地源热泵供能系统在城市绿心森林公园投入使用                       ■记者 董一鸣/摄

        围绕碳达峰、碳中和目标，一系列近零碳项目在北京城市副中心落地，构建起了绿色低碳安全高效能源体系。在城市绿心森林公园，北投集团投资运营的“利用可再生能源”的新型供能系统已经“上岗”，为周边配套建筑送去融融暖意。

        立冬已过，北京室外温度徘徊在10摄氏度左右。走进城市绿心森林公园南门的活力汇，屋内宛若阳春。不少市民身着短袖T恤在打篮球，羽毛球，尽情享受运动的乐趣。这里原本是东亚铝业的老厂房。本着“现状保留、结构加固、内容重构”的原则，北投集团将老厂房进行了再利用，改造成了运动场地，吸引了不少市民前来打卡。人们看到了建筑环境的更新升级，却不知地下还蕴藏奥秘。这里不依赖市政供热，也没有锅炉房和烟囱，能量都在地下悄然运转。由北投集团投资运营的地源热泵供能系统犹如“绿色空调”，利用地热为19213平方米的场馆供热、供冷，实现了可再生能源利用全覆盖。

        “我们制热、制冷的能量主要来源于地下，不仅效率高，而且零排放。”北投集团所属北投生态公司绿色能源事业部副部长潘佳晨介绍，与传统供热方式不同，地源热泵供能系统是通过电力来驱动能量的传递以实现供能。地下200米以内的浅层地表温度基本上常年保持在15摄氏度左右，地源热泵供能系统利用大自然的这个特性，通过换热管换热实现地上建筑和地下土壤的能量交换。

        据介绍，地源热泵供能系统主要分为三个部分：地埋管系统，地源热泵机房系统和室内采暖空调末端系统。三个系统之间以水为介质进行热量的传递。循环水从地埋管里“走”一圈，就可实现与土壤的热交换。在冬季，把土壤中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季把室内的热量取出来，释放到土壤中去，为室内制冷，大大降低了建筑的能耗与碳排放。地埋管系统也是占地面积最大的部分，被巧妙地隐藏在地下。“为减少对公园树木绿植生长的影响，我们因地制宜选取在附近的运河故道与河滩上，打了308个换热孔，单孔深达150米，单孔直径在180-200毫米之间，将地下的热能源源不断地传导给地面。”潘佳晨介绍。

        走进地源热泵机房，这里是整个地源热泵供能系统的核心。地源热泵机房内配置了3台热泵机组，其中单台热泵机组制冷量可达691千瓦。眼下的天气对于机组来说可谓轻松应对，只有一台机组投入运行，尚处在低温运行的状态，运动馆内室内温度即可达到18摄氏度。一旦遇到极寒天气，热泵出水水温可升至50摄氏度，由于地源热泵机房距离场馆很近，馆内温度很快能够提升。

        “地源热泵供能系统具有高效、可再生的特点，可以最大限度利用可再生的地热能，仅通过输入少量电能，即可输出4至5倍电能的热量。”潘佳晨介绍，“我们还利用消防水池作为蓄冷水池，在夜间低谷电力时段将建筑物所需空调冷量生产并储存起来，充分利用了谷电优势。”

        在面积超过11平方公里的城市绿心森林公园，类似这样的地源热泵机房大大小小共有8处。为此，北投集团还配套开发了智慧能源管理平台，每个配套建筑的实时能耗，以及地源热泵机房的机组运行数据在平台上一目了然，以此实现系统的实时监测与远程调控，最大化优化能源系统运行，实现节能低碳目标。目前，8个地源热泵机房日常运行只需要定期巡检，基本实现了智能化运行。

        地源热泵供能系统不仅节能高效，由于其不直接消耗任何化石能源，没有直接排放，环保意义同样亮眼。截至目前，城市绿心组团内所有建筑都采用地源热泵、光伏和储能等绿色能源技术，实现能源互补，可再生能源利用率达到了41.2%。相关数据显示，通过采用地热+光储综合能源系统，北京城市副中心绿心公园每年可减少二氧化碳排放1.1万吨，相当于约20平方公里森林（1.7个城市绿心森林公园）每年的固碳量。

        潘佳晨介绍，与集中式城市热网供能相比，地源热泵供能系统不需要市政管道铺设，热源更靠近供能主体，减少了热量输送耗散。地源热泵供能系统还可以同时满足供热供冷需求，更加适合分布式供能，可保障城市能源系统安全运行，提升能源供给的灵活性。结合智慧能源管理平台，可进一步提升供能智慧化水平。

        据悉，北投集团目前运营、在施以及推进的绿色能源项目供能面积达到370万平方米以上。在城市绿心森林公园西北角的三大建筑——北京城市副中心剧院、图书馆、博物馆及共享配套设施，将同样采用地源热泵系统提供所需冷、热，预计2023年投入运行，届时城市绿心森林公园内绿色供能面积将达近45万平方米。