潍坊市人民政府办公室关于印发《潍坊市可再生能源建筑应用专项规划(2009

　　潍坊市从九十年代末开始发展地源热泵应用工程，由于其突出的节能、环保、运行费用低等优点，发展速度很快。由于潍坊市浅层可利用地能的多样性，当地应用浅层地能的形式多种多样，包括土壤源、地下水源、污水源、热电厂余热在内的大多数浅层地热能，在潍坊市内均有不同程度的应用。近几年全市已建或在建的地源热泵供暖（冷）面积已达176.16万平米，其中应用土壤源热泵系统的建筑共75.46万平方米，应用地下水源热泵系统的建筑共70.7万平方米，应用热电厂余热地源热泵系统的建筑共30.0万平方米。在地下水源热泵系统中约有30％为冬夏两用热泵系统。

　　表8.土壤源热泵系统应用项目列表

序号	工程名称	建筑面积（万平米）
1	潍坊地质家园	3.2
2	山东福田重工股份有限公司	2.0
3	潍坊天同·双羊新城	15.0
4	潍坊长宁碧水苑	38.0
序号	工程名称	建筑面积（万平米）
5	天同宏基集团双羊新城	14.66
6	潍坊富鑫置业有限公司	1.8
7	潍坊新北海信息科技工业园	0.8
总计	7家	75.46

　　表9.地下水源热泵系统应用项目列表

序号	工程名称	建筑面积（万平米）
1	潍坊鲁伟公司龙居园小区	10.7
2	潍坊恒泰建业小区	6.4
3	潍坊歌尔声学股份有限公司	2.0
4	潍坊爱雷特会所	0.7
5	潍坊恒泰又一城	2.0
6	潍坊澳龙海鲜	0.3
7	潍坊美珂化纤	0.6
8	潍坊市人民医院空调工程	10.0
9	潍坊盛泉小区	3.0
10	潍坊安顺小区	5.0
11	寒亭区法院办公楼，宿舍区	3.0
12	潍城区直机关宿舍	14.0
13	滨海小区	7.0
14	潍坊东方春天-南区	3.2
15	潍坊东方春天-北区	2.8
总计	15家	70.7

　　表10.热电厂余热地源热泵系统应用项目列表

序号	工程名称	建筑面积（万平米）
1	华潍热电有限公司	30.0
总计	1家	30.0

　　海水源热泵系统、污水源热泵系统应用项目暂无。

5. 可再生能源建筑应用发展潜力

　　5.1.太阳能建筑应用发展潜力
　　5.1.1.太阳能热水建筑一体化系统
　　根据《潍坊市（2008～2012）住房建设规划》和《潍坊市城市总体规划2006～2020》，城区2009～2015年计划新建建筑面积4055.5万平方米，其中，各类住房总建筑面积2581.6万平方米。建设各类公共建筑总面积1473.9万平方米。
　　从当前全国建筑发展趋势可以看到，由于城市的迅速发展，潍坊市中心区域也得到迅猛发展，基本已经成为潍坊市主要的商业、文化、教育中心，因此中心城区可供开发的面积相对紧张，这在全国范围内也是普遍现象。于是新建建筑以高层建筑为主，容积率较高，能够用于安装太阳能集热器的屋顶、阳台等部位的面积较少，并且部分小区的物业管理公司考虑到建筑整体美观性，对住户在屋顶安装太阳能热水器有严格限制，因此太阳能可用面积约为总建筑面积的4%左右。在本规划期内，潍坊市能够用于安装太阳能集热器的建筑面积在162万平方米之间，可安装太阳能集热器采光面积达81万平方米。经计算，潍坊当地使用太阳能热水系统，与电热水器相比，每平方米太阳能集热器每年可替代216公斤标准煤；使用太阳能采暖系统，与区域锅炉房相比，每平方米太阳能集热器每年可替代114公斤标准煤。则在本规划期内可安装的太阳能集热器用于生活热水，每年能够替代标准煤17.5万吨，可减排二氧化碳46.6万吨，可减少二氧化硫排放0.4万吨，可减少烟尘排放0.9万吨。用于采暖，每年能够替代标准煤9.2万吨，可减排二氧化碳24.5万吨，可减少二氧化硫排放0.2万吨，可减少烟尘排放0.5万吨。
　　5.1.2.　太阳能光伏系统
　　太阳能光伏目前已经可以成功的应用于城镇公共区域的照明，2008北京奥运村道路两旁90%使用了太阳能光伏照明灯。太阳能光伏照明技术和应用环境已经成熟，可以在高速公路上远离城市电网的服务区中建设光伏电站，用于紧急电话系统、视频监视器、警示灯等。我国沿海从南到北基本实现航标太阳能光伏电池化，公路上的警示灯、信号灯、标志灯等均得到了很大发展。
　　目前，太阳能光伏原材料生产的部分关键技术在国内已经突破，太阳能光伏系统的价格逐渐下降，但依然相对较高，不太适合广泛推广，但可以在城区标志性建筑、道路、公园等公共区域设置，作为示范工程。在资金允许或有相关项目、财政的补贴支持下，可以适当发展户用光伏发电系统和小型光伏电站。
　　5.1.3.太阳能采暖系统
　　考虑到以对流散热为主的普通散热器采暖效果不够理想，舒适性和卫生条件欠佳，所以利用太阳能进行地板辐射采暖更加适合实际情况。地板辐射采暖热媒温度一般要求低于60℃，供回水温差为5℃～10℃。根据目前太阳能集热器的实际使用情况，冬季潍坊的集热温度能达到45℃，因此，采暖系统供回水温度可采用45℃/35℃。
　　太阳能地板辐射采暖系统必须稳定连续、安全地运行。潍坊区冬季室外气温较低，太阳能集热系统有冻结的可能，所以集热器内循环介质中最好加入防冻液或者采用防冻油等，这样就必须采用间接式系统，即太阳能集热系统和采暖系统利用换热器进行热量交换。由于太阳能自身的周期性特点，太阳能地板辐射采暖必须配备相应的蓄热水箱（蓄热水箱是最经济、最简单的蓄热设备）和其他辅助热源，以保证阴雨天及夜间系统的正常运行。为了保证系统的正常运行，系统还必须配有自动控制系统，以控制太阳能系统和辅助热源之间的切换和采暖房间温度的稳定。
　　太阳能地板辐射采暖系统在既有建筑改造中施工困难较大，需要对整个房间的地板进行重新施工，实用性不高，因此该系统主要应用于新建的节能建筑中。在采暖季，采暖期平均温度为～9.1℃，按照低温（45℃左右）采暖系统考虑，国产较高水平太阳能集热器效率在40%左右，太阳能可提供采暖能耗的25%左右，太阳能采暖的节能潜力巨大。
　　太阳能采暖系统在冬季用于采暖，在非采暖季可以用于加热生活热水，由于一般采暖负荷要比热水负荷较大，因此，按照采暖要求确定的集热器采光面积可大大满足非采暖季热水的需求，热水保证率经常可达100%，全年平均太阳能热水保证率可达60%以上。
　　5.1.4.太阳能空调系统
　　目前国内已有部分城市在一些生态岛、生态建筑中采用太阳能空调技术，仅作为技术示范项目。一次性投资费用偏高仍然是困扰太阳能空调普及推广的主要问题，在经济上还难以与电压缩式空调或燃油、燃气驱动的吸收式制冷机方案相竞争。
　　太阳能空调的推广应用不仅需要有对节能环保事业的热忱和政府的扶持政策补贴，而且需要积极地从太阳能空调应用中影响效率和成本的实质性技术问题着手进行创新，使太阳能空调真正大量推广应用，以获得良好的社会、经济和生态效益。
　　5.1.5.小结
　　（1）技术发展成熟度相差较大
　　多种太阳能利用技术由于应用的方式不同、发展的时间长短不同，截止目前为止，成熟度差异较大。以太阳能热水建筑一体化系统技术和应用最为成熟，在全国的城市和农村得到了非常广泛的应用。太阳能光伏系统虽然具有很好的应用前景，是未来全球范围内替代石化能源的主要应用方式，但能量转化效率较低一直是制约其大范围内推广的首要因素，以硅片为载体的光伏电池制造技术，其理论极限效率为29％。近年来由于一系列新技术的突破，硅太阳能电池转换效率产业化水平单晶16%～18％、多晶15%～17％，按目前的晶体硅电池效率路线图与电池技术，提升效率的难度已经非常大。仅在发达国家使用面积相对较大，在国内仅作为示范性工程小范围内使用。太阳能采暖系统的技术相对成熟，在地理位置和经济性较好地区可以推广。太阳能空调系统的技术路线中已经基本形成，但成本高是致命弱点。
　　（2）经济性差异较大
　　经济性主要依赖于技术成熟度水平。这几种太阳能的利用方式中，由于技术并不成熟，太阳能光伏系统和太阳能空调系统的成本相对较高，即使在经济较为发达的城市来说，也很难推行。太阳能路灯每盏价格一般在1万元左右，每盏草坪灯、庭院灯则在3000～5000元左右，太阳能光伏发电系统造价较高，在2008年开始下调，目前在3万元/kWp。太阳能空调系统造价一般在800～1000元/建筑平方米，是常规空调系统造价的3倍左右。
　　太阳能热水建筑一体化系统在国内的相关产业近年来已经得到迅速发展，市场化程度较高，应用成本已经降低到大众可接受水平，于是在全国范围内得到了广泛的应用，其中太阳能热水建筑一体化系统在某些城市的普及率已经非常高。太阳能采暖系统虽然技术成熟，但由于采暖负荷较热水负荷大很多，需要的太阳能集热器面积较大，因此建造成本下降的空间不大。但合理设计的太阳能采暖系统的运行成本与传统集中供暖系统对比，有很大优势，从全寿命运行的角度而言，太阳能采暖系统的价格优势比较明显。
　　（3）地区适用性差异较大
　　太阳能热水建筑一体化系统属于分布式热水供应系统，需要面积小，成本地，在全国太阳能资源相对丰富地区的城市和村镇都适合使用。
　　由于太阳能光伏发电系统总发电量较大时，系统效率较高，并且光电转换效率低，因此在太阳能资源丰富且幅员辽阔、人口稀少的沙漠、高原地区可以使用。
　　由于造价较高，但不需要配置电网，太阳能照明系统更加适用于偏远地区军事、通信、高速交通信号等重要用途和城市公园、主干道等标志性区域的示范。
　　太阳能采暖系统由于施工要求，不适合用于既有建筑的改造，一般用于新建建筑。而且该系统需要太阳能面积较大，成本较高，在城市和村镇都需要结合当地实际情况使用。
　　（4）适宜应用的太阳能资源类型
　　综上所述，太阳能属于分布式能源，从经济性、技术成熟度等多方面考虑，太阳能热水建筑一体化系统是目前最适合潍坊市应用的太阳能资源利用形式。其他应用方式需要结合当地实际情况，分析经济性和节能性，综合考虑之后进行选择。
　　5.2.浅层地能发展潜力
　　5.2.1.土壤源热泵系统
　　需要经过实地的热响应试验才能获得有效的基础数据进行可行性分析。由于地层地质的区别，数量较少的独立试验很难具有代表性，而且热响应试验时间较长，因此仅在实地调研前可以通过热响应试验，了解对该项目的地质情况。
　　据《潍坊市中心城区浅层地热能资源评估（土壤源）》的结果，潍坊市区有760.8平方公里地质体适宜采用土壤源热泵，占城区总面积的34%。
　　下面给出地质分区的适用性评价。
　　（1）I区：该区域第四系沉积地层厚度平均为8米，8米以下为玄武岩和粘土岩，厚度大于50米，且100以上含水层厚度3米，根据《浅层地热能勘察评估规范（审批稿）》，该区域不适宜竖直地埋管换热方式。
　　（2）Ⅱ区：该区第四系地层平均厚度为15米，以粉质粘土、粉细砂、中粗砂为主，含水层厚度为11米，无卵砾石分布，15米以下为玄武岩层，厚度大于50米，是竖直地埋管换热方式较适宜地区，本区实地钻孔热物性实验显示，该区100米以上周围岩土体平均导热系数在1.0-1.3之间。
　　（3）Ⅲ区：该区第四系地层平均厚度约25米，以粉土、粉细砂、粉质粘土、中粗砂为主，含水层厚度为19米，无卵砾石分布，25米以下为玄武岩层，厚度大于50米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在1.1-1.40之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（4）Ⅳ区：该区第四系地层平均厚度约17米，以粉土、粉细砂、粉质粘土为主，含水层厚度为11米，无卵砾石分布，17米以下为玄武岩层，厚度大于50米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在0.95-1.25之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（5）Ⅴ区：该区第四系地层平均厚度为10米，以粉质粘土、粉细砂为主，含水层厚度为7米，小于10米。7米以下为玄武岩层，厚度大于50米，根据浅层地热能勘察评估规范（审批稿），该区域不适宜竖直地埋管换热方式。
　　（6）Ⅵ区：该区第四系地层平均厚度约40米，以粉土、粉细砂、粉质粘土、中粗砂为主，含水层厚度为34米，40米以下为玄武岩层，厚度大于80米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在1.25-1.50之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（7）Ⅶ区：该区第四系地层平均厚度约35米，以粉质粘土、粉土、粉细砂、中粗砂、粘土为主，含水层厚度为37米，40米以下为玄武岩层，厚度大于80米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在1.3-1.55之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（8）Ⅷ区：该区第四系地层平均厚度约20米，以粉土、粉细砂、粉质粘土为主，含水层厚度为17米， 20米以下为粘土岩层，厚度大于50米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在0.9-1.2之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（9）Ⅸ区：该区第四系地层平均厚度约60米，以粉质粘土、粉细砂、粉土、粘土为主，含水层厚度为54米，60米以下为玄武岩层，厚度大于100米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在1.6-1.8之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（10）Ⅹ区：该区第四系地层平均厚度约80米，以粉质粘土、粉土、中粗砂为主，且相间分布，含水层厚度为76米，80米以下为玄武岩层，厚度大于120米，本区实地钻孔热物性实验显示，100米以上周围岩土体平均导热系数在1.8-2.0之间，是竖直地埋管换热方式较适宜地区。
　　（11）滨海区为第四系滨海沉积物及冲洪积沉积物厚度120.0m以上，含水层厚度为76米，地层从上到下为填土、粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉土夹粉质粘土、粉质粘土、粉土、粘土、粉土……往下粘土与粉土层交替分布，含水层的厚度大于30米，岩土体平均导热系数在1.3-1.5之间，是竖直地埋管换热方式适宜地区。
　　5.2.2.地下水源热泵系统
　　5.2.2.1.适宜区
　　根据潍坊的水文地质条件，按照以下原则确定适宜区：
　　（1）单位降深涌水量不小于300 m³/（d.m）；
　　（2）从静水位至含水层下伏的隔水底板的厚度不小于10米；
　　（3）含水层以中砂以上的砂层为主，或是富水性较好的第三系玄武岩；
　　（4）含水层有较好的可灌性。
　　根据上述确定原则，潍坊市区的适宜区主要分布在奎文区和潍城区东部、寒亭区西部、坊子区西北部、高新技术开发区西部、经济技术开发区东部。
　　滨海经济区地下水资源贫乏，含水层全部为粉砂和细砂，回灌的可灌性不好，不适宜建设地下水源热泵工程。
　　5.2.2.2.　地下水热能储量
　　市区根据适宜区的地层结构及含水层状况可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个大区，再细分为十个亚区。分布图详见附图4。
　　Ⅰ区位于适宜区的中部，即白浪河冲积扇的主体部位，以开采第四系含水层为主，砂层分布广泛，普遍可以成井。Ⅱ区位于Ⅰ区东侧，第四系较薄，无含水层，以取用第三系玄武岩中的裂隙水及其底部松砂岩的孔隙水为主，玄武岩厚度不大，风化较好，各地的富水性差异较大。Ⅲ区位于Ⅰ区西侧，第四系砂层零星分布，第三系玄武岩厚度较大，各地的富水性也有较大差异。适宜区中各亚区的面积、含水层计算厚度及热储量计算结果见表11。
　　潍坊市区适宜区共计196.846平方公里，占总规划用地面积245.24平方公里的80.3％。地下水热能储存量17.14×10¹³kJ，相当于585万吨标准煤的总发热量。若可利用量按10%，单位供热耗煤量按20kg/m²，水源热泵系统COP按4.0计算，可供冬季供暖面积约3900万平米。

　　表11.潍坊市区地下水热泵适宜区热储量计算表

各区编号	各区面积（平方公里）	第四系含水层			第三系含水层			热储量合计（×10¹³kJ）
各区编号	各区面积（平方公里）	厚度范围（m）	计算厚度（m）	热储量（×10¹³kJ）	厚度范围（m）	计算厚度（m）	热储量（×10¹³kJ）	热储量合计（×10¹³kJ）
Ⅰ～1	44.573	100～150	115	5.280	50～120	80	3.031	8.311
Ⅰ～2	27.202	50～100	60	1.681	40～80	50	1.156	2.837
Ⅰ～3	27.74	20～50	20	0.571	30～50	40	0.943	1.514
Ⅰ～4	9.343	10～20	10	0.096	20～35	30	0.238	0.334
Ⅱ～1	2.735				100～150	110	0.256	0.2563
Ⅱ～2	17.636				40～80	50	0.750	0.7503
Ⅱ～3	18.442				20～40	20	0.314	0.314
Ⅲ～1	10.717				70～100	90	0.820	0.820
Ⅲ～2	18.027				90～140	90	1.379	1.379
Ⅲ～3	10.431				50～100	70	0.621	0.621
合计	196.846			7.628			9.508	17.136

　　5.2.3.海水源热泵系统
　　潍坊市仅滨海区临近渤海，海岸线长140公里。经过监测，海水夏季平均温度24.3℃，冬季平均温度7.1℃，逐月平均温度详见表12。海水水质二类。

　　表12.海水逐月平均温度表
　　单位：℃

月份	1月	2月	3月	4月	5月	6月
平均温度	-2.5	0.2	5.4	13.2	18.8	23.6
月份	7月	8月	9月	10月	11月	12月
平均温度	26.6	25.4	20.8	14.5	6.6	0.1

　　海水冬季平均温度比室外供热设计温度-8.0℃高15.1℃，夏季平均温度比室外空调设计温度34.0℃低9.7℃，应用条件比较好。另一方面，海水源热泵系统仅利用海水中储藏的热能，所以，可以认为海水中蕴含的热能是无限大的。对于滨海区沿海地带的住宅和公共建筑，供热管网、市政供气管网和供电成本较高时，可以优先考虑采用海水源热泵系统，冬季供暖，夏季制冷，并且不存在取热和排热的平衡问题。国内外滨海城市的很多建筑已经使用海水源热泵系统。
　　但潍坊市滨海开发区海岸地貌以滩涂为主，取水条件较差。从月平均温度分布表中可以看出，虽然冬季平均温度为7.1℃，但12月、1月和2月的海水平均温度已经很低，使用热泵提升热量的效率不高，并不是非常适宜使用海水源热泵系统。
　　5.2.4.污水源热泵系统
　　潍坊市城区现有8座污水处理厂，二级排放水的总量为39万立方米/天，根据监测，夏季污水排放平均温度为24℃，冬季污水排放平均温度为12℃。根据潍坊市冬季室外供暖计算参数和当地现有污水源热泵系统工程经验，取水温差定为5℃，住宅建筑单位面积耗热量为31.2w/m²，污水源热泵系统COP取3.5，不考虑污水处理厂的分布、与建筑之间的合理距离，目前经过处理的污水所具有的热能经过充分提取后，可以为424.3万平方米的住宅建筑供热，其中寒亭区131万平方米，坊子区22万平方米，奎文区109万平方米，高新开发区54万平方米，滨海开发区22万平方米，经济开发区87万平方米。总共可节省标准煤4.61万吨，减少CO₂排放12.3万吨，减少SO₂排放0.12万吨，减少烟尘排放0.23万吨。