2010年地源熱泵發展規模

中國產業信息網訊：

        內容提示：地熱是本土化的、可持續和可再生能源。2010年，地源熱泵的利用達到了歷史最大規模。世界地源熱泵的增長遠遠超出了地熱直接利用和高溫地熱發電的發展速度。

        2010年世界地熱大會在印度尼西亞巴厘島剛剛結束，這是國際地熱協會主辦的五年一次地熱盛會，今年大會的主題是“地熱：改變世界的能源”。2010年的大會有85個國家的2500名與會者，達到了歷史最大規模。同時，世界地熱利用，尤其是地源熱泵的利用，也達到了歷史最大規模。世界地熱大會從各國提交的國家報告中，統計、總結了世界地熱發展的總況，這是五年一次最精確的權威統計數字。

        一、世界地熱利用概貌

        地熱發電在27個國家，總裝機容量達到了10751MWe，年發電利用67246GWh，平均利用系數為72%（一年中有72%的時間在工作）。近五年內增長最大的是美國530MWe、印尼400MWe、冰島373MWe、新西蘭193MWe。地熱發電裝機容量和發電量的世界排名前十位的是：美國、菲律賓、印尼、墨西哥、意大利、冰島、新西蘭、日本、薩爾瓦多、肯尼亞。印尼近5年的快速發展使其排名從2005年的第四位升為第三位，與墨西哥對換了位置。地熱直接利用在78個國家，總設備容量達到了50583MWt，年利用熱能121696GWh，平均利用系數0.27。利用熱能量的世界排名前十位的是：中國、美國、瑞典、土耳其、日本、挪威、冰島、法國、德國和荷蘭。在2005年世界地熱大會統計中，瑞典因大力發展地源熱泵，從2000年的第十位一下躍升至第二位；這五年其熱泵發展減緩，與美國對換了位置，美國升為第二名。

        二、世界地熱直接利用數據的分析

        2009年世界地熱直接利用的總設備容量50583MWt，比2005年世界地熱大會的數據（統計截止至2004年）增長了78.9%。這五年的平均年增長率是12.33%。地熱直接利用總設備容量的最大份額是地源熱泵占69.7%，其次是洗浴游泳占13.2%，再次是常規地熱供暖占10.7%，其余溫室、水產、工業、融雪等所占比例很小。

        2009年世界地熱直接利用的能量是438071TJ（121696GWh），比2005年世界地熱大會的數據（2004年）增長了60.2%。近五年的平均年增長率是9.89%。地熱直接利用的能量最大份額是地源熱泵占49.0%，其次是洗浴游泳占24.9%，再次是常規地熱供暖占14.4%，其余溫室、水產、工業、融雪等所占比例很小。

        全球平均的地熱直接利用的利用系數為0.27，即在每年8760小時中的運行小時數為2365小時。這個數字比2005年的0.31和2000年的0.40均有下降，這是因為地源熱泵利用的迅速增長，而地源熱泵的利用系數2009年世界平均值為0.19%。

        三、地源熱泵的飛速增長

        世界地源熱泵的增長遠遠超出了地熱直接利用和高溫地熱發電的發展速度，這是由于地源熱泵節能、減排的優勢被認知和普及，因此吸引了投資商和客戶的眼球。

        2010年世界地熱大會的統計數據，地源熱泵的年利用能量達到了214782TJ（1012焦耳），與2005年世界地熱大會的統計數據相比，五年內增長了2.45倍，平均年增長率達到了19.7%。

        2010年世界地熱大會的統計的地源熱泵的設備容量為35236MWt（兆瓦熱量），其在五年間增長了2.29倍，平均年增長率為18.0%。總之，這是社會和客戶更好地認可了地源熱泵的能力而產生的效果。
世界地源熱泵的應用集中在北美、歐洲和中國。向世界地熱大會報告地源熱泵利用的國家，2000年是26國，2005年是33國，這次2010年是43個國家。

        按美國和西歐典型家用機組的平均容量12kW計算，2010年世界累計裝機294萬套，是2005年的2倍，是2000年的4倍。實際使用的家用機組，有的小至5.5kW，而商業和公用建筑的機組可大至150kW甚至更高，中國生產的特大型單體機組已大于4000kW。

        美國的絕大多數機組按制冷荷載的峰值設計，可以涵蓋全部供熱需求（除北部的州），其平均運行2000小時供暖，利用系數0.23。歐洲的絕大部分機組按供暖基礎荷載設計，并常考慮用化石燃料補充峰值荷載，這樣的機組在北歐國家一年可運行6000小時，利用系數達0.68。但歐洲國家的平均利用約為2200小時。

        地源熱泵的平均能效系數（COP）按3.5考慮，它消耗一份電能（例1kW）的同時，利用了2.5倍（即2.5kW）的淺層地熱能，總輸出3.5kWt熱能，這樣其額定容量（設計效率）是(COP-1)/COP=0.71，即在其輸出功率中利用了71%的淺層地熱能。地源熱泵的制冷應用不作為地熱利用考慮，因為這是將熱量排入了地下巖土體或地下水，但制冷應用替代了化石燃料，減少了溫室氣體排放。

        世界地源熱泵應用的前5個國家是美國、中國、瑞典、挪威和德國。

        四、節能減排效果

        地熱是本土化的、可持續和可再生能源，它替代了其它形式的能源利用，尤其是化石燃料能源。許多國家的地熱利用減少了對進口燃料的依賴，而且對所有的國家都減少了污染，即顆粒物和溫室氣體。

        一桶石油的熱量是6.06×109J，如果這些能量用于發電，效率因子是0.35，即2.121×109J轉化成了電能；如果這能源用于供熱，效率因子是0.70，即4.242×109J轉化成了有效利用的熱能。

        2009年世界地源熱泵利用熱能214782×1012J，若按發電利用考慮，這相當于一年節省了1.012億桶或1519萬噸石油，這相當于全球石油1天半的消耗量，即全球石油年消耗量的0.42%；如果按鍋爐供熱考慮，這相當于一年節省了0.506億桶或760萬噸石油。

        美國勞倫斯實驗室為美國能源部（1997）創立了減排的算法，我們可以用之來計算地源熱泵利用能量的減排效果。算法數據是：石油每1012J的熱等于節省碳62.6噸，每MWh的利用減排二氧化碳817kg。據此，2009年世界地源熱泵利用熱能214782×1012J當作發電考慮時相當于節省碳1343萬噸，相當于減排二氧化碳4872萬噸。

        另外，地源熱泵的制冷利用還節省了1.013億桶或1520萬噸石油，這相當于另節省碳1345萬噸，相當于減排二氧化碳4872萬噸。這樣，2009年世界地源熱泵利用總計節省碳2688萬噸，相當于減排二氧化碳9744萬噸。當這214782×1012J熱能作供熱利