全球趨勢專題 — 地熱篇 : 重視環保 北京奧運場館採地熱能供電

資料來源 : DigiTimes 2008/08/19 - 財經焦點 - 李佳翰/綜合外電http://www.digitimes.com.tw/n/article.asp?id=0000094351_BLC3KI40YI4HRX525BNXE

當北京在2001年爭取申辦奧運會時,便提出了「新北京、新奧運」的口號,承諾將落實「綠色奧運、人文奧運、科技奧運」3大主題。為實現「綠色奧運」,北京市政府提出一系列發展清潔、環保、可再生的綠色能源計畫。此舉也加快了北京市利用綠色能源的步伐,擴大了再生能源的運用。
圖說:即將成為2008年北京奧運羽毛球及藝術體操比賽項目場館的北京工業大學體育館,採用地熱能作為冷暖氣供應來源。圖為該場館整體外觀。2008年北京奧運官網

圖說:即將成為2008年北京奧運羽毛球及藝術體操比賽項目場館的北京工業大學體育館,採用地熱能作為冷暖氣供應來源。圖為該場館內部景觀。2008年北京奧運官網 
 
 
如即將成為2008年奧運會羽毛球及藝術體操比賽場館的北京工業大學體育館,在建造時即要求採用綠色環保材料以及再生能源。鑒於能源在體育館壽命期內的成本投入中佔有相當大的比重,有舉足輕重的地位,因此,該採用何種能源便顯得相當重要。最終,北京工業大學採用了深層地熱資源和淺層地熱資源相結合的模式,搭配熱泵技術,以滿足體育館冷暖氣的需求。

地熱能運用可溯及秦朝

人類對地熱的認識和利用有很悠久的歷史了,早在秦朝時,秦始皇就學會了利用溫泉洗澡。之後,還學會了利用灼熱的火山石來燒烤食物、利用火山蒸氣來蒸熟食物。不過,由於古人缺乏現代化的設備,對於地熱的運用也只限於地面可顯見的熱氣或溫泉。

而現今運用地熱能則多採2種方法,一種是地熱取暖,一種是地熱發電。只要將滾燙的地下水或水蒸氣由地底以管道接上來,就可進行取暖。而地熱發電則是將地熱所產生的蒸氣推動渦輪機來發電。

地熱資源具有清潔、環保、節能、可再生的優點,但同時也具有受區域地質條件限制的缺點,所以並不是任何地方都具有可供利用的經濟的地熱資源。不過,在可取得的區域,地熱能已被廣泛採用,也被喻為未來建築利用的主要能源之一。

得天獨厚 北京市地熱能充沛

地理勘測證明,大陸擁有豐富而廣泛的地熱資源,已發現的地熱資源區便高達3,200處、已開發2,000多座地熱井,其中有255座具有高溫地熱發電的潛力。據估計,大陸地熱資源的總發電量可達580萬KWh(千瓦/小時),其中卻僅開發了3萬KWh。

而根據資料顯示,北京市地熱資源豐富,地熱資源開發前景看好,更是全球6大可開發利用地熱資源的首都之一。

不過,儘管地底深處的熱能取之不盡,但卻需經由熱水才能開發出來,也因此,必須對地下熱水資源進行保護。北京市國土資源局地熱處已經規定,開發北京地熱資源同時,必須進行地熱水回灌,以防止地下熱水資源的枯竭。

由於北京式地熱能充沛,因此在建造北京工業大學體育館時,便將地熱示範工程規劃在內。北京工業大學體育館總建築面積佔24,383平方公尺,該項工程開鑿深層地熱井3處,其中2處為開採井、1處為回灌井,平均深度約達1,600公尺,平均每天出水量超過2,000公升。

目前工程已完成,體育館供暖、冷氣系統為一套智慧遠端操控系統,採用先進的深層地熱技術和水源空調技術。供暖時,從深層地熱開採井中提取溫度較高的地熱水,直接經過板式換熱器將部分熱量交換給風機盤管中所用的供暖用迴圈水,解決體育館供暖熱源;供應冷氣時,則由淺層水源空調開採井中提取溫度約15℃的淺層地下水,經過熱泵吸收風機盤管中製冷用迴圈水中的熱量,將迴圈水溫度降低(約為7℃),進而送出冷氣。

據了解,北京市利用地熱資源進行供暖、冷氣的建築面積已經超過了600萬平方公尺,並快速增加中。