用土壤供暖！春夏秋蓄热冬季用，这种方式最“绿色”！

2021年7月9日，在山西省能源局、乡村振兴局及64个地市、县级能源局的指导、支持下，由山西省太阳能协会主办，国际能源网、光热专业委员会、光伏专业委员会、热泵专业委员会承办的“2021年第七届山西清洁能源峰会”盛大召开。会上，国网山西省综合能源服务有限公司董事长乔云廷做了主题报告。

作为国内首个新型太阳能跨季节土壤蓄热供暖供热项目推进者，乔云廷认为，在实现“双碳”目标的众多途径中，能源使用方面，充分利用太阳能无疑是最平衡、最绿色的首选能源。

清洁取暖有了新方案

随着社会和生产力水平的飞速发展，能源与环境问题已成为制约人类社会可持续发展的重要障碍。在我国北方，冬季供暖占到建筑总能耗的30-40%。乔云廷表示，虽然近年来，我国在北方大力推行清洁供暖、煤改电、煤改气、生物质、“太阳能+”以及各类热泵等模式，取得了一定的环境效应，但因其运行成本高、政府补贴压力大、减碳效果不明显等问题依然是制约北方清洁供暖发展的不利因素。

针对这些问题，国网山西省综合能源服务有限公司联合山西省太阳能协会、山西启迪清洁能源科技有限公司、太原理工大学、中北大学等机构，组织专家团队，对现有国内外的太阳能供暖技术，跨季节储热技术及大量实际案例进行了深入的分析研究，提出了“新型太阳能跨季节土壤蓄热供暖技术”，在大量小型试验的基础上，于2020年底在介休市建设了第一个村级规模的试验示范项目，取得了阶段性的成果。据了解，此项目是2020年介休市政府推进冬季清洁取暖的“试验项目”，是国内首例新型跨季节土壤蓄热供暖项目。

据乔云廷介绍，新型太阳能跨季节土壤蓄热供暖技术是利用太阳能集热场，将春夏秋丰富的太阳能进行收集，通过热介质循环系统和中间水箱将热能传导给土壤蓄热体存储；在采暖季节，优先由集热场当期收集的热量向客户供热，不足部分从蓄热池中提出补充（主供热源），到供热后期直供热温度达不到要求供热温度时，系统将启动水源热泵，提升供热温度，整个运行过程由控制系统控制自动完成，边界条件由人机对话设置。

跨季储热有四大原则

乔云廷表示，新型太阳能跨季节土壤蓄热供暖技术在设计时遵循了四大原则：

一是太阳能贡献≥80%，若配置一定（足够）量的光伏发电贡献率可达100%，实现真正的“零”碳；

二是建设成本可承受。与空气源热泵、地源热泵的综合建设成本可比；

三是运行成本低廉，低于城市居民大暖供热费标准，无需政府补贴，无需电网增容；

四是运行可靠、少维护、自动化程度高、寿命长。蓄热体设计寿命30年以上。

“新型太阳能跨季节土壤蓄热供暖技术适用于太阳能资源较为丰富、有土地资源且土层较厚、地下水位较低且居民居住相对集中有一定的规模的地区”乔云廷介绍说。

跨季储热助力“双碳”目标早日实现

乔云廷认为如果能够把非采暖季丰富的太阳能存储到冬季，那将会为客户提供充足稳定的热源，用户对光热的利用将不再受夜晚、阴雨和季节的影响。

介休新型太阳能跨季节土壤蓄热供暖示范项目

新型太阳能跨季节使用的蓄热载体是成本非常低廉的土壤，几乎可以算作“零”购置成本，其稳定性好，有一定的保温性能。乔云廷介绍道：“我们可扬长避短，通过扩大蓄热体体积和增大导热管密度来弥补其热容小和传热性能差的不足。因此土壤是跨季节大规模蓄热材料的最佳选择。高质量的土壤蓄热体服务周期可达30年以上。北方遍地是黄土，遍地有沟壑和非耕地。”

对于太阳能热量能否实现跨季节储存？乔云廷表示：“根据研究结论是能实现的。但前提是蓄热体的体积足够大、保温足够好。我们通过试验与分析计算，在一定的体积和保温条件下，180天的热耗散率不会超过10%。”

最后，乔云廷充满自信地说：“我们相信通过这项技术的推广应用，加上农村建筑节能改造，必将很好解决我国北方特别是黄土高原地区广大农村地区居民的清洁供暖问题，助力我国“双碳”目标的实现，为社会做出贡献。”