陈锋1，路小敏2
1.郑州电力职业技术学院，郑州中牟县 451450；
2.郑州云海信息技术有限公司，郑州 450046
摘要 中央经济工作会议2020年12月16日至18日在北京举行。会议确定，2021年要做好碳达峰、碳中和等八项重点工作。在做好碳达峰、碳中和工作方面，会议从根本和源头上作出部署，大力发展新能源，继续打好大气污染防治攻坚战等。地热能具有绿色低碳、无污染、储量大、分布广等特点，采用中深层地热能等清洁能源供暖取代传统化石能源供暖，是十分必要和非常紧迫的，研究其经济性十分必要。
关键词 新能源；多元化；地热能；经济性
地热能是一种绿色、环保、可再生的新型清洁能源。在居民供暖中，可以有效解决居民冬季清洁取暖需求，且其建设周期短，建设方式灵活，可根据居民需求分布式建设，无需等待城市集中供热管网敷设，对改善民生，提高区域居民生活质量与生活水平，提升城市宜居之城环境具有积极的促进作用。
在新型城市基础设施投资建设中，地热能供暖项目也对未来中国经济和产业发展同样具有重要意义。以地热能为主的清洁能源现代化城市智慧供暖体系，对推动新型城市基础设施建设,引导和带动上下游产业链的需求，带来产业的高速发展，助力城市高质量发展，成为智慧城市建设的基础和重要驱动力。
本文通过对河南省某地区地热能供暖系统的技术理论阐述、系统投资建设成本测算、运行收益分析，进而提出更加经济的运行方式。
1 地热能供暖系统原理及运行过程
地热能供暖系统，其原理就是通过开发地热资源获取地热水，再通过梯级利用技术将地热水的热量提取出来用于供暖，并将提取热量后的尾水回灌至地下，整个过程只取热不取水，系统封闭运行，水质不发生任何变化。
全套供暖系统建设内容主要包含地热资源勘探、热源井钻井、系统防腐防垢、梯级利用、低温供暖、同层回灌、地热资源动态监测、供热站房远程自动监控等技术。由图1可知，从热源井提取出的热水，经过旋流除砂器去除水中杂质后，再进入到站房的钛板换热器中，通过板换对二级管网中的软化水进行热交换，最后送入住户室内进行供热。
本系统采用DeST软件平台进行模拟，DeST是建筑环境及HVAC系统模拟的软件平台，该平台以清华大学建筑技术科学系环境与设备研究所十余年的科研成果为理论基础，将现代模拟技术和独特的模拟思想运用到建筑环境的模拟和HVAC系统的模拟中去，为建筑环境的相关研究和建筑环境的模拟预测、性能评估提供了方便实用可靠的软件工具，为建筑设计及HVAC系统的相关研究和系统的模拟预测、性能优化提供了一流的软件工具。
1.1 区域集中供能半径分析
供能半径的大小决定了区域供能系统在室外管网部分的初投资，根据同类项目经验，不同供能半径下，节能率及投资回报年限与区域供能半径的关系如下图所示：
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如上图所示，节能率随着供能半径的增加而减少，投资回报年限随着供能半径的增加而增加。当供能半径在2000m以内时，系统的回收年限在14年以内，节能率为10.3%~14.2%，因此从经济性角度来讲，能源站的最大供能半径可以达到2000m，为了取得较高的节能率，供能半径宜控制在1500m以内。
2 供暖投资及运行经济性分析
以河南省某地市节能建筑（民用住宅）为例计算中深层地热能供暖系统投资及运行经济性分析。住宅总建筑面积21万㎡，总用热面积16万㎡，设计一座供热站房，占地面积约200㎡，居民室内采暖末端自行建设地板采暖。
2.1 供暖项目建设投资分析
项目建设资可以用以下公式表示，
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式中，E为供暖项目的收益（万元），其中E1为城市基础设施建设配套费（万元，供热部分，按平方米计征），为一次性拨付；E2为采暖费收入（万元，按平方米计征）；E3为清洁能源建设奖补资金（万元，按平方米计征），为一次性拨付。
配套费、采暖费、奖补资金根据地域情况不同，费用标准有所不同，项目建设投资靠每年采暖费收入逐年回收成本。
2.3 供暖项目经济性分析
供暖项目经济性，可用投资回收期、内部收益率等表示。
其中，投资回收期可用以下公式表示，
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2.4 供暖项目环境生态效益分析
经测算，该若建设项目可提供200万m2供暖面积，则可切实解决2万户用户的用暖需求，按燃煤锅炉供暖计算经济效益和环境效益（按一个采暖季120天计算，1kg标准煤产生5000大卡热量，一吨标准煤按500元计算，工业锅炉每燃烧一吨标准煤,按产生二氧化碳2620公斤,二氧化硫8.5公斤,氮氧化物 7.4公斤计算）。与传统火电供热相比，其将产生的生态、环境效益如下表所示：
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由此可见，地热能供暖对防治大气污染效果显著。地热供暖项目运行过程中，不产生废气废渣，没有二氧化碳、二氧化硫等污染气体排放,对防治大气污染、治理雾霾起到积极的促进作用。
3 结束语
在2021年全国两会中，“地热能”再次作为热点话题被提起。地热能属于国家政策支持的清洁能源范畴。实施地热能供暖，可提升城市清洁能源供暖比例。
因此，应大力推广新型清洁供热，让屋更暖天更蓝。重视地热资源开发，推动经济可持续发展。
参考文献
[1] 某高校供暖系统经济性分析 ，2021（1）：66-70.
[2] 以地热能及天然气作为冷热源能源的探讨，2007（7）：66-68.
[3] 中深层地热能供暖应用实例，2020（9）：220-221.