一、世界地?zé)崂酶琶?/p>
地?zé)岚l(fā)電在27個國家,總裝機容量達到了10751MWe,年發(fā)電利用67246GWh,平均利用系數(shù)為72%(一年中有72%的時間在工作)。近五年內(nèi)增長最大的是美國530MWe、印尼400MWe、冰島373MWe、新西蘭193MWe。地?zé)岚l(fā)電裝機容量和發(fā)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(fā)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?zé)嶂苯永迷?8個國家,總設(shè)備容量達到了50583MWt,年利用熱能121696GWh,平均利用系數(shù)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?zé)岽髸y(tǒng)計中,瑞典因大力發(fā)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(fā)展減緩,與美國對換了位置,美國升為第二名。
二、世界地?zé)嶂苯永?a href="http://www.lqkyj.com/news/list-1318.html" target="_blank">數(shù)據(jù)的分析
2009年世界地?zé)嶂苯永玫目傇O(shè)備容量50583MWt,比2005年世界地?zé)岽髸臄?shù)據(jù)(統(tǒng)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?zé)嶂苯永每傇O(shè)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(guī)地?zé)峁┡?0.7%,其余溫室、水產(chǎn)、工業(yè)、融雪等所占比例很小。
2009年世界地?zé)嶂苯永玫哪芰渴?38071TJ(121696GWh),比2005年世界地?zé)岽髸臄?shù)據(jù)(2004年)增長了60.2%。近五年的平均年增長率是9.89%。地?zé)嶂苯永玫哪芰孔畲蠓蓊~是地源熱泵占49.0%,其次是洗浴游泳占24.9%,再次是常規(guī)地?zé)峁┡?4.4%,其余溫室、水產(chǎn)、工業(yè)、融雪等所占比例很小。
全球平均的地?zé)嶂苯永玫睦孟禂?shù)為0.27,即在每年8760小時中的運行小時數(shù)為2365小時。這個數(shù)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(shù)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?zé)嶂苯永煤透邷氐責(zé)岚l(fā)電的發(fā)展速度,這是由于地源熱泵節(jié)能、減排的優(yōu)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?zé)岽髸慕y(tǒng)計數(shù)據(jù),地源熱泵的年利用能量達到了214782TJ(1012焦耳),與2005年世界地?zé)岽髸慕y(tǒng)計數(shù)據(jù)相比,五年內(nèi)增長了2.45倍,平均年增長率達到了19.7%。
2010年世界地?zé)岽髸慕y(tǒng)計的地源熱泵的設(shè)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%??傊?,這是社會和客戶更好地認可了地源熱泵的能力而產(chǎn)生的效果。
世界地源熱泵的應(yīng)用集中在北美、歐洲和中國。向世界地?zé)岽髸蟾娴卦礋岜美玫膰遥?000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(yè)和公用建筑的機組可大至150kW甚至更高,中國生產(chǎn)的特大型單體機組已大于4000kW。
美國的絕大多數(shù)機組按制冷荷載的峰值設(shè)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(shù)0.23。歐洲的絕大部分機組按供暖基礎(chǔ)荷載設(shè)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(shù)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(shù)(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?zé)崮?,總輸?.5kWt熱能,這樣其額定容量(設(shè)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?zé)崮堋5卦礋岜玫闹评鋺?yīng)用不作為地?zé)崂每紤],因為這是將熱量排入了地下巖土體或地下水,但制冷應(yīng)用替代了化石燃料,減少了溫室氣體排放。
世界地源熱泵應(yīng)用的前5個國家是美國、中國、瑞典、挪威和德國。
四、節(jié)能減排效果
地?zé)崾潜就粱摹⒖沙掷m(xù)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?zé)崂脺p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(fā)電,效率因子是0.35,即2.121×109J轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)電利用考慮,這相當(dāng)于一年節(jié)省了1.012億桶或1519萬噸石油,這相當(dāng)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(dāng)于一年節(jié)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(chuàng)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(shù)據(jù)是:石油每1012J的熱等于節(jié)省碳62.6噸,每MWh的利用減排二氧化碳817kg。據(jù)此,2009年世界地源熱泵利用熱能214782×1012J當(dāng)作發(fā)電考慮時相當(dāng)于節(jié)省碳1343萬噸,相當(dāng)于減排二氧化碳4872萬噸。
另外,地源熱泵的制冷利用還節(jié)省了1.013億桶或1520萬噸石油,這相當(dāng)于另節(jié)省碳1345萬噸,相當(dāng)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(jié)省碳2688萬噸,相當(dāng)于減排二氧化碳9744萬噸。當(dāng)這214782×1012J熱能作供熱利用時,算得的數(shù)據(jù)略小。