在全球積極應對氣候變化、大力推動綠色低碳發(fā)展的大背景下，能源領域的轉型與創(chuàng)新成為了關鍵。傳統(tǒng)能源的大量使用帶來了諸如環(huán)境污染、碳排放增加等一系列問題，促使人們將目光投向更加清潔、可持續(xù)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，引領著城市更新建設邁向新的時代。

一、地熱供暖的原理與技術

地球內部蘊含著巨大的能量，地熱能便是其中的一種表現(xiàn)形式。地熱供暖主要通過兩種技術來實現(xiàn)對這一能源的利用：淺層地熱能技術和中深層地熱能技術。

淺層地熱能技術利用的是地表以下一定深度范圍內（通常為 200 米以內）的巖土體、地下水或地表水所蘊含的熱能。通過地源熱泵系統(tǒng)，在冬季，熱泵從淺層低溫熱源中吸收熱量，經(jīng)過電能驅動的壓縮機壓縮升溫后，將熱量釋放到室內，實現(xiàn)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。這種技術具有適用范圍廣、技術成熟等優(yōu)點，能夠在公共建筑、住宅以及工業(yè)建筑中廣泛應用，并且隨著技術的發(fā)展，正不斷從城鎮(zhèn)向農村地區(qū)拓展。

中深層地熱能技術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，一種是通過抽取地下熱水，直接用于供暖，熱水在完成供暖任務后，再通過回灌技術將其重新注入地下，實現(xiàn) “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 “無干擾井下?lián)Q熱、取熱不取水” 技術，通過在井下安裝高效換熱器，將地熱能傳遞到地面，進而為建筑物供暖，該技術避免了對地下水的抽取和回灌過程，進一步降低了對地質環(huán)境的潛在影響，并且隨著成井工藝、井下高效換熱等關鍵技術的不斷創(chuàng)新和成果轉化，正逐步走向商業(yè)化開發(fā)利用。

二、地熱供暖的優(yōu)勢

（一）高效節(jié)能

地熱供暖系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的供暖方式，在能源利用效率上具有顯著優(yōu)勢。傳統(tǒng)的對流供暖方式，如暖氣片供暖，熱量在傳遞過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人活動的空間。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，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(tǒng)提供能量，減少了對傳統(tǒng)化石能源的依賴，進一步提高了能源利用的可持續(xù)性。

（二）舒適健康

從人體舒適度角度來看，地熱供暖為人們帶來了更為舒適的體驗。俗話說 “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，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(tǒng)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題，營造了一個更加健康、舒適的室內環(huán)境，因此被稱為 “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。它幾乎不產生溫室氣體排放，與傳統(tǒng)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。以一個中等規(guī)模的社區(qū)為例，如果采用地熱供暖替代傳統(tǒng)供暖方式，每年可減少數(shù)千噸的二氧化碳排放量。同時，地熱供暖在運行過程中噪音小，不會對周邊環(huán)境造成噪音污染，有利于打造安靜、宜居的社區(qū)環(huán)境。這種環(huán)保低碳的特性，使得地熱供暖成為實現(xiàn)社區(qū)可持續(xù)發(fā)展、構建城市更新的重要支撐。

（四）節(jié)約空間

地熱供暖系統(tǒng)采用地下埋管的方式，室內無需安裝暖氣片及其支管，這為室內空間的利用帶來了極大的便利。居民可以更加自由地進行裝修和家居布置，增加了房間的實際使用面積，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(wěn)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(tǒng)具有良好的熱穩(wěn)定性。在間歇供暖的條件下，即使供暖系統(tǒng)暫時停止運行，由于地面層和混凝土層儲存的熱量能夠持續(xù)釋放，室內溫度也不會出現(xiàn)明顯的波動，依然能夠保持相對穩(wěn)定的溫暖狀態(tài)，為居民提供持續(xù)、穩(wěn)定的供暖保障。

（六）使用壽命長

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人為破壞，其使用壽命能夠與建筑物同步。相較于傳統(tǒng)的對流供熱系統(tǒng)，減少了頻繁的維護和更換費用，降低了長期使用成本，為社區(qū)的長期穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。

三、地熱供暖推動城市更新轉型

（一）減少碳排放，助力實現(xiàn)碳中和目標

隨著全球對氣候變化問題的關注度不斷提高，越來越多的國家和地區(qū)制定了碳中和目標。社區(qū)作為社會的基本單元，其碳排放的減少對于實現(xiàn)整體碳中和目標至關重要。地熱供暖作為一種低碳甚至零碳的供暖方式，能夠顯著降低社區(qū)的供暖碳排放。以山東省為例，根據(jù)《山東省人民政府關于加快推進地熱能開發(fā)利用的指導意見》，到 2025 年，全省新增地熱能供暖（制冷）面積 1000 萬平方米以上，到 2030 年，地熱能供暖（制冷）面積達到 1 億平方米以上。通過大規(guī)模推廣地熱能供暖，將大幅減少煤炭等傳統(tǒng)能源在供暖領域的使用，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現(xiàn)貢獻重要力量。在社區(qū)層面，采用地熱供暖的城市更新，能夠在供暖環(huán)節(jié)率先實現(xiàn)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(qū)能源結構

傳統(tǒng)社區(qū)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，與太陽能、風能等其他清潔能源共同構成了多元化的社區(qū)能源體系。在一些具備條件的社區(qū)，還可以將地熱能與太陽能、空氣能、工業(yè)余熱、天然氣等進行多能互補，打造 “地熱能 +” 多能互補示范工程。例如，在白天陽光充足時，利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為社區(qū)提供部分電力，同時結合地熱能供暖系統(tǒng)，根據(jù)實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，增強了社區(qū)能源供應的穩(wěn)定性和可靠性，還進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(qū)生活品質

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宜居的生活環(huán)境。地熱供暖所帶來的舒適、健康、環(huán)保等優(yōu)勢，直接提升了社區(qū)居民的生活品質。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題帶來的不適，身心得到更好的放松。同時，地熱供暖系統(tǒng)運行時的低噪音特點，也為社區(qū)營造了安靜的居住氛圍。此外，城市更新的建設往往伴隨著綠色建筑、綠化景觀等配套設施的完善，進一步提升了社區(qū)的整體環(huán)境質量，使居民能夠享受到更加優(yōu)質、美好的生活。

（四）促進產業(yè)融合，帶動社區(qū)經(jīng)濟發(fā)展

地熱供暖的發(fā)展不僅僅局限于供暖領域，還能夠促進相關產業(yè)的融合發(fā)展，為社區(qū)經(jīng)濟增長注入新的動力。一方面，地熱能開發(fā)利用需要一系列的技術研發(fā)、設備制造、工程施工等產業(yè)支撐，這將帶動相關產業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。例如，在地熱資源勘查評價、地源熱泵設備制造、地熱井鉆探等環(huán)節(jié)，都需要專業(yè)的技術人才和勞動力。另一方面，地熱能還可以與農業(yè)、工商業(yè)等產業(yè)進行融合。在農業(yè)方面，地熱能可應用于蔬菜種植、食用菌生產、家禽孵化育雛等場景，為新型農業(yè)現(xiàn)代化生產提供了新的發(fā)展模式，提高農業(yè)生產效率和農產品質量。在工商業(yè)方面，地熱能能夠滿足果蔬、木材、紙張等物料干燥和處理加工的用能需求，推動相關產業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。通過產業(yè)融合，社區(qū)能夠形成更加多元化、富有活力的經(jīng)濟發(fā)展格局，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。

四、城市更新的實踐案例

（一）山東魯西北地熱能綜合開發(fā)利用示范基地

山東魯西北地熱能綜合開發(fā)利用示范基地以濟南、淄博、東營、德州、聊城、濱州等市為重點，充分利用當?shù)刎S富的地熱資源，大力拓展地熱能的多元應用場景。在這些地區(qū)，眾多社區(qū)積極采用地熱供暖系統(tǒng)，實現(xiàn)了清潔、高效的供暖。例如，德州市的一些新建社區(qū)，從規(guī)劃設計階段就將地熱供暖納入其中，通過建設中深層地熱能供暖項目，為居民提供了穩(wěn)定、舒適的供暖服務。同時，這些社區(qū)還結合太陽能、風能等清潔能源，打造了多能互補的能源供應體系，進一步提高了能源利用效率，降低了碳排放。此外，當?shù)剡€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，不僅提高了農產品的產量和質量，還為社區(qū)居民提供了綠色、新鮮的農產品，實現(xiàn)了能源與農業(yè)的有機結合，帶動了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

（二）山東魯南地熱能清潔供暖示范區(qū)

山東魯南地熱能清潔供暖示范區(qū)以棗莊、濟寧、泰安、日照、臨沂、菏澤等市為重點，圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農村用能需求，積極推進地熱能在農村社區(qū)的應用。在該示范區(qū)內，許多農村地區(qū)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，建設了一批地熱能清潔供暖樣板社區(qū)和村鎮(zhèn)。例如，臨沂市的某個村莊，通過安裝地源熱泵系統(tǒng)，實現(xiàn)了整村的清潔供暖，告別了傳統(tǒng)的燃煤取暖方式，改善了農村的空氣質量和生活環(huán)境。同時，當?shù)剡€利用地熱能發(fā)展漁業(yè)養(yǎng)殖，建設了地熱能養(yǎng)魚池，提高了魚類的生長速度和產量，增加了農民的收入。這些實踐案例為農村地區(qū)的低碳發(fā)展提供了可復制、可推廣的新模式，推動了農村社區(qū)向低碳、宜居的方向轉變。

五、挑戰(zhàn)與展望

（一）面臨的挑戰(zhàn)

盡管地熱供暖在推動城市更新建設方面具有諸多優(yōu)勢，但在實際推廣應用過程中仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先，地熱資源的勘查開發(fā)成本較高。要準確探明地熱資源的分布、儲量和品質，需要進行大量的地質勘查工作，涉及專業(yè)的設備和技術，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)濟實力相對較弱的社區(qū)或企業(yè)來說，可能存在資金壓力。此外，地熱供暖技術在不同地區(qū)的適應性還需要進一步研究和優(yōu)化。由于各地的地質條件、氣候環(huán)境等存在差異，如何確保地熱供暖系統(tǒng)在不同地區(qū)都能穩(wěn)定、高效運行，需要針對性地開展技術研發(fā)和工程實踐。同時，目前地熱供暖行業(yè)的相關標準和規(guī)范還不夠完善，在一定程度上影響了項目的規(guī)范化建設和市場的健康發(fā)展。

（二）未來發(fā)展展望

盡管面臨挑戰(zhàn)，但隨著技術的不斷進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。在技術方面，預計未來將在以下幾個關鍵領域取得突破：一是地熱資源勘查技術將更加精準、高效，通過大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術手段，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(tǒng)的效率將進一步提高，新型的熱泵技術、換熱材料和智能控制系統(tǒng)的研發(fā)應用，將使地熱供暖系統(tǒng)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將得到進一步發(fā)展，實現(xiàn)多能互補的智能化管理，提高能源供應的穩(wěn)定性和可靠性。

在政策方面，各國政府和地方部門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成本；完善相關法律法規(guī)和標準規(guī)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)開展地熱供暖技術研發(fā)和創(chuàng)新，推動行業(yè)技術進步。

隨著社會公眾對環(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，越來越多的社區(qū)將積極采用地熱供暖等低碳能源技術，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更廣闊的發(fā)展空間，為推動城市更新建設、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標發(fā)揮更為重要的作用，開啟城市更新建設的新時代。

總之，地熱供暖作為一種清潔、高效、可持續(xù)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。通過不斷克服發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)，充分發(fā)揮其在減少碳排放、優(yōu)化能源結構、提升生活品質和促進產業(yè)融合等方面的作用，地熱供暖必將在未來的城市更新建設中大放異彩，引領我們走向一個更加綠色、美好的未來。