陕西可再生能源应用概况

李 建 平

(1.陕西土木学会建筑能源专业委员会，陕西 西安 710000； 2.陕西宏基设计院，陕西 西安 710065)

陕西可再生能源应用概况

李 建 平1，2

(1.陕西土木学会建筑能源专业委员会，陕西 西安 710000； 2.陕西宏基设计院，陕西 西安 710065)

结合陕西地理环境概况，介绍了陕西可再生能源的分布情况，阐述了陕西近年来在建筑领域可再生能源使用方面取得的成果，并指出所存在的问题和今后发展的方向。

可再生能源，地理环境，分布情况，利用

0 引言

可再生能源的利用在我国已有几十年的历史了，发展到今天，已取得了可喜的成果。水/地源热泵技术的发展、太阳能光热、光电的利用、污水源利用、能量桩技术、风能、冷、热、电联产等新技术已在我国遍地开花，并取得了丰硕的成果，而且，可再生能源在建筑领域中的应用也越来越多、越来越广泛，并可以预见，可再生能源利用新一轮热潮即将来临，这对我们每一位从业者，都是一种激励和挑战。

1 陕西的地理环境等状况

1)陕西的地理状况。

陕西南北长、东西短，南北纬度近10°，东西在关中自古有“八百里秦川”之称，也号称风水宝地长久平安，故称长安，建都有十三朝，可谓帝王之都、人杰地灵。从我们暖通专业的角度来看，陕西又分为陕北、关中、陕南，从采暖角度又划分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区，这给可再生能源的利用提供了自然条件和诸多的挑战。例如，从水/地源热泵的使用来讲，陕南是水源热泵的理想之地，汉中、安康、商洛地处秦岭山脉之中，地下水、地表水丰富，打井20 m～30 m即碰到基岩，出水量和回灌都因是砂砾层而较为可靠，所以陕南近年来水源热泵的项目特别多。而陕西的关中这些年气候变化和退耕还林的效果，不但雨水增加了200 mL/年，且八水绕长安的情景将再现当今，东有浐灞，北有泾渭，西有沣皂，南有镐橘，关中水源热泵和地源热泵的使用根据地理条件而因地制宜，使很多项目获得成功，如杨凌开发区，几十万平方米的住宅区，因地处渭河边，采用的水源热泵系统，并引入合同能源管理的模式，已被列入国家可再生能源的示范项目；举世闻名的世园会，多个项目工程都是采用的水源热泵，还有佛教圣地法门寺，则采用的是地源热泵，运行稳定良好。在陕北，总体上多采用地源热泵，但在地下水勘探有保证的前提下，水源热泵也有成功的案例，而在陕北太阳能资源丰富，利用太阳能制备热水和采暖正在广泛推广热潮中。2012年，延安中央党校采用了数百平方米的太阳能热水制备系统，推动了陕北太阳能利用项目的进一步推广和发展。

2)陕西的气候环境。

陕西过去干旱少雨，年降水量不足400 mL，这几年营造山川秀美工程，陕西降雨量达600 mL/年以上，2014年5月份，西安半天的大暴雨，降雨量达到了13个杭州西湖水总量，并且西安的年晴好天气日，从过去的160 d增加到近些年连续超过了300 d的可喜记录。这些变化，有政府政策导向做出的很大努力，也有我们科技工作者，可再生能源推广利用工程师们的辛勤汗水。

2 陕西可再生能源的分布概况

2.1 行业的有效探索

前面已介绍了陕西的地理环境状况，由于其特殊的地理条件，我们业内专家也早把陕西的水源热泵的可利用资源分布做了详细的研究，其中交大的曹琦教授在论述陕西水源热泵应用时，就陕西的客观情况，对陕北、关中、陕南的水资源和水源热泵的应用做了详细的分析论证。西安工程大学的狄育慧教授就蒸发冷却在我国的区域分布图将我国划分了应用蒸发冷却技术的四个不同区域。这些研究都是可再生能源利用的最基本的科学分布图。而且，从太阳能、风能、地热等方面都应有一个详细的可再生能源利用分布图。

2.2 全球可再生能源地图

2013年1月13日国际可再生资源组织发布了全球首个清洁能源地图，内容为一些国家的潜在可再生资源。这个可再生能源地图集依据全球一些研究所和私人公司提供的数据和地图，有助于一些国家和地区获知和了解它们的潜在可再生能源。

“地图集”目前仅提供太阳能和风能信息，2013年—2014年期间将扩展到其他一些形式的可再生资源，如生物能源、地热能源和海洋河流能源的信息。该地图集使一些寻求投资新市场的公司在今后10年大幅增加，有助于相关国家、政府及相关公司在重大项目能源利用中做出正确决定。并且，“地图集”有助于全球可再生能源使用比重在2030年前增加一倍。现已有22个国家参与绘制地图集。更多国家预计在今后几个月内加入。

2.3 陕西可再生能源分布情况

陕西建筑能源专业委员会已着手研究陕西可再生能源地图(简称“陕能图”)。其大概情况如下：

陕北地区：属寒冷A区，有丰富的风能、太阳能(光热、光电)、地源热泵、空气能(蒸发冷却与空气温湿度有关的技术)、地热资源。尤其是风能、太阳能、空气能的利用应加大力度。

关中地区：属寒冷B区，有风能、太阳能(光热、光电)、温泉地热、空气能、地下水、雨水、污水资源(针对大城市)、水源 /地源热泵。一般地源较多，近水域则水源热泵较多。

陕南地区：属夏热冬冷地区，有风能、太阳能(光热、光电)、空气能、地表水、雨水。尤其水源热泵因其丰富的地表浅层水源而广泛应用。

“陕能图”正在研究绘制过程中，陕西省建筑能源专业委员会将集300多会员教授专家们的意见，尽快制出“陕能图”，完善后将提交政府相关部门，以利推动陕西的可再生能源在各个工程项目中的利用。

3 陕西可再生能源利用

1)陕西可再生能源利用在全国的应用创新榜上有名，陕西的科技综合实力在全国第三，不乏科技人员，在国家公布的可再生能源示范项目中，陕西榜上有名的第四军医大学污水源热泵；紫薇风尚太阳能供热制冷；长安大学土壤源热泵；商洛市江南小区水源热泵；杨凌示范区的水/地源综合供冷供热；西安都市之门水/地源综合利用等项目。这些项目仅是在陕西可再生能源总数中的一小部分，由于申报的原因还有大量的工程实例没有在统计中反映出来，如西安旺座的能量桩已正常使用四年了，陕南的大量水源热泵项目，今年获全国鲁班奖的延安干部学院，获国家三星级绿色建筑(93分)的陕西科技厅项目等，让陕西的可再生能源利用走向一个新的高潮。

2)陕西的设计创新。

陕西的建筑勘察设计总人数有6万多人，其中专业技术人员有4万多人，高级职称以上的有1万多人(大专院校的不计在内)，年创造产值从过去的10万元/(人·年)，达到现在人均52万元/(人·年)。陕西有全国设计大师28名，为进一步推广可再生能源的利用，陕西住建厅、西安市建委、各地市都成立了专门对口的节能办或资源办，陕西也成立了节能协会、建筑能源专业委员会，这些组织机构为可再生能源的进一步推广利用创建了组织保障，在陕西许多大专院校还增设了相对应的热响应测试等热工测检机构，有些设计院企业与学会联合成立了可再生能源应用工作站，配备专业人员，专门从事研究设计可再生能源的利用工程项目，并且已取得了可喜的成果。

我们陕西的部分设计人员和企业在可再生能源利用方面正在默默无闻并大踏步地向前迈进，如集合大型污水处理，将全面采用污水源热泵技术；水源热泵与建筑水箱的综合利用；地源热泵与螺旋式能量桩的综合利用；主动式太阳能热水及采暖的应用；特伦布热墙通风及呼吸式幕墙；冷、热电联产分布式能源系统；太阳能地方法规的编制；太阳能应用图集的企业标准编制等等，大量的新的科研创新项目在陕西不断涌现和推广开来。

4 陕西可再生能源利用所存在的问题及对策

4.1 水源热泵

陕西的水源热泵的应用大部分在陕西南部，即秦岭以南的地区，也称之为“陕南”，陕南由于多雨、地下水丰富而适合于水源热泵的应用。尤其是水层在地下20 m以内，而且是沙土层，水源丰富，回灌较为顺利。加之国家的奖励政策，使陕南的水源热泵应用越来越广泛。陕南商洛的江南小区(61万m2)应用的水源热泵，是国家公布的可再生能源建筑应用示范项目。所以，汉中、安康、商洛等陕南地区，近年应用水源热泵的工程项目越来越多。

但是，水源热泵在陕南的应用也存在一定的问题：

1)抽水量越来越少，尤其是冬季江河枯水季节，水井的抽水量不足，有时是严重不足；

2)回灌不畅，这与水井的供、回数量比例，以及不倒井有关系；

3)冬季采暖时水温偏低，低至9 ℃。还有一些是布井间距太小和成井工艺的一些问题。这些问题经过技术人员采取了一系列行之有效的措施，都将问题妥善解决。如水量不足时，利用水池的水进行循环，对每一水井实行轮换抽与灌；太阳能参加冬季的系统水温加热等等有效措施。

4.2 地源热泵

地源热泵的应用主要是陕西关中和陕北地区。总的来讲，只要是成井工艺没有问题，地源热泵的应用是比较稳定的。陕西许多大的项目都采用了地源热泵这一技术。建设部可再生能源建筑示范项目中，陕西杨凌示范区(37.12万m2)、西安都市之门(10.1万m2)榜上有名。

西安市在5年前还尝试过“能量桩”的应用。西安的旺座大厦就是将U形管放在基础桩内，由桩基和地层换热，并取得了很好的效果。应用至今仍在正常使用。现在的“能量桩”已发展为“螺旋盘管桩”,但在陕西应用较少。

西安近日有能源公司尝试打深井，一般地源换热孔打100 m左右，而深井孔能打2 000 m，充分与地层换热，并在多项技术上进行了突破。这也是将地源热泵技术向纵深发展的一个创新。

4.3 复合式能源

陕西一些大型项目的冷热源方案中，考虑了复合式能源的内容，而不是单一的能源选择。如有水源热泵，也有地源热泵，还考虑了太阳能的应用，还有的采用雨水收集、污水源热泵，这种综合利用能源的方式，使不同的能源之间具有互补、互备性，并充分地利用可再生能源，尽量少的使用不可再生能源。在这方面，我们还有广阔的探索领域。

5 陕西的发展

陕西与全国发达省份相比，仍属落后，但陕西正在奋力追赶，就我们行业而言，我们广大业内人士正在努力，国家科技发展七大类:

1)节能环保；2)新信息产业；3)生物产业；4)高端制造；5)新能源；6)新材料；7)新能源汽车。其中；节能环保、新能源、新材料与我们行业就有很大的关联。我们应向先进学习，发挥科技创新优势，将科学技术领先转化为市场领先。同时，我们还应认识和纠正存在的不足，迎头赶先进。我们陕西建筑能源专业委员会已评选出陕西的水地源、太阳能设备商、集成商十佳企业，在全国的十佳评选中，有一半与陕西企业有关联。也希望陕西在发展过程中，得到全国业内人士的广泛支持和帮助，使陕西三强一富一美的秀丽山川早日实现。

The application general situation of Shaanxi renewable energy

Li Jianping1，2

(1.BuildingEnergyProfessionalCommittee,ShaanxiCivilEngineeringSociety,Xi’an710000,China;2.ShaanxiHongjiDesignInstitute,Xi’an710065,China)

Combining with the general situation of Shaanxi geographic environment, this paper introduced the distribution situation of renewable energy in Shaanxi, elaborated the achievements of renewable energy use in building field in Shaanxi in recent years, and pointed out the existing problems and future development direction.

renewable energy, geographical environment, distribution situation, utilization

2015-01-26

李建平(1953- )，男，教授级高级工程师

1009-6825(2015)10-0185-02

TK018

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