全國首個(gè)“近零碳排放區(qū)”在京創(chuàng)建

導(dǎo) 讀

2020年1~11月，北京市細(xì)顆粒物（PM2.5）累計(jì)濃度為39微克/立方米，同比下降7.1%，優(yōu)良天數(shù)達(dá)245天，同比增加30天。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，北京城市副中心PM2.5濃度同比降幅最大，達(dá)17.8%，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大幅改善。這一成果，與城市副中心大力開發(fā)利用地?zé)帷皟赡堋保\層地?zé)崮?、深層地?zé)崮埽?，率先?chuàng)建全國“近零碳排放區(qū)”示范工程有直接關(guān)系。

來到北京城市副中心行政辦公區(qū)，人們能看到風(fēng)格簡樸的建筑群，卻看不到地下蘊(yùn)藏的“大乾坤”。這里沒有鍋爐房和煙囪，沒有中央空調(diào)巨大的室外機(jī)，能量都在地下悄然運(yùn)轉(zhuǎn)。44公里長的管線，河道、綠地下1.1萬多組換熱孔與管線匯集交錯(cuò)，兩座巨型區(qū)域能源站，這些共同組成了貫穿辦公區(qū)建筑群近240萬平方米的“綠色空調(diào)”，實(shí)現(xiàn)了辦公區(qū)使用可再生能源比重達(dá)40%的目標(biāo)。

經(jīng)過北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院（原北京市地勘局）華清地?zé)峒瘓F(tuán)的不懈努力，目前，城市副中心建成了全球范圍內(nèi)單批次最大規(guī)模地?zé)帷皟赡堋崩孟到y(tǒng)，樹立了城市綠色運(yùn)行模式的新標(biāo)桿。

勘查先行摸清綠色能源資源家底

地?zé)帷皟赡堋笔强稍偕木G色能源，具有本地化、儲量大、零排放、可持續(xù)的特點(diǎn)。創(chuàng)建“近零碳排放區(qū)”，地?zé)帷皟赡堋辟Y源夠不夠用？為了摸清家底，原北京市地勘局超前謀劃，主動(dòng)發(fā)揮地質(zhì)工作基礎(chǔ)性、先行性作用。

自20世紀(jì)80年代始，原北京市地勘局就開展了利用地?zé)豳Y源進(jìn)行城市供暖（冷）的積極探索，在地?zé)崮苜Y源的調(diào)查評價(jià)上形成了成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，在開發(fā)利用上形成了地?zé)帷皟赡堋?調(diào)峰的復(fù)合式可再生能源利用系統(tǒng)，建成多個(gè)能源消費(fèi)就地化供應(yīng)工程項(xiàng)目。

2006年，原北京市地勘局成功實(shí)施了用友軟件園大規(guī)模“地源熱泵為主的復(fù)合型地?zé)峁┡?、制冷”?xiàng)目，將調(diào)峰技術(shù)、蓄能技術(shù)與地源熱泵技術(shù)充分耦合，實(shí)現(xiàn)了能源利用的多元化。獲得中國土木工程詹天佑獎(jiǎng)的萬國城MOMA項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了地源熱泵系統(tǒng)施工工藝新突破，開了節(jié)能省地的地源熱泵技術(shù)先河。2008年，該局首次將再生水熱泵冷熱源系統(tǒng)運(yùn)用于奧運(yùn)村建筑中，讓奧運(yùn)村真正實(shí)現(xiàn)了制冷供暖零排放、無污染。此后，上海世博園、北京園博園、大興國際機(jī)場等一大批重點(diǎn)工程項(xiàng)目相繼用上了地?zé)帷皟赡堋薄?/span>

北京大力支持地?zé)帷皟赡堋钡奶剿鲗?shí)踐。為進(jìn)一步擴(kuò)大能源供應(yīng)就地化的規(guī)模，2007年和2013年，原北京市地勘局先后開展了2輪淺層地?zé)崮苜Y源的調(diào)查評價(jià)及綜合利用規(guī)劃研究，初步查明了全市平原區(qū)6900平方公里的淺層地?zé)崮苜Y源賦存條件，評價(jià)了潛力，劃分了開發(fā)利用適宜性區(qū)域，編制了開發(fā)利用規(guī)劃。

2015年5月，原北京市地勘局全面展開了城市副中心規(guī)劃選址前期的“地質(zhì)綜評”工作，在查明活動(dòng)斷裂帶、地面沉降、水土污染等重大地質(zhì)因素的同時(shí)，深入精準(zhǔn)地勘查評價(jià)了該區(qū)域地?zé)帷皟赡堋钡荣Y源稟賦情況，證實(shí)通州區(qū)“兩能”資源條件優(yōu)良，是埋管地源熱泵地質(zhì)條件適宜區(qū)。經(jīng)科學(xué)計(jì)算，該區(qū)淺層地?zé)崮苜Y源可為7177萬平方米建筑供暖、制冷。

2015年該局華清地?zé)峒瘓F(tuán)在城市副中心行政辦公區(qū)鉆探了8個(gè)實(shí)驗(yàn)孔，對每個(gè)實(shí)驗(yàn)孔進(jìn)行了巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)測試，確定了熱物性參數(shù)。2017年，華清地?zé)峒瘓F(tuán)又在該辦公區(qū)成功鉆鑿了5眼優(yōu)質(zhì)地?zé)峋?，出水量及出水溫度均超設(shè)計(jì)參數(shù)，為城市副中心的深層地?zé)峥辈槔锰峁┝擞辛χ巍?/span>

打造“近零碳排放區(qū)”工程典范

2016年4月，北京市政府同意市地勘局提出的在城市副中心行政辦公區(qū)采用地?zé)帷皟赡堋甭氏葎?chuàng)建“近零碳排放區(qū)”示范工程。在各委辦局的大力支持下，該局確立了以一流的綠色標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)一流的示范工程，促進(jìn)地?zé)帷皟赡堋辟Y源永續(xù)利用的目標(biāo)；制定了多源耦合、技術(shù)復(fù)合(地源熱泵技術(shù)、蓄能技術(shù)、調(diào)峰技術(shù)、變頻技術(shù))、地下地上聯(lián)動(dòng)、核心設(shè)備定制等融為一體，建設(shè)“智能熱、冷供應(yīng)系統(tǒng)”的技術(shù)路線。

北京城市副中心地?zé)帷皟赡堋表?xiàng)目于2018年11月北京市級機(jī)關(guān)正式東遷前正式投用。至今，已為150萬平方米的建筑供暖、制冷和提供生活熱水。多項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，副中心綠色運(yùn)行效益明顯，已成為城市能源就地化供應(yīng)的典范。

單批次規(guī)模世界最大

6平方公里內(nèi)的行政辦公區(qū)總建筑面積約380萬平方米，都應(yīng)用了以淺層地?zé)崮転橹鳌⑸顚拥責(zé)崮転檩o、其他清潔能源為補(bǔ)充的能源供給方案，構(gòu)建“1個(gè)智慧管理平臺+6座區(qū)域能源站”的能源供應(yīng)保障體系，地?zé)帷皟赡堋闭荚O(shè)計(jì)熱負(fù)荷的60%，實(shí)際能源貢獻(xiàn)率接近系統(tǒng)的90%。地下管廊能源艙中布設(shè)的400～1000毫米管線總長達(dá)44公里。

“軟、硬件”世界一流

地?zé)帷皟赡堋钡拈_發(fā)利用和規(guī)劃建設(shè)涉及地質(zhì)、暖通、設(shè)備、安裝、市政等多學(xué)科的交叉匹配，是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性、高難度的系統(tǒng)性工作。例如，抗浮設(shè)計(jì)和施工，僅抗拔樁就有800多根。能源站中建有3萬立方米的蓄能水池，容量相當(dāng)于16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池。站內(nèi)安裝的核心設(shè)備都是量身定制，單臺10兆瓦的熱泵機(jī)組共有5臺套，在此類項(xiàng)目單體能源站中規(guī)模最大。

運(yùn)維模式世界首創(chuàng)

建立了地上、地下立體監(jiān)測、聯(lián)調(diào)的智慧控制系統(tǒng)，地下監(jiān)測系統(tǒng)通過各種先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)和方法監(jiān)管著地下熱源的“峰谷變化”，即地溫場的動(dòng)態(tài)變化情況，能源管控平臺根據(jù)地上、地下的大量云數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行，達(dá)到最高效節(jié)能的目標(biāo)。智慧能源管控平臺+地?zé)帷皟赡堋背休d力監(jiān)控平臺=能源系統(tǒng)“最強(qiáng)大腦”，保障了一流的自動(dòng)化控制。

綜合效益世界領(lǐng)先

綠色理念在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益上得到充分體現(xiàn)。1號、2號能源站建成后預(yù)計(jì)每年可為副中心節(jié)約2.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放4.8萬噸。據(jù)項(xiàng)目工程師介紹，一棵生長40年的大樹平均每年可吸收450千克二氧化碳，副中心采用地?zé)帷皟赡堋毕喈?dāng)于多種植了10萬棵樹，可有效改善空氣質(zhì)量。

為城市能源就地化供應(yīng)提供有益借鑒

北京城市副中心項(xiàng)目以地源熱泵為主，博采眾長，多種能源優(yōu)勢互補(bǔ)、節(jié)能高效、安全穩(wěn)定，為城市能源就地化供應(yīng)提供了有益借鑒。

專家評價(jià)，北京城市副中心對節(jié)能環(huán)保理念的倡導(dǎo)與傳播，對低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的實(shí)踐有劃時(shí)代意義。促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化是踐行新發(fā)展理念的生動(dòng)實(shí)踐，在這一進(jìn)程中，地源熱泵等可再生能源技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將持續(xù)推動(dòng)相關(guān)前沿技術(shù)發(fā)展，為城市能源植入“綠色干細(xì)胞”。

北京地?zé)崂脷v史悠久，小湯山地?zé)釡厝睦酶勺匪莸?500多年前的南北朝時(shí)期。而今，北京地?zé)帷皟赡堋辟Y源稟賦潛力大、技術(shù)條件成熟可行。

目前已初步探明，北京深層地?zé)崮茉谄皆瓍^(qū)深度3500米以內(nèi)，井出水溫度大于50℃區(qū)域的面積約2760平方公里，形成10個(gè)相對獨(dú)立又有一定關(guān)聯(lián)的地?zé)崽?，儲存的地?zé)崴繛?80億立方米，可為約3億平方米建筑供暖。北京淺層地?zé)崮軆H平原區(qū)資源量可為約7.21億平方米建筑供暖。截至2018年底，全市共竣工地?zé)峒盁岜庙?xiàng)目超過1300個(gè)，總應(yīng)用面積約5554萬平方米。但地?zé)帷皟赡堋惫┡娣e僅占全市供暖總面積的6.9%，應(yīng)用前景巨大。副中心的成功實(shí)踐，為北京推進(jìn)能源消費(fèi)就地化供應(yīng)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

創(chuàng)建“近零碳排放區(qū)”示范工程，是推動(dòng)首都生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量效益明顯提升的有益嘗試，是推動(dòng)副中心高質(zhì)量發(fā)展，打造國際一流和諧宜居之都示范區(qū)的具體舉措。

在已有成功探索的基礎(chǔ)上，北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院將持續(xù)探索推動(dòng)綠色技術(shù)創(chuàng)新，打造一批具有國際先進(jìn)水平的新能源和可再生能源示范區(qū)，為群眾的美好生活提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品。