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徐伟:热泵是双碳目标下电-热转化最佳方式,将突破千亿市场规模

发布时间: 2021-08-13
所属栏目: 行业资讯

在2021年山东省暖通空调制冷热动学术年会上,全国工程勘察设计大师、中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院院长徐伟作了《双碳目标下的热泵发展》的主题报告。

报告对热泵的发展、热泵技术和热泵未来做了详细的阐述,并认为热泵是零碳能源下电-热转化最佳方式,将突破千亿市场规模。

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以下为整理的文字实录——

根据IEA数据,2018年中国碳排放约为100亿吨CO2,其中建筑业约为18亿吨CO2,占18%。

怎样才能实现建筑领域的碳达峰目标呢?那就是要进行热源的替代。

国内的供热需求是长期存在的,包括建筑供暖、生活热水、干燥加工、温室养殖和工业用热等等。

据统计,2018年北方供热能耗为2.12亿吨标准煤,占全国建筑总能耗21%,碳排放量约5.5亿吨,占建筑用能总排放量的26%,仍以燃煤为主,其中燃煤占77%,燃气15%,其他为电供暖、热泵、工业余热及可再生能源供热。

热源替代包括三个方面——

一是工业余热,从工业类型、余热品味、热源位置和输配距离等方面着手实现工业余热利用的变革,比如采用核能供热,可以实现长距离的热量输送;

二是绿电直供,需要加强统一调度、提高电网建设能力、改变高质低用的现状;

三是可再生能源直供,目前存在的问题是品味低、不稳定(太阳能)、资源赋存依赖程度高(地热能)。

在可再生能源领域,热泵是利用低品位可再生能源清洁供热的有效途径,比直接电供热节能约70%,具备了灵活高效、协同电网、消纳绿电、可实现能量时空转换等优势,因此热泵是替代燃烧供热、实现电力到热量转换的最佳方式,也是实现碳中和的重要支撑技术。

家用建筑领域热能大概是哪些呢?

不同的领域所需的温度是不同的,比如暖气片、淋浴热水等,对应的温度不同,但是居民用热温度基本上不会超过100℃,所以现在的趋势是低温供暖,温度越来越低,30多摄氏度甚至20℃,都可以用于取暖需求,而热泵提供了一个低温的供暖形式,所以它的应用场景会越来越大。

工业部门过去都是使用燃烧来产生高温,例如纺织等轻工业。这些领域也有其所需的温度范围,随着节能减排理念的贯彻,在设备替换方面,这也为热泵在工业上的供热提供了一个温度区间。


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有人预测,在电力碳减排之下,热泵有可能成为最佳的低碳供热技术,主要是基于它的能效比。

随着绿电的占比越来越高,热泵技术的优势会越来越明显,在供热量相同的情况下,热泵的二氧化碳的减排量更少,因此它的优势就体现出来了。

除了热源替代,接下来我将分析,热泵技术的哪些发展轨迹,契合了未来碳中和、碳达峰的发展方向。

在宽度方面,热泵的适应性更宽,过去空气源热泵一直是在长江流域的夏热冬冷地区使用。现在逐渐过了黄河,在东北地区、西北地区、内蒙等地广泛使用。所以低温适应性,是近几年热泵发展的主要方向,特别是清洁供暖,极大地促进了热泵的低温适应性。

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另一个就是集成,现在,热泵加蓄能、热泵加其他常规能源的“热泵+”系统,将会成为一种常规、普遍的能源系统,特别是暖通空调的应用系统。

另外,还有热泵供热温度的提升,以前一般是30℃,40℃,将来能不能达到100℃或200℃?高温热泵目前是国际上研究的潮流,主要应用于工业领域。

在地源热泵方面,经过过去20年的发展,浅层地热能的应用已经很普遍。但中深层地热能的利用,目前应用较少,也就是说,大家要再往下打,利用地球核心的温度。例如能不能发掘地下2000米左右的热能,再通过热泵技术的综合利用,把它的造价降下来?

同时,大家针对住宅领域,又有集成了供热、新风、空气净化、生活热水的新风环境控制一体机,今年会颁布国家标准,发展非常之快。

最后总结一下,在双碳目标下,大家的能源结构要调整,有大能源的调整,比如建筑用能电气化。也包括大家讲的炊事电气化、生活热水电气化、供暖的电气化,而热泵,是零碳能源电力下热量转换的最佳方式,这也是我今天的结论。

本文链接:/article/industry-news/1298.html

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