2003年—2006年初，我公司参与了北京某县城区供热的工作，并在该县市政管委组织的研讨会上就该县城区供热方式阐述了观点。由于当时该县尚未进行供热规划，因此本文供热方式比较的基础是当地供暖部门提供的2005年底县城区域供暖建筑面积和对热负荷发展状况的推测数据。
一、供热现状（至2005年年底）
根据“某县新城现状热负荷调查表”，该县城区现有供暖建筑面积435.15×104m2。主要供热方式为分散的小型燃煤锅炉与地热供暖。县城区域内现有燃煤锅炉房39座，供暖面积394.3×104m2，占供暖总建筑面积的90.61％；现有地热供暖面积40.85×104m2，
占供暖总建筑面积的9.39％。
二、热负荷
1．计算供热面积
现有（2005年底）供暖建筑面积为435.15×104m2，其中地热供暖面积40.85×104m2。
县城区域供热面积发展推测：近几年新增建筑面积有可能达到～160×104m2，其中可能采用地热供暖的建筑面积～40×104m2左右。
县城区域现有供热面积以及推测近期发展供热面积之和为595.15×104㎡。
2．供热指标
某县城区以70～80年代建筑居多，能耗标准很高。根据采暖空调有关规范，结合该县城区实际情况，商场、工厂、体育馆、电影院等大型公建的采暖热指标取120W/m2，办公楼、写字楼、宾馆等公建的采暖热指标取93W/m2，住宅采暖热指标取64W/m2。供热指标中均已包含热损失。
3．热负荷（见表1）
根据下表中的热负荷计算，除地热供暖建筑以外，县城区域采暖总热耗量为372.93MW。
三、各种供热方式的特点
城市供热与人们的生活息息相关。我国实行的城市供热方式主要有城市集中供热；分散小型燃煤、燃气、燃油锅炉房供热；直接电采暖（电暖气、电热膜、电锅炉）；深井地热采暖；地能地源热泵采暖等等，各种供热方式各有利弊，也各有适应范围。
1．城市集中供热
城市集中供热主要由政府或企业投资建设大型热电厂或集中供热厂供暖，具有良好的规模效益。集中供热热效率高，污染物排放较分散供热大为降低，是目前城市供热方式中最经济、较环保的主流方式和上佳选择。
2．小型燃煤锅炉房供热
小型燃煤锅炉房供热曾经是我国城市的主导供暖方式，运行费用不高，但能源利用效率极低，对环境污染严重，目前在各大城市已相继被淘汰，原有的一些小型燃煤锅炉房也逐步由其它供热方式替代。
3．燃气锅炉房
天然气作为清洁能源在部分大、中城市推广使用，燃气供暖能够在很大程度上减轻污染。但是这种供暖方式运行费用高，受制于燃气管网的建设，近两年不断出现“气荒”现象。天燃气作为稀缺的高品级能源，应用于供暖这类低品级能源利用，是一种资源的浪费。因此燃气供暖只能在有条件的城市占有一定的比例。
4．燃油锅炉房
燃油供暖运行费用大约是燃煤供暖的3～4倍，因此一般仅作为替代燃煤供暖的过渡方式。其污染程度较燃煤供暖低但较燃气供暖高，所使用的也是稀缺能源——石油产品，同样属于非主流供热方式。
5．深井地热
深井地热受制于地热资源的分布，不具备大面积推广的条件。地热资源埋藏较深，一般在2000－5000米，因此打井费用极高。同时，深井采热可能对地下水造成污染，并有可能对地质结构产生影响，因此各国都限制使用深井地热的采暖方式，在北京市城区地热井开采的控制距离为1.5km，即已开采的地热井周边任何方向1.5km范围内不允许另行开采地热井。
6．浅层地能（热）
浅层地能（热）是指在地下几十米至几百米的区间内蕴藏的热量，具有储量巨大、分布广泛、可以再生的优点，但也同时伴有品位较低（一般<25℃）和难以收集的缺点。它基本不受地域和气候的影响，基本温度相对恒定，储量巨大，在建筑供暖绿色新能源中是最为现实、最有前途的能源。
7．直接电采暖
电是较高品级的能源，热是较低品级的能源，因此，任何方式电采暖（制冷）都是能源的浪费，直接表现为运行费用极高，是燃煤供暖的4倍（未使用低谷电）。虽然电采暖对使用地区的污染极低，但会造成电厂负荷加重，发电生产过程污染增加。
8．太阳能
太阳能是最清洁的能源，但在使用中最大的不足是供应不稳定，受天气变化的影响大。尤其在能源需求量大的冬季，无法提供必需的能源供应，必须采取辅助加热装置。因此，大规模太阳能采暖在现阶段具有很大的局限性，目前只在小型建筑采暖或生活热水系统作为补充热源，而且投资较其他供暖方式要大。
四、优化能源结构
1．供暖系统采用新能源的必要性
中国传统的能源有石油、天然气、煤炭等。受国家的经济发展状况和能源政策的影响，在相当长的时期中，北方冬季取暖一直采用燃煤锅炉。从二十世纪八十年代开始，伴随着中国国民经济的腾飞，各种能源的消耗也是惊人的。其中基础能源——煤炭在为经济发展保驾护航的同时，对公共健康和环境的损害也是显而易见的。所以在二十世纪九十年代以后，对于供热能源结构开始进行了新的尝试和探讨。
中国经济发展的进程中，能源的消耗是必不可少的，而我们赖以生存的环境也必须悉心呵护，发展清洁能源、可再生能源是我国经济持续稳定发展的必要保证。随着对国民经济可持续发展的认识和公众环保意识的提高，世界和中国能源利用的结构都在转变，从原有的煤、石油取暖过渡到利用天然气、生物质能等清洁能源。北京作为大气污染最为严重的城市之一，其治理大气污染的政策中就包括以煤改气为主的能源结构调整。为解决北京每年燃烧近3000万吨标准煤造成的环境污染问题，市政府采取了引进天然气、以气代煤，鼓励使用燃油锅炉等多项措施。但天然气的引进量到2010年达到规划的30－40亿立方米后，也仅相当于300多万吨标准煤，仅占年煤耗的百分之十几。根据这个进度，北京的天然气供应量还是不足的，该县天然气能源更是紧缺，目前不具备接入天然气管网的条件。
燃油锅炉供暖的燃料费约是燃煤锅炉的3～4倍，其运行费用约是水源和地能地源热泵机组运行费用的2倍多。大规模供热采用燃油锅炉供暖极不经济，且与地热采暖相比，同样存在大气污染问题。
虽然替代能源可以部分解决大气污染的问题，可是天然气和石油等都属于不可再生的能源，从可持续发展的角度看，必须提高能源利用效率或者寻找可以再生的能源，地能地源热泵机组由此应运而生。
2．地能地源热泵技术的特点及与深层地热的比较
地能地源热泵是利用地下水源、土壤源以及污水水源等贮存的能量作为冷热源，进行能量转换的供冷、暖空调系统。地下水源、土壤源等贮存的能量是近乎无限的可再生能源，因此，地能地源热泵技术当之无愧的成为可再生能源的一种形式。
地能地源热泵技术利用水源、土壤源以及污水水源中贮热（冷）的能量转换过程，只是交换了热量，不会引起区域性的地下以及地表水污染和土壤污染，其生产过程污染物近乎零排放，可以说地能地源热泵是一种清洁能源方式。
土壤冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的采暖热源和空调冷源。地能地源热泵系统充分利用了水源、土壤与环境空气的温差以及其中蕴涵的热（冷）量，单机制热、制冷系数可达3.5～5.0，而空气源地能地源热泵的制冷、制热系数通常为2.2～3.0，因而地能地源热泵系统的能量利用效率要比传统的空气源热泵高出40%以上。其运行费用为普通中央空调的50～60％。近年来地能地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地能地源热泵市场也日趋活跃，已经成为当今最有效的供热和供冷空调技术。地能地源热泵技术对土壤与土壤与水源贮存的能量的开发及其较高的能源利用效率、近乎为零的污染物排放完全符合我国节能减排的可持续发展理念。
浅层地能（热）与深层地热（能）的比较见下页表2：
某县以“生态立县”为发展战略，所以应注重地下清洁能源的利用。但该县地热蕴藏量只能供65万平方米建筑采暖，2005年以前已有25万平方米建筑采用深层地热采暖，所以深层地热发展潜力不大。因此新能源的利用应重点发展地能地源热泵，而不是深层地热。
3．地能地源热泵系统的经济性与技术适用范围
地能地源热泵系统建设初投资与燃煤供暖相比年运行费用较高。
以供暖系统为例，按某县采暖季150天，平均电价0.56元/kWh计，地源热泵与集中供热的投资与运行费用见下页表3： 由上表可见，地能地源热泵系统初投资是集中供热工程的2.13倍，采暖季运行费用约为集中供热工程的1.67倍，这也是它的应用受到一定程度制约的主要因素。
宾馆、写字楼、企事业办公楼、大型商业设施等有供暖和制冷需求的建筑，由于设备的年利用时数较高，初投资回收较快；如果同时供应生活热水，效益更为显著。因此，对于兼顾采暖、制冷和生活热水供应的公共建筑，地能地源热泵系统是非常理想的热（冷）源。
但是住宅及其他大量只需冬季采暖的建筑，如果采用地能地源热泵系统，由于采暖运行时间短，投资回收时限就很长，在经济性方面并不理想。
特别是对于仅有冬季供暖且现有室内采暖系统采用普通散热器的建筑，冬季采暖采用地能地源热泵系统，还存在一些工程技术问题：
（1）现在一些所谓的高温地能地源热泵系统出口温度并不能满足普通散热器的供水温度要求，使室内供暖温度不能保证；
（2）地能地源热泵系统的供回水温差较小，一般为10℃，而原有建筑采暖系统设计的供回水温差一般为20-25℃，二次采暖热水管网及室内普通散热器必须进行增容改造才能适应地能地源热泵系统。
据了解，采用普通散热器的建筑物在某县现有采暖用户中占有相当比例，因此这些建筑物如采用地能地源热泵供暖其内部采暖系统改造的费用也是比较可观的。
而对于高档住宅和宾馆、写字楼、商业设施等公共建筑，如果建设资金充裕，建设标准要求有冬季采暖、夏季制冷以及生活热水供应，则应大力推广这种绿色新能源；实际上，目前某县采用地热供暖的建筑物全部为医院、政府机关等公共建筑，而且基本上为新建设施，不牵涉供暖系统改造的问题。
