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首页 > 绿播 >点播视频 >【骏绿网直播回顾】江亿院士:发展热泵技术是实现零碳能源的关键途径

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内容介绍

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导语:众所周知,全国能源领域都在努力朝着零碳方向迈进。而供热是能源消耗大户,减排形势严峻。特别是在建筑运行领域,供暖碳减排的增长空间巨大。

在第十九届绿建大会中,江亿院士以“碳中和愿景下北方城镇供热的热源方式”为题,从如何实现碳达峰目标、北方的城市集中供暖到底靠什么、实现零碳供热的基本条件等一系列问题,对供热系统实现碳达峰碳中和的路径进行了分析讲解。

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江亿

中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任、

中国城市科学研究会副理事长

众所周知,一到冬季,北方就需要开始供暖,但是供暖又会导致碳排放过量,那我们该如何在碳中和的愿景下取暖供热呢?最好的方式就是用风、光、水、核等零碳能源替代化石能源,以电力+生物质燃料的形式提供发电。

但是我们还需要考虑生物质燃料能否提供足够的电力,能否高密度利用自然界低温热源,热源来自何方,或是通过利用热泵,提升低温热源的方式去实现零碳供暖?让我们看看江亿院士是怎么分析这些问题的......

1、生物质燃料能否提供足够的电力?

由于北方秋冬季节供热需求过大,以致热泵电力系统长期供需不平衡,所以我们在冬季不仅需要风、光、水、核供电,还需要火电补充供电。

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2、是否能高密度利用自然界低温热源?

我们无法在高密度用热领域完全依靠自然低温热源为热泵提供热量,在维护自然环境的状态下,自然低温热源仅能为20%~30%的城镇建筑提供热泵供暖热源。

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3、剩下的热源应该来自哪里?

据有关数据统计,北方工业排放全年的各类余热总量非常高,仅需总量的70%即可满足城镇供热需求。这就给我们打开了一个新思路:利用工业余热为城镇建筑提供热源。

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但是仅北方的工业余热不足以满足城镇供热需求,我们需要全年全国的工业余热,那么该依靠哪些方式去利用工业余热提供热源呢?

(1)依靠跨季节储热

大规模储热设施是零碳热源的保障,我们可以学习欧洲跨季节蓄热技术,例如瑞典的地埋管蓄热、丹麦的水体(深坑)蓄热、德国的罐式蓄热等,将余热资源“吃光榨尽”,让全年各个时刻排放的各种余热都能被收集。

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(2)依靠低成本长距离输热

目前长距离输热已取得较为可观的突破,此项技术在北方城市也较受重视,现北方已有不少建成和正在建设的长途输热工程。

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(3)依靠热泵实现热量变换

要解决多种余热热源温度不一致的问题,有关此问题,现在也有很多新的创新技术,包括吸收式换热和电动热泵变热。

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江院士提出:要想实现以上三点,那么关键点在于降低回水温度。目前北方冬季回水温度在40℃~50℃之间,而我们的目标是把回水温度降到20℃以下。若能降低回水温度,实现“大温差”,循环泵可节约电能 80%~90%左右,节能效果显著。那我们又该通过什么途径实现“大温差”呢?

(1)改善终端换热,如地板采暖

(2)避免各种短路和调节不匀造成的冷热掺混

(3)吸收式换热器:热力站集中式, 楼宇分散式

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供暖零碳路线,不止我们在走,现在世界各国都在探讨,我们到底该怎么实现零碳供热?在对比后我们发现,虽然目标都是零碳供热,但是我们的方案差别还是很大的,区别主要是因为城市地下的官网资源不一样,这也决定了零碳供热热源的方案不一致。

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最后,江亿院士表示,如果要实现零碳供热的话,那么我们必须掌握以下技术:

1、低品位余热采集技术: 尽可能保持余热热量的品位

2、温度变换技术:把不同温度的余热调整到统一的温度水平

3、降低热网回水温度的技术:低回水温度有利于储热、回收余热、长距离输热、

4、大规模跨季节储热的技术

5、利用余热海水淡化、水热同产、水热同送、水热分离的技术

6、多热源、带蓄热的大型热网的整体调控技术

编者语:

在未来,输配、储能、热泵,这三大技术的突破,将帮助我们实现新型“零碳能源”目标。从总的方向来说,我国要实现供热系统零碳改造,就要从现实情况出发,向零碳目标推进!

(审核:seven)

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