在全球積極應對氣候變化、大力推動綠色低碳發展的大背景下，能源領域的轉型與創新成為了關鍵。傳統能源的大量使用帶來了諸如環境污染、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形式。地熱供暖主要通過兩種技術來實現對這一能源的利用：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，在冬季，熱泵從淺層低溫熱源中吸收熱量，經過電能驅動的壓縮機壓縮升溫后，將熱量釋放到室內，實現供暖；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。這種技術具有適用范圍廣、技術成熟等優點，能夠在公共建筑、住宅以及工業建筑中廣泛應用，并且隨著技術的發展，正不斷從城鎮向農村地區拓展。

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 “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，減少對環境的影響；另一種是 “無干擾井下換熱、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新和成果轉化，正逐步走向商業化開發利用。

二、地熱供暖的優勢

（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優勢。傳統的對流供暖方式，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提供能量，減少了對傳統化石能源的依賴，進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，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、舒適的室內環境，因此被稱為 “綠色采暖”。

（三）環保低碳

在環保方面，地熱供暖具有突出的優勢。它幾乎不產生溫室氣體排放，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，地熱供暖在運行過程中噪音小，不會對周邊環境造成噪音污染，有利于打造安靜、宜居的社區環境。這種環保低碳的特性，使得地熱供暖成為實現社區可持續發展、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建筑而言，地熱供暖的這一優勢顯得尤為突出。

（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，室內溫度也不會出現明顯的波動，依然能夠保持相對穩定的溫暖狀態，為居民提供持續、穩定的供暖保障。

（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。相較于傳統的對流供熱系統，減少了頻繁的維護和更換費用，降低了長期使用成本，為社區的長期穩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制定了碳中和目標。社區作為社會的基本單元，其碳排放的減少對于實現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，能夠顯著降低社區的供暖碳排放。以山東省為例，根據《山東省人民政府關于加快推進地熱能開發利用的指導意見》，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。通過大規模推廣地熱能供暖，將大幅減少煤炭等傳統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，能夠在供暖環節率先實現低碳轉型，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能源體系。在一些具備條件的社區，還可以將地熱能與太陽能、空氣能、工業余熱、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，利用太陽能光伏發電系統為社區提供部分電力，同時結合地熱能供暖系統，根據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，增強了社區能源供應的穩定性和可靠性，還進一步提升了能源利用效率，降低了能源消耗和成本。

（三）打造宜居環境，提升社區生活品質

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境。地熱供暖所帶來的舒適、健康、環保等優勢，直接提升了社區居民的生活品質。居民在溫暖、舒適、空氣清新的室內環境中生活，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，地熱供暖系統運行時的低噪音特點，也為社區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，進一步提升了社區的整體環境質量，使居民能夠享受到更加優質、美好的生活。

（四）促進產業融合，帶動社區經濟發展

地熱供暖的發展不僅僅局限于供暖領域，還能夠促進相關產業的融合發展，為社區經濟增長注入新的動力。一方面，地熱能開發利用需要一系列的技術研發、設備制造、工程施工等產業支撐，這將帶動相關產業的發展，創造更多的就業機會。例如，在地熱資源勘查評價、地源熱泵設備制造、地熱井鉆探等環節，都需要專業的技術人才和勞動力。另一方面，地熱能還可以與農業、工商業等產業進行融合。在農業方面，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，為新型農業現代化生產提供了新的發展模式，提高農業生產效率和農產品質量。在工商業方面，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，推動相關產業的節能減排和可持續發展。通過產業融合，社區能夠形成更加多元化、富有活力的經濟發展格局，實現經濟與環境的協調發展。

四、城市更新的實踐案例

（一）山東魯西北地熱能綜合開發利用示范基地

山東魯西北地熱能綜合開發利用示范基地以濟南、淄博、東營、德州、聊城、濱州等市為重點，充分利用當地豐富的地熱資源，大力拓展地熱能的多元應用場景。在這些地區，眾多社區積極采用地熱供暖系統，實現了清潔、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。同時，這些社區還結合太陽能、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，當地還利用地熱能發展生態農業，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，還為社區居民提供了綠色、新鮮的農產品，實現了能源與農業的有機結合，帶動了當地經濟的發展。

（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，圍繞鄉村振興戰略和農村用能需求，積極推進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，建設了一批地熱能清潔供暖樣板社區和村鎮。例如，臨沂市的某個村莊，通過安裝地源熱泵系統，實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量和生活環境。同時，當地還利用地熱能發展漁業養殖，建設了地熱能養魚池，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的低碳發展提供了可復制、可推廣的新模式，推動了農村社區向低碳、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城市更新建設方面具有諸多優勢，但在實際推廣應用過程中仍面臨一些挑戰。首先，地熱資源的勘查開發成本較高。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、供暖管網的鋪設、熱泵設備的安裝等，對于一些經濟實力相對較弱的社區或企業來說，可能存在資金壓力。此外，地熱供暖技術在不同地區的適應性還需要進一步研究和優化。由于各地的地質條件、氣候環境等存在差異，如何確保地熱供暖系統在不同地區都能穩定、高效運行，需要針對性地開展技術研發和工程實踐。同時，目前地熱供暖行業的相關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的健康發展。

（二）未來發展展望

盡管面臨挑戰，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，通過大數據、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的研發應用，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將得到進一步發展，實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；完善相關法律法規和標準規范，為地熱供暖行業的健康發展提供保障；鼓勵科研機構和企業開展地熱供暖技術研發和創新，推動行業技術進步。

隨著社會公眾對環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、宜居的生活環境。地熱供暖將在全球范圍內迎來更廣闊的發展空間，為推動城市更新建設、實現可持續發展目標發揮更為重要的作用，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、可持續的供暖方式，具有諸多優勢，能夠為城市更新的建設提供強大的支撐。通過不斷克服發展過程中面臨的挑戰，充分發揮其在減少碳排放、優化能源結構、提升生活品質和促進產業融合等方面的作用，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。