在2010年的上海世博會(huì)上，眾多高新科技給游客留下了深刻的印象，其中最為有名的五大永久建筑之一的世博軸更是賺足了眼球，這個(gè)集商業(yè)、餐飲、娛樂(lè)、會(huì)展等服務(wù)于一體的大型商業(yè)、交通綜合體也是一個(gè)高科技集合體。
　　為什么這樣說(shuō)呢?
　　不知你是否知道，世博軸安裝的空調(diào)系統(tǒng)頗為與眾不同，為了保證空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在世博軸樁基下面居然埋藏著700千米長(zhǎng)的塑料管道，但它并不需要消耗大量的電能，那它是用什么能量供空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的呢?這么長(zhǎng)的管道又是干嘛用的?
　　
　　地?zé)岣淖兪澜?br/>　　
　　2010年4月25日，在印度尼西亞巴厘島召開(kāi)了第四屆世界地?zé)岽髸?huì)。這屆大會(huì)的主題是“地?zé)幔淖兪澜绲哪茉础?。大?huì)發(fā)布的報(bào)告顯示，現(xiàn)今世界地?zé)崂靡呀?jīng)達(dá)到了歷史最大規(guī)模，2009年世界地?zé)嶂苯永玫哪芰勘壬弦粚玫責(zé)岽髸?huì)公布的2004年的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)了60.2％。這樣的成長(zhǎng)形勢(shì)十分喜人，因?yàn)榫G色能源使用量的增加不僅意味著世界經(jīng)濟(jì)在持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也表明相當(dāng)一部分化石燃料，如煤炭、石油、天然氣等被新能源取代了。報(bào)告還顯示，中國(guó)對(duì)地?zé)岬睦昧恳衍S居世界首位。
　　說(shuō)地?zé)崮芨淖兞耸澜绮⒉豢鋸?。我們的地球可以稱(chēng)得上是一個(gè)巨大的熱庫(kù)，其內(nèi)部的總熱能約為地球上全部煤炭?jī)?chǔ)量的1.7億倍，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的潛在地?zé)崮艽蠹s相當(dāng)于現(xiàn)在全球能源消耗總量的45萬(wàn)倍。人們自從發(fā)現(xiàn)了地?zé)豳Y源的巨大價(jià)值之后就在想方設(shè)法開(kāi)發(fā)利用這些資源。
　　作為世界上地?zé)豳Y源最豐富的國(guó)家之一，近20年來(lái)，我國(guó)地?zé)嶂苯永昧渴冀K走在世界前列，如果將我國(guó)利用的地?zé)豳Y源量換算成化石燃料的話(huà)，相當(dāng)于每年減少了近4000萬(wàn)噸=氧化碳排放，這為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念倡導(dǎo)下的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)揮了重要作用。
　　
　　延伸的地?zé)豳Y源
　　
　　雖然地?zé)崮芊浅ＸS富，但并不意味著只要你隨意往地下打個(gè)孔，就能發(fā)現(xiàn)滾燙的熱水。換句話(huà)說(shuō)，地?zé)豳Y源并非均勻分布，地區(qū)差異很大。
　　我們知道，如果按照溫度變化來(lái)劃分，可以將地殼劃分為3層：外熱帶、常溫層和內(nèi)熱帶。外熱帶又被稱(chēng)為太陽(yáng)輻射熱帶，因?yàn)檫@一層主要通過(guò)接收太陽(yáng)輻射熱而增溫的，可想而知它的影響深度不會(huì)很大，平均只有15米左右。這一層以下為溫度常年不變層，我們稱(chēng)為常溫層。常溫層以下幾十公里的地殼，被稱(chēng)為內(nèi)熱帶。內(nèi)熱帶的能量來(lái)源，當(dāng)前人們認(rèn)為主要是由地下放射性元素蛻變放熱及地下物質(zhì)受巨大擠壓而釋放的熱能。內(nèi)熱帶越往地亮深處溫度越高，平均深度每增加100米，地溫將會(huì)增高3℃，但各地區(qū)的增溫率并不相同，有正常增溫區(qū)，也有地?zé)岙惓^(qū)。
　　除此之外，還有專(zhuān)門(mén)用來(lái)衡量地?zé)崮苜|(zhì)量?jī)?yōu)劣的標(biāo)志，如溫度，就像用礦產(chǎn)品位來(lái)評(píng)估金屬礦的貧富一樣。因各地?zé)崽锏臏囟扔懈哂械停藗兙鸵虻刂埔朔謩e加以利用。熱儲(chǔ)溫度較高的水(一般高于150℃)，通常用于發(fā)電、進(jìn)行工業(yè)干燥和工業(yè)熱加工等；溫度稍低的水，既可以用于供暖，也可以混合冷水之后用于沐浴和水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉等。
　　但是，倘若取出的地下熱水溫度太低，則不能被人們直接利用了。想想看，如果其水溫和自來(lái)水差不多，況且它們的水質(zhì)還不一定能比得上自來(lái)水，誰(shuí)還愿意千辛萬(wàn)苦從地下深部將其抽出來(lái)呢?因?yàn)檫@些地下熱水已經(jīng)~--Z-了其原有的價(jià)值?？上驳氖牵S著現(xiàn)代科技的發(fā)展，出現(xiàn)了新的技術(shù)，可以利用起這種溫度較低的地下熱能，從而給能源家族中增添了一位新成員——淺層地溫能。
　　淺層地溫能，顧名思義，就是指一種埋藏在“淺層”的“地溫能”，按照中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)深度通常是地表以下200米范圍內(nèi)，溫度則是低于25℃。
　　現(xiàn)在的問(wèn)題是，這種比我們?nèi)梭w體溫還要低很多的能源，我們?cè)撊绾卫?如果你知道冰箱的工作原理，也就不難理解淺層地溫能是如何被利用的了。要利用起淺層地溫能，離不開(kāi)一種被稱(chēng)為“熱泵”的東西。熱泵是什么呢?大家都熟悉“水泵”吧，它是一種將水從低位抽到高位的機(jī)械，“熱泵”和水泵類(lèi)似，只不過(guò)它傳遞的是熱能。我們居住的室內(nèi)環(huán)境和地層土壤中的溫度始終具有一定的溫差，在冬季時(shí)，利用熱泵可以把地下的熱量“抽”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖；在夏季時(shí)，再把室內(nèi)的熱量“取”出來(lái)，排放到地下儲(chǔ)存起來(lái)。無(wú)論是冬季還是夏季，水都是載體，被加熱后以便用來(lái)儲(chǔ)存熱量。由于電流只能用來(lái)傳熱，而不能用來(lái)產(chǎn)生熱，因此熱泵只需消耗較小的能量便可以提供較多的能量，通常情況下熱泵每消耗1000瓦的能量，用戶(hù)可以得到4000瓦以上的熱量或冷量。由此可見(jiàn)，淺層地溫能在冬季和夏季都可以利用，而且由于這種資源綠色環(huán)保、儲(chǔ)量大、可再生，非常值得大面積推廣使用。
　　現(xiàn)在，你該明白世博軸樁基下埋藏的管道是做什么用的了吧?其實(shí)，它們就是熱泵的一部分，專(zhuān)門(mén)用來(lái)進(jìn)行熱交換的，因其熱源來(lái)自于土地，所以被稱(chēng)為地源熱泵。上海世博會(huì)的世博軸中央空調(diào)系統(tǒng)正是采用這樣的地源熱泵，再加上“江水源熱泵”，巧妙地利用黃浦江水和土壤，既能做到從土壤中提取熱量為室內(nèi)供暖，又能做到將熱量排入黃浦江為室內(nèi)降溫，真正實(shí)現(xiàn)了冬暖夏涼。
　　經(jīng)過(guò)測(cè)算，世博軸采用淺層地溫能制成的綠色中央空調(diào)系統(tǒng)每年可節(jié)約電能660萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于節(jié)約煤炭2640噸，節(jié)水26400噸，能減少5440噸二氧化碳的排放量。
　　
　　開(kāi)發(fā)前景
　　
　　淺層地溫能的開(kāi)發(fā)利用，是近年來(lái)才逐漸被大家所關(guān)注的。雖然曾經(jīng)有段時(shí)間出現(xiàn)過(guò)利用研究的熱潮，但與當(dāng)時(shí)的廉價(jià)化石能源相比，淺層地溫能仍缺乏足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，故而其開(kāi)發(fā)利用長(zhǎng)期停滯不前。
　　直到近年來(lái)，人們逐漸意識(shí)到全球變暖的危害，也就開(kāi)始把注意力集中到綠色能源的研究當(dāng)中。毫不夸張地說(shuō)，除了赤道附近和高緯度地區(qū)之外，其他地區(qū)都可以大力開(kāi)發(fā)淺層地溫能，特別是四季分明的中緯度地區(qū)，我國(guó)大部分國(guó)土正好處在這樣的地理環(huán)境中，潛在淺層地溫能利用價(jià)值巨大。據(jù)專(zhuān)家測(cè)算，我國(guó)地下近百米深度內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量是目前國(guó)內(nèi)發(fā)電裝機(jī)容量4億千瓦的3750倍，地下百米內(nèi)地下水每年可采集的低溫能量也有2億千瓦。
　　目前，處于淺層地溫能研究領(lǐng)先地位的當(dāng)屬北京。據(jù)國(guó)際上近期剛剛開(kāi)展的淺層地溫能調(diào)查評(píng)價(jià)工作表明，北京平原區(qū)淺層地溫能資源潛力中，靜態(tài)儲(chǔ)量為1.9×10¹⁵千焦，折合0.662億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可供暖面積達(dá)9.59億平方米。這里所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)煤是一種比較各類(lèi)發(fā)熱值不同的能源和計(jì)算能源總量時(shí)所采用的綜合換算指標(biāo)，我國(guó)規(guī)定每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29.27兆焦(或7000千卡)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每燃燒1萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，將向大氣排放一氧化碳227噸、碳?xì)浠衔?.5噸、氮氧化物36.2噸、二氧化硫167.2噸，粉塵100余噸。想象一下，如果北京市平原區(qū)地下蘊(yùn)藏的淺層地溫能被充分利用的話(huà)，那將會(huì)減少多少污染啊!
　　
　　責(zé)任編輯：趙