常住人口1200人的村庄锦上添花。
“每家门口一个热量表，根据热量收费，而且家里每个房间都有阀门，村民可以根据天气情况随时开关，一套面积200平方米的民房在全天暖气开足的情况下，一个采暖季大约需要1500元的采暖费。”堡子沟村党支部副书记王建成告诉记者，近几年，很多年轻人也选择回农村居住，仅2022年就有10多家村民回村建房。
近日，由山西任兴新能源科技有限有限公司实施的河津市樊村镇地热能集中供热（制冷）节能减碳项目各项手续基本办理完成。该项目总投资8060.18万元，包括樊村堡村和樊村村两个片区，供热面积约76万平方米，辐射村民住宅、乡镇企事业单位、沿街门面房等，采用地源热泵“取热不取水”技术工艺。按照计划，这些区域将在2024年11月顺利实现地源热泵集中供热。
未来还需进一步探索
2023年11月30日，由中国能源研究会地热专业委员会、自然资源部浅层地热能重点实验室、运城市人民政府指导，中国技术监督情报协会地热产业工作委员会、运城市发展和改革委员会、盐湖区人民政府共同主办，以“地热能高质量开发 助推能源转型升级”为主题的黄河流域生态保护和高质量发展山西（运城）地热能利用推介活动在运城市举办。
此次会议指出，我省地热资源丰富，分布广、类型多、开发利用潜力大。省委、省政府高度重视地热能开发利用，并将其作为建设全国能源革命综合改革试点先行区的重要任务。2023年出台的《山西省地热能产业发展实施方案（2023—2025年）》在总结我省地热能资源禀赋特征、产业发展现状的基础上提出：“十四五”时期，我省重点聚焦“一群两区三圈”城乡区域发展布局，推动地热能产业发展形成“一核引领、两极延伸、多点支撑”的产业布局，实现地热能开发利用高质量发展。其中，“两极延伸”即以晋北和晋南为两极，聚焦地热能高效、科学和综合应用，规范地热能市场秩序，探索山西特色地热能开发利用整体解决方案；晋南以临汾和运城两市为重点，推进中深层地热能清洁取暖规模应用，全面提升浅层地热能在绿色建筑中应用比例，打造地热特色示范小镇，在优化产业链发展布局与环境保护的基础上，整合资源要素，培育新的市场开发主体及产业链增长极；运城以运城经济技术开发区、盐湖高新技术产业开发区、河津市黄河滩区现代农业产业园等重点区域为依托，建设浅层地热能集群化利用示范区。
相关资料显示，运城盆地地热资源丰富，主要分布在盐湖、河津、新绛、闻喜、稷山、夏县、临猗等县（市、区），储量折合标准煤达3700亿吨。
近年来，运城市持续深化能源革命综合改革试点，全面优化能源结构，大力发展风电、光伏、抽水蓄能、生物质、地热能等新能源和可再生能源，推动能源供给由单一向多元、由黑色向绿色转变。目前，运城市已建及在建地热供暖（制冷）面积达300万平方米，覆盖城镇小区、农村住宅、公共设施等多种场所。在“双碳”目标指引下，运城市按照“政府主导、统一规划、有序开发、统筹分配”原则，科学推进地热能开发利用，有效突破了全市集中供热热源不足的“瓶颈”。
任效荣表示，当前，运城市地源热泵推广的阻力主要在于前期投资相对较高、地下水资源限采两个方面。“未来我们要根据地质条件，更多地使用‘取热不取水’工艺，在技术创新和研发上不断突破，降低安装成本，让地源热泵供热技术为更多的群众带来温暖。”任效荣说。
2021年，国家发展改革委、国家能源局等8部门联合出台的《关于促进地热能开发利用的若干意见（国能发新能规〔2021〕43号》中提到，各地要深化地热资源勘查工作，积极推进浅层地热能利用，对水文、地质条件适宜、符合地下水资源保护要求的地区，在确保同一含水层取水等量回灌，且不对地下水造成污染的前提下，积极稳妥推广地下水源热泵供暖供冷。同时，稳妥推进中深层地热能供暖。
市能源局相关负责人告诉记者，运城市从2022年起对农村地源热泵项目给予补贴。2023年出台的《运城市人民政府办公室关于印发运城市2023年冬季清洁取暖工作实施方案的通知》提到，要合理布局可再生能源供暖项目，支持建设光伏、风电、生物质、地热能等可再生能源与其他供暖方式相结合的互补供暖体系。运城市对农村地源热泵项目给予每户市财政一次性补贴6000元、县财政一次性补贴6000元的改造补贴，同时，地源热泵用户也可以享受电费补贴和运行补贴。
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