2025年3月20日，由中国节能协会热电产业委员会主办的“第二届新能源供热高质量发展研讨暨技术展示会”在北京举行。清华大学建筑学院教授、清华大学建筑节能研究中心副主任魏庆芃在会上发表主旨演讲，系统阐释了中深层地热能井下换热技术与人工智能结合的应用前景，提出通过“零碳免费”供热路径推动能源革命，为城市绿色低碳转型提供创新方案。
魏庆芃以中国地热能七十年发展历程开篇，致敬李四光院士的科学情怀。1971年，李四光院士在病重期间仍赴天津考察地热利用，临终前留下“让地热为人民造福利”的嘱托。这一精神成为团队攻坚的源动力。他指出，传统地热开发依赖稀缺的“水热型”资源，而中深层地热能技术通过提取地下岩层温差热能，打破了资源禀赋限制。地下0-2500米普遍存在稳定的地温梯度（约3℃/百米），利用封闭式套管换热器，无需取水即可高效提取热量，既避免环境风险，又实现跨区域普适性应用。地热开发不应局限于高品位能源，温差驱动的传热技术同样能创造价值。
核心技术聚焦于“地下自然温差驱动+地面热泵提效”。通过向地下2-3千米岩层钻孔安装封闭式换热器，结合热泵系统提升水温，单根2500米深地埋管可稳定输出近500kW瞬时取热功率。团队在北京、天津等地的示范项目验证了技术可靠性：北京某项目连续7个供暖季单孔取热量仅衰减5.9%，出水温度波动不足1℃；天津某办公建筑通过间歇运行策略，将取热功率从450kW提升至570kW，凸显地下蓄热体的灵活调节优势。“岩层在停机期间持续向换热器传热，相当于‘零存整取’，这是技术经济性的关键。”魏庆芃解释。
面对供热系统与电力供需的动态匹配挑战，魏庆芃提出“AI+多尺度调控”解决方案。系统通过“日前决策”预测清洁电力供应与供热需求，规划蓄热时序；依托“日内优化”实时调节水温、流量等参数，平衡效率与成本；借助“实时执行”层精准控制设备运行，确保稳定性。结合蓄热水箱与气凝胶超高效保温技术（热损失<0.1%），系统可消纳低价谷电，实现“削峰填谷”。
技术的生命力源于实践检验。西安某住宅小区连续11个供暖季的监测显示，单孔年均取热量稳定在2500GJ以上，热源水温衰减仅0.7℃。魏庆芃强调，团队坚持“用数据说话”，所有结论均基于长期实测。针对施工成本高、管群热干扰等瓶颈，团队提出“AI贯穿设计-施工-运行全周期”策略：设计阶段优化管间距（建议≥50米）以减少热衰减；施工阶段动态反演地质参数，精准控制成本；运行阶段实时监测岩层温度场，预警过量取热风险。地热技术需像光伏一样降本——1975年光伏成本700元/W，如今仅1.2元/W。规模化与工艺创新是破局关键。
魏庆芃呼吁全行业协同，构建“环境热能利用统一战线”。技术上，需融合中深层地热、空气源热泵、工业余热等多能互补，提升系统韧性；政策上，推动电价机制改革，激励清洁电力消纳；跨领域合作中，联合电网、建筑、材料等行业，突破蓄热体保温、热泵能效等关键技术。他以青岛奥帆中心项目为例，说明通过“地下岩层-蓄热装置-风光谷电”多级耦合，可实现零碳、超低成本供热，为城市级推广提供样板。“供热革命不仅是技术突破，更是民生工程。我们要让北方百姓温暖过冬，也让广西山区、高原同胞共享绿色热力。”
“从陕北苹果窖藏到北京大白菜保鲜，从实验室到工程现场，中国科研者始终以‘为人民服务’为初心。”魏庆芃总结道。团队将延续李四光院士“零存整取”的务实精神，在AI与新能源深度融合的浪潮中，推动供热系统迈向零碳、免费的新纪元。“这是一场关乎民生与生态的能源革命，更是中国对全球可持续发展的回答。”
（本文根据专家演讲内容整理，未经本人审核）
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