湖南冬暖夏凉不是梦

唐爱民

“十三五”以来，湖南省用电量年均增速超过10%，用能紧张的矛盾逐步凸显，2017年底出现局部气荒，加上湖南省冬冷夏热，能源资源禀赋较差，“缺煤少电、无油乏气”，迎峰度夏和过冬更是用能紧张，大力发展湖南具有资源优势和应用基础的浅层地热能，将有望成为缓解湖南能源供需矛盾、实现冬暖夏凉的重要渠道。

根据湖南省人民政府许达哲省长2016年与中国能源建设集团有限公司汪建平董事长达成的巜战略合作协议》和《湖南省“十三五”地热能开发利用规划》，湖南热能年可利用量折合标煤就高达1.04亿吨，能满足29亿平方米建筑供暖制冷需要。截止2018年底，全省利用浅层地热能供暖制冷建筑面积仅为1300万平方米，仍有大量的浅层地热资源未得到开发利用。湖南省开发利用20％的浅层地热能资源，可以实现6亿平方米建筑集中供暖制冷，较常规供暖制冷技术降低用能成本60%以上，节省用能折合标准煤可达0.13亿吨，是最经济、最清洁的可再生性能源。

含水层储能系统（ATES）是以地下水为介质，以100%原水回灌为手段，利用地质热惯性开发的储能技术，彻底解决了传统水源热泵地下水不能有效回灌的瓶颈，是全球领先的储能技术。含水层储能系统独特的对井回灌技术，通过夏季储热，冬季蓄冷，使冷井更冷，热井更热，确保实现冬冷夏用，夏热冬用，季节性蓄能，使系统运行成本降低，帮助用户减少电耗和水耗等。
含水层储能五大核心技术：
1）科学严谨的水文地质勘探，可持续的设计理念和创新的地下热模拟(2 0 年)、水力模拟(20 年〕技术，实现地下热平衡和水力平衡，确保系统能效稳定。
2）气举反循环清水钻进工艺，解决因泥浆护壁造成的储能井污染，确保地下含水层水路畅通。
3）创新的成井工艺有效阻隔泥沙，荷兰进口的PVC滤水管（微米级滤缝），精选金刚砂滤料与含水层砂径严格级配，有效解决地下水源热泵泥沙堵塞的顽疾。进入滤水管的地下水含沙量低于二十万分之一。机房无需旋滤除砂器。
4）全封密地下水原水持续抽灌系统确保原水回灌确保地下水系统隔绝空气，防止氧化堵塞，隔绝污染物，避免水资源污染与浪费。
5）物联网+互联网智能控制实时监控。水文地质环境监测系统与水务、环保、地质等监管部门连线，实时监控回灌与水质。确保达到国家要求的回灌和环保标准。

含水层储能原理
1、地下水的温度是相对恒定的，冬暖夏凉。长江中下游地区地下100米的地下水温度约18摄氏度。
2、夏季，制冷产生的热水回灌到热井的含水层，热井的水温要比地下水自然温度高5-8℃。夏季储存了5-8℃的热能。
3、冬季，制热产生的冷水回灌到冷井的含水层，冷井的水温要比地下水自然温度低5-8℃左右。冬季储存了5-8℃的冷能。
4、周而复始，实现季节性储能，冬冷夏用，夏热冬用。冬季用热井的水通过热泵供暖节能50%以上，夏季用冷井的水通过板式换热器直接供冷，节能80%以上。

含水层储能技术，颠覆地下水源热泵技术，蓄能井系统设计和工艺技术以地下水回灌为核心，真正实现地下水 100%对井原水同层回灌(一抽一灌)，彻底解决了地下水源热泵技术的回灌瓶颈和因此而产生的地下水污染浪费、地面沉降、能效衰减、系统寿命短等问题，既充分利用了可再生的浅层地热能，又有效的保护了珍贵的地下水资源。

含水层储能技术在荷兰已有3000多个应用案例，

荷兰Oosterdokseiland含水层储能项目，该项目是位于一个25万平方米岛上的大型城市综合体，包括一些住宅、办公楼、一个会议中心、一个图书馆、一个酒店和餐饮中心共计20万平方米，全部使用含水层储能系统对建筑物供热和供冷。 仅用3对蓄能井。2006年完工。

上海崇明岛国家设施农业中心，位于上海市崇明岛沿镇草港公路南侧，合五公路西侧，整个示范基地占地面积196500m2,带有自控玻璃温室、全开型温室和其他相关配置，自控玻璃温室位于示范基地的最东南端，由温室A、温室B和温室C三部分组成，共占地面积25650 m2。

上海崇明岛项目储能井回灌-抽水温度相应曲线

襄阳市高新区人民检察院，在高新区金冈路以西新征地范围内已建成的技侦大楼呈长方形，5 层，长约 71 米，宽约 12-14 米，建筑面积 4500 平方米，框架结构，独立柱基础，基础埋深约 1.5 米。该建筑采用地下水源热泵系统供暖与制冷，现场施工了一眼抽水井（1 号井）和两眼回灌井（分别为 2 号井和 3 号井）。

西安开米万盛国际城市综合体项目，总面积35万平方米，一期办公室（原中国科学院地球环境研究所）8100平方米，利用原有的空调系统，釆用含水层储能技术（一对储能井深180米），每天耗电仅400度，是中国现代绿色建筑示范项目。

中国科学院院士汪集旸、工程院院士曹耀峰在西安考察含水层储能项目时对含水层储能技术给予了高度的评价：汪集旸院士表示“含水层储能技术实现地下水100%原水回灌，可以让地下水源热泵起死回生”；曹耀峰院士表示：“含水层储能技术夏季制冷基本不用热泵是颠覆性的 ”。

　　区域能源系统，像城市给水、电力一样是一项公用事业，是城市的基础设施之一，是为了满足某一特定区域内建筑群落的集中供冷、供热需求，由专门的能源中心集中制造冷水、热水等，通过区域管网进行供给的一个或多个大规模生活热水、中央空调冷热源系统。
现代区域能源系统通过提高能源效率和可再生能源利用率，成为全球多个城市实现向可持续供热和供冷转型的最有效途径，解决长期困扰城市的社会、经济和环境等领域常见的问题，如对应断电、资源价格波动、能源紧缺和空气污染等问题。区域能源系统可协同生产供应热量、冷量、家庭热水和供电，并可整合能源生产、公共卫生、污水处理、运输和废弃物处理等市政服务设施，实现全球可持续发展目标。
区域能源形式相比于传统分散式供冷供热系统具有如下的优点：
1.  改善环境质量；
2.  提高建筑美观度；
3.  改善居民生活质量；
4.  构建绿色低碳文明的生活方式；
5.  建设投资成本：节省40%以上；
6.  运行维护成本：节省30%以上；
7.  区域能源负荷：减少60%以上。
以地热核心技术为支撑，多能互补，区域开发，通过以地热（含水层储能+地表水能+土壤储能+中深层地热）为冷热源基础+太阳能+燃气+蓄能调峰的多能互补的能源站方案，能够实现100%的清洁能源供冷、供热和供电。

中国能源建设集团有限公司（中国能源建设股份有限公司，简称“中国能建”）是国务院国资委管理的特大型中央企业，是2015年12月10日在香港H股上市的国际化企业集团，是从事能源与电力工程规划咨询、勘测设计、工程建设、装备制造、投资运营于一体的全产业链、全生命周期的全球最大的电力工程企业之一，也是世界500强的重要成员。
中能建地热有限公司是中国能建集团践行绿色发展理念组建的区域能源开发平台。公司以地热核心技术为支撑，多能互补、区域开发，通过技术研发、系统集成、投资建设运营（包括PPP、BOT、BOO、EPC等），为地方政府、区域开发商提供全产业链一站式可再生能源综合解决方案，全方位满足清洁能源供电、供热、供冷需求。