在全球積極應對氣候變化、大力推動(dòng)綠色低碳發(fā)展的大背景下，能源領(lǐng)域的轉型與創(chuàng )新成為了關(guān)鍵。傳統能源的大量使用帶來(lái)了諸如環(huán)境污染、碳排放增加等一系列問(wèn)題，促使人們將目光投向更加清潔、可持續的能源形式。其中，地熱供暖作為一種極具潛力的供暖方式，正逐漸嶄露頭角，引領(lǐng)著(zhù)城市更新建設邁向新的時(shí)代。

一、地熱供暖的原理與技術(shù)

地球內部蘊含著(zhù)巨大的能量，地熱能便是其中的一種表現形式。地熱供暖主要通過(guò)兩種技術(shù)來(lái)實(shí)現對這一能源的利用：淺層地熱能技術(shù)和中深層地熱能技術(shù)。

淺層地熱能技術(shù)利用的是地表以下一定深度范圍內（通常為 200 米以?xún)龋┑膸r土體、地下水或地表水所蘊含的熱能。通過(guò)地源熱泵系統，在冬季，熱泵從淺層低溫熱源中吸收熱量，經(jīng)過(guò)電能驅動(dòng)的壓縮機壓縮升溫后，將熱量釋放到室內，實(shí)現供暖；而在夏季，則反向運行，將室內熱量轉移到淺層低溫熱源中，達到制冷的目的。這種技術(shù)具有適用范圍廣、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，能夠在公共建筑、住宅以及工業(yè)建筑中廣泛應用，并且隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，正不斷從城鎮向農村地區拓展。

中深層地熱能技術(shù)則主要針對地下更深層次（一般大于 200 米）的地熱資源。其方式有兩種，一種是通過(guò)抽取地下熱水，直接用于供暖，熱水在完成供暖任務(wù)后，再通過(guò)回灌技術(shù)將其重新注入地下，實(shí)現 “同層等量回灌、取熱不耗水”，這種方式能夠有效保護地下水資源，減少對環(huán)境的影響；另一種是 “無(wú)干擾井下?lián)Q熱、取熱不取水” 技術(shù)，通過(guò)在井下安裝高效換熱器，將地熱能傳遞到地面，進(jìn)而為建筑物供暖，該技術(shù)避免了對地下水的抽取和回灌過(guò)程，進(jìn)一步降低了對地質(zhì)環(huán)境的潛在影響，并且隨著(zhù)成井工藝、井下高效換熱等關(guān)鍵技術(shù)的不斷創(chuàng )新和成果轉化，正逐步走向商業(yè)化開(kāi)發(fā)利用。

二、地熱供暖的優(yōu)勢

（一）高效節能

地熱供暖系統相較于傳統的供暖方式，在能源利用效率上具有顯著(zhù)優(yōu)勢。傳統的對流供暖方式，如暖氣片供暖，熱量在傳遞過(guò)程中容易受到空氣對流的影響，造成大量熱量損失，且熱量分布不均勻，往往天花板處溫度高，地面溫度低，導致相當一部分熱量浪費在無(wú)人活動(dòng)的空間。而地熱供暖采用地面輻射的方式，熱量集中在人體活動(dòng)的高度范圍內，室內地表溫度均勻，室溫由下而上逐漸遞減，符合人體的生理需求，能夠讓人們在較低的室內溫度下也能感受到舒適的溫暖，從而降低了供暖能耗。同時(shí)，地熱能本身屬于可再生能源，其儲量豐富，源源不斷地為供暖系統提供能量，減少了對傳統化石能源的依賴(lài)，進(jìn)一步提高了能源利用的可持續性。

（二）舒適健康

從人體舒適度角度來(lái)看，地熱供暖為人們帶來(lái)了更為舒適的體驗。俗話(huà)說(shuō) “腳暖全身暖”，因為心臟離腳和手的距離最遠，冬季人體最先感覺(jué)到寒冷的部分就是手腳。地熱供暖使得腳部溫度適宜，給人以腳溫頭涼的良好感覺(jué)，這種溫度梯次分布符合人體對溫度的生理需求，有助于改善血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝，對人體健康十分有益。而且，地熱供暖不易造成污濁空氣對流，室內空氣潔凈，避免了傳統空調采暖方式中空氣對流速度加快導致的灰塵漂移、細菌傳播以及空氣干燥等問(wèn)題，營(yíng)造了一個(gè)更加健康、舒適的室內環(huán)境，因此被稱(chēng)為 “綠色采暖”。

（三）環(huán)保低碳

在環(huán)保方面，地熱供暖具有突出的優(yōu)勢。它幾乎不產(chǎn)生溫室氣體排放，與傳統的煤炭、天然氣供暖相比，極大地減少了二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放，為緩解全球氣候變化做出了積極貢獻。以一個(gè)中等規模的社區為例，如果采用地熱供暖替代傳統供暖方式，每年可減少數千噸的二氧化碳排放量。同時(shí)，地熱供暖在運行過(guò)程中噪音小，不會(huì )對周邊環(huán)境造成噪音污染，有利于打造安靜、宜居的社區環(huán)境。這種環(huán)保低碳的特性，使得地熱供暖成為實(shí)現社區可持續發(fā)展、構建城市更新的重要支撐。

（四）節約空間

地熱供暖系統采用地下埋管的方式，室內無(wú)需安裝暖氣片及其支管，這為室內空間的利用帶來(lái)了極大的便利。居民可以更加自由地進(jìn)行裝修和家居布置，增加了房間的實(shí)際使用面積，提升了居住的舒適度和空間利用率。對于一些空間有限的小戶(hù)型住宅或者對空間布局有特殊要求的商業(yè)建筑而言，地熱供暖的這一優(yōu)勢顯得尤為突出。

（五）熱穩定性好

地面供暖地面層及混凝土層具有較大的蓄熱量，這使得地熱供暖系統具有良好的熱穩定性。在間歇供暖的條件下，即使供暖系統暫時(shí)停止運行，由于地面層和混凝土層儲存的熱量能夠持續釋放，室內溫度也不會(huì )出現明顯的波動(dòng)，依然能夠保持相對穩定的溫暖狀態(tài)，為居民提供持續、穩定的供暖保障。

（六）使用壽命長(cháng)

低溫地面供暖中所使用的塑料管材埋入地下后，不結垢、不腐蝕，且在正常使用情況下無(wú)人為破壞，其使用壽命能夠與建筑物同步。相較于傳統的對流供熱系統，減少了頻繁的維護和更換費用，降低了長(cháng)期使用成本，為社區的長(cháng)期穩定運行提供了可靠的保障。

三、地熱供暖推動(dòng)城市更新轉型

（一）減少碳排放，助力實(shí)現碳中和目標

隨著(zhù)全球對氣候變化問(wèn)題的關(guān)注度不斷提高，越來(lái)越多的國家和地區制定了碳中和目標。社區作為社會(huì )的基本單元，其碳排放的減少對于實(shí)現整體碳中和目標至關(guān)重要。地熱供暖作為一種低碳甚至零碳的供暖方式，能夠顯著(zhù)降低社區的供暖碳排放。以山東省為例，根據《山東省人民政府關(guān)于加快推進(jìn)地熱能開(kāi)發(fā)利用的指導意見(jiàn)》，到 2025 年，全省新增地熱能供暖（制冷）面積 1000 萬(wàn)平方米以上，到 2030 年，地熱能供暖（制冷）面積達到 1 億平方米以上。通過(guò)大規模推廣地熱能供暖，將大幅減少煤炭等傳統能源在供暖領(lǐng)域的使用，從而降低二氧化碳等溫室氣體的排放，為山東省乃至全國的碳中和目標實(shí)現貢獻重要力量。在社區層面，采用地熱供暖的城市更新，能夠在供暖環(huán)節率先實(shí)現低碳轉型，成為踐行碳中和理念的典范。

（二）提升能源利用效率，優(yōu)化社區能源結構

傳統社區的能源結構往往以化石能源為主，能源利用效率低下，且對環(huán)境造成較大壓力。地熱供暖的引入，打破了這種單一的能源結構模式。地熱能作為一種可再生能源，與太陽(yáng)能、風(fēng)能等其他清潔能源共同構成了多元化的社區能源體系。在一些具備條件的社區，還可以將地熱能與太陽(yáng)能、空氣能、工業(yè)余熱、天然氣等進(jìn)行多能互補，打造 “地熱能 +” 多能互補示范工程。例如，在白天陽(yáng)光充足時(shí)，利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統為社區提供部分電力，同時(shí)結合地熱能供暖系統，根據實(shí)際需求靈活調整能源供應，提高能源的綜合利用效率。這種優(yōu)化后的能源結構，不僅減少了對單一能源的依賴(lài)，增強了社區能源供應的穩定性和可靠性，還進(jìn)一步提升了能源利用效率，降低了能源消耗和成本。

（三）打造宜居環(huán)境，提升社區生活品質(zhì)

城市更新的建設不僅僅是為了減少碳排放，更重要的是為居民打造一個(gè)宜居的生活環(huán)境。地熱供暖所帶來(lái)的舒適、健康、環(huán)保等優(yōu)勢，直接提升了社區居民的生活品質(zhì)。居民在溫暖、舒適、空氣清新的室內環(huán)境中生活，減少了因寒冷天氣和供暖問(wèn)題帶來(lái)的不適，身心得到更好的放松。同時(shí)，地熱供暖系統運行時(shí)的低噪音特點(diǎn)，也為社區營(yíng)造了安靜的居住氛圍。此外，城市更新的建設往往伴隨著(zhù)綠色建筑、綠化景觀(guān)等配套設施的完善，進(jìn)一步提升了社區的整體環(huán)境質(zhì)量，使居民能夠享受到更加優(yōu)質(zhì)、美好的生活。

（四）促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合，帶動(dòng)社區經(jīng)濟發(fā)展

地熱供暖的發(fā)展不僅僅局限于供暖領(lǐng)域，還能夠促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，為社區經(jīng)濟增長(cháng)注入新的動(dòng)力。一方面，地熱能開(kāi)發(fā)利用需要一系列的技術(shù)研發(fā)、設備制造、工程施工等產(chǎn)業(yè)支撐，這將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng )造更多的就業(yè)機會(huì )。例如，在地熱資源勘查評價(jià)、地源熱泵設備制造、地熱井鉆探等環(huán)節，都需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才和勞動(dòng)力。另一方面，地熱能還可以與農業(yè)、工商業(yè)等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行融合。在農業(yè)方面，地熱能可應用于蔬菜種植、食用菌生產(chǎn)、家禽孵化育雛等場(chǎng)景，為新型農業(yè)現代化生產(chǎn)提供了新的發(fā)展模式，提高農業(yè)生產(chǎn)效率和農產(chǎn)品質(zhì)量。在工商業(yè)方面，地熱能能夠滿(mǎn)足果蔬、木材、紙張等物料干燥和處理加工的用能需求，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的節能減排和可持續發(fā)展。通過(guò)產(chǎn)業(yè)融合，社區能夠形成更加多元化、富有活力的經(jīng)濟發(fā)展格局，實(shí)現經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。

四、城市更新的實(shí)踐案例

（一）山東魯西北地熱能綜合開(kāi)發(fā)利用示范基地

山東魯西北地熱能綜合開(kāi)發(fā)利用示范基地以濟南、淄博、東營(yíng)、德州、聊城、濱州等市為重點(diǎn)，充分利用當地豐富的地熱資源，大力拓展地熱能的多元應用場(chǎng)景。在這些地區，眾多社區積極采用地熱供暖系統，實(shí)現了清潔、高效的供暖。例如，德州市的一些新建社區，從規劃設計階段就將地熱供暖納入其中，通過(guò)建設中深層地熱能供暖項目，為居民提供了穩定、舒適的供暖服務(wù)。同時(shí)，這些社區還結合太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源，打造了多能互補的能源供應體系，進(jìn)一步提高了能源利用效率，降低了碳排放。此外，當地還利用地熱能發(fā)展生態(tài)農業(yè)，建設了一批地熱能溫室大棚，用于蔬菜種植和花卉培育，不僅提高了農產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，還為社區居民提供了綠色、新鮮的農產(chǎn)品，實(shí)現了能源與農業(yè)的有機結合，帶動(dòng)了當地經(jīng)濟的發(fā)展。

（二）山東魯南地熱能清潔供暖示范區

山東魯南地熱能清潔供暖示范區以棗莊、濟寧、泰安、日照、臨沂、菏澤等市為重點(diǎn)，圍繞鄉村振興戰略和農村用能需求，積極推進(jìn)地熱能在農村社區的應用。在該示范區內，許多農村地區采用集中式與分布式并舉的方式，大力推廣地源、水源熱泵技術(shù)，建設了一批地熱能清潔供暖樣板社區和村鎮。例如，臨沂市的某個(gè)村莊，通過(guò)安裝地源熱泵系統，實(shí)現了整村的清潔供暖，告別了傳統的燃煤取暖方式，改善了農村的空氣質(zhì)量和生活環(huán)境。同時(shí)，當地還利用地熱能發(fā)展漁業(yè)養殖，建設了地熱能養魚(yú)池，提高了魚(yú)類(lèi)的生長(cháng)速度和產(chǎn)量，增加了農民的收入。這些實(shí)踐案例為農村地區的低碳發(fā)展提供了可復制、可推廣的新模式，推動(dòng)了農村社區向低碳、宜居的方向轉變。

五、挑戰與展望

（一）面臨的挑戰

盡管地熱供暖在推動(dòng)城市更新建設方面具有諸多優(yōu)勢，但在實(shí)際推廣應用過(guò)程中仍面臨一些挑戰。首先，地熱資源的勘查開(kāi)發(fā)成本較高。要準確探明地熱資源的分布、儲量和品質(zhì)，需要進(jìn)行大量的地質(zhì)勘查工作，涉及專(zhuān)業(yè)的設備和技術(shù)，這增加了前期的投入成本。其次，地熱供暖項目的建設需要較大的資金投入，包括地熱井的鉆探、供暖管網(wǎng)的鋪設、熱泵設備的安裝等，對于一些經(jīng)濟實(shí)力相對較弱的社區或企業(yè)來(lái)說(shuō)，可能存在資金壓力。此外，地熱供暖技術(shù)在不同地區的適應性還需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化。由于各地的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境等存在差異，如何確保地熱供暖系統在不同地區都能穩定、高效運行，需要針對性地開(kāi)展技術(shù)研發(fā)和工程實(shí)踐。同時(shí)，目前地熱供暖行業(yè)的相關(guān)標準和規范還不夠完善，在一定程度上影響了項目的規范化建設和市場(chǎng)的健康發(fā)展。

（二）未來(lái)發(fā)展展望

盡管面臨挑戰，但隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的大力支持，地熱供暖在城市更新建設中的前景依然十分廣闊。在技術(shù)方面，預計未來(lái)將在以下幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得突破：一是地熱資源勘查技術(shù)將更加精準、高效，通過(guò)大數據、人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段，能夠更快速、準確地確定地熱資源的位置和儲量，降低勘查成本；二是地熱供暖系統的效率將進(jìn)一步提高，新型的熱泵技術(shù)、換熱材料和智能控制系統的研發(fā)應用，將使地熱供暖系統在不同工況下都能保持高效運行，減少能源消耗；三是地熱能與其他能源的融合技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現多能互補的智能化管理，提高能源供應的穩定性和可靠性。

在政策方面，各國政府和地方部門(mén)對清潔能源的重視程度不斷提高，將出臺更多有利于地熱供暖發(fā)展的政策措施。例如，加大對地熱供暖項目的財政補貼力度，降低項目建設和運營(yíng)成本；完善相關(guān)法律法規和標準規范，為地熱供暖行業(yè)的健康發(fā)展提供保障；鼓勵科研機構和企業(yè)開(kāi)展地熱供暖技術(shù)研發(fā)和創(chuàng )新，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

隨著(zhù)社會(huì )公眾對環(huán)保和低碳生活的認識不斷加深，對地熱供暖等清潔能源的接受度和需求也將不斷提高。在未來(lái)，越來(lái)越多的社區將積極采用地熱供暖等低碳能源技術(shù)，打造綠色、低碳、宜居的生活環(huán)境。地熱供暖將在全球范圍內迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間，為推動(dòng)城市更新建設、實(shí)現可持續發(fā)展目標發(fā)揮更為重要的作用，開(kāi)啟城市更新建設的新時(shí)代。

總之，地熱供暖作為一種清潔、高效、可持續的供暖方式，具有諸多優(yōu)勢，能夠為城市更新的建設提供強大的支撐。通過(guò)不斷克服發(fā)展過(guò)程中面臨的挑戰，充分發(fā)揮其在減少碳排放、優(yōu)化能源結構、提升生活品質(zhì)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合等方面的作用，地熱供暖必將在未來(lái)的城市更新建設中大放異彩，引領(lǐng)我們走向一個(gè)更加綠色、美好的未來(lái)。