2022 上海舒适系统展

上海国际生态舒适系统展览会

COMFORTECO CHINA 2022

202268-10

上海 | 国家会展中心(虹桥)

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碳中和下空气源热泵供热发展的机遇与挑战

 

应对气候变化是当前全球的焦点。中国承诺2030年前实现碳达峰,争取2060年前实现碳中和。为了实现中央提出的碳达峰、碳中和目标,化石能源的消费必将会大幅度的消减。据初步测算,要想实现北京的碳达峰碳中和目标,天然气的消耗量需要从目前的180亿立方米消减到15亿立方米。

 
碳中和下空气源热泵供热发展的机遇与挑战-_上海舒适系统展
 

北京市主要依赖天然气进行供热,供热占比达到了93.6%。面对化石能源的大幅度消减,北京市供热系统必然发生颠覆性的变化,对供热系统需要重新构建。而现在仍然以煤炭为主要供热能源的地区,供热系统的重构更是不可避免。未来各种终端能源消费将主要依靠电力,在逐渐提高绿色电力(供给侧)的同时,还必须优化电力消费(需求侧)的形式。

 

以“蓄能+”替代部分市政集中热源

 

电力直接供热,包括普通电锅炉和蓄能电锅炉。普通电锅炉显然不可取,未来供热的主要能源利用形式应该是“蓄能+”,通过储能将多余的、废弃的能源充分地利用起来。

 
碳中和下空气源热泵供热发展的机遇与挑战-_上海舒适系统展
 

“+”后面的内容应该因地制宜,可以是电锅炉,主要利用多余的、用不了的电,如风电、光电、低谷电,等等;也可以是光热和各种工业余热以及各种热泵,主要利用各种多余的用不了的热,如电力、钢铁、有色、食品、纺织等各种工业余热,以及各种生活余热、数据中心余热,等等。大型的“蓄能+电锅炉”和大型的“蓄能+工业余热”可以部分替代现有的热电联产、区域燃煤(气)锅炉房等大型市政集中供热热源,成为城市基础设施的一部分。这种供热方式的优点是:1)有利于电网的稳定与平衡;2)可以解决余热不稳定问题;2)可以充分利用多余的、废弃的能源;3)可以充分利用现有的市政集中供热管网。

 

以“热泵+”供热替代分布式热源

 

毋庸置疑,城市供热还需要大量的分布式热源和分户式热源。热泵可以利用自然界一些免费的低品位能源,以少量的电力作为驱动,可以大大提高电力利用效率。热泵的出水温度与热泵的能效的反关联,不能太高,无法作为市政集中热源,但它是分布式和分户式热源的理想选择。

 
碳中和下空气源热泵供热发展的机遇与挑战-_上海舒适系统展
 

传统的热泵供热技术,如地源热泵、再生(污)水源热泵以及余热热泵,能源利用效率高,运行工况稳定,但都要受到资源条件限制,无法大规模替代燃煤锅炉和燃气锅炉。而空气源热泵,由于空气是无处不在的,其应用基本上不受自然条件限制,具备大规模替代燃煤锅炉和燃气锅炉的潜质。未来供热系统将形成以大型“蓄能+”和空气源热泵为主,各类其他热泵和太阳能、地热能为辅的多能互补新局面。大型“蓄能+”作为中心热源,空气源热泵作为分布式热源,成为供热系统的基础热源和主导热源。

 

政策驱使热泵行业发展

 

在没有任何更好的能源可供利用只能用电的情况下,空气源热泵是最节能、最稳定、最节能的供热方式。而未来可能大多数建筑都会面临这种情况,所以空气源热泵将会成为解决供热普遍性问题的首选方案。

 
碳中和下空气源热泵供热发展的机遇与挑战-_上海舒适系统展
 

大量供热实际应用已经证明,空气源热泵供热在技术方面具备可行性。在系统投资和运行费用方面,也基本可以达到社会资本投资平衡点,在经济上也具备可行性。通过优化政府资源配置,利用市场推动空气源热泵的发展和引用,前景是广阔的。

 

采用空气源热泵大规模替代燃煤(气)锅炉,任重而道远。空气源热泵供热系统的出水温度不高、占地较大、噪音偏高、冷岛效应、容易结霜等痛点问题,一定程度上限制了空气源热泵的大规模推广应用。

 
碳中和下空气源热泵供热发展的机遇与挑战-_上海舒适系统展
 

空气源热泵出水温度不高,一般在40-60℃。出水温度过高,设备效率比较低,没有经济价值。出水温度不高,成为空气源热泵作为中心热源的限制,但并不影响空气源热泵作为未来供热系统的分布式热源。

 

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