瑞典布羅斯的區域供熱廠，2019年1月。[stilrentfoto / Shutterstock]
本文是我們特別報告區域供熱的一部分。
烏克蘭的戰爭正在改變選擇燃料供應區域供熱網絡背后的經濟基本面，大型熱泵成為希望脫碳的能源運營商更具吸引力的選擇。
區域供熱 - 地下運行的熱水管道網絡 - 為歐洲各城市的數百萬戶家庭供電，約占歐盟供熱量的10%。
然而，根據歐盟范圍內的行業數據，其中大部分都依賴于污染嚴重的化石燃料 - 主要是天然氣和煤炭，目前分別占燃料組合的30%和26%左右。
在俄羅斯入侵烏克蘭之前，許多歐盟東部國家已經計劃將其區域供熱系統轉換為化石天然氣，化石燃料發電產生的煤炭排放量約為發電廠燃燒時全球變暖排放量的一半。
這被視為實現歐盟氣候目標的一種具有成本效益的方式。但隨著天然氣價格飆升，這些假設現在被顛倒過來。
“用天然氣供暖的經濟性已經完全改變，”監管援助項目（RAP）歐洲項目主任Jan Rosenow說，該項目是一個致力于加速向清潔能源過渡的非營利組織。
根據Rosenow的說法，歐洲國家在區域供熱中使用了如此多的天然氣和煤炭的原因很簡單 - 這是因為它們的運行成本更低。然而，他說，情況已經發生了變化：煤炭和天然氣變得更加昂貴，而與此同時，可再生電力和熱泵的成本已經下降。
“在歐洲，我們在很長一段時間內受益于相當低的天然氣價格，因為我們從俄羅斯獲得了大量天然氣。那就是現在完全改變了，“他說。“多年來，有這樣一個故事，天然氣將被用作過渡燃料，以取代區域供熱中的煤炭。但我認為現在有一個更有力的理由說，這不再是一個可行的戰略，我們需要跳到別的東西。
這是什么其他東西還不完全清楚，有很多選擇可用。
歐盟準備提高能源效率目標以消除俄羅斯天然氣
歐盟委員會正在修改去年提出的能源和氣候法律方案背后的經濟假設，稱烏克蘭戰爭推動的天價天然氣價格加強了更雄心勃勃的能源效率目標的理由。
桌面上的選項
一個巨大的未開發資源是工業和電力部門產生的廢熱。根據歐盟資助的一個研究項目，歐洲“可以通過收集這些廢熱并通過區域供熱網絡供給它們來節省目前用于加熱建筑物的所有天然氣”。
使用廢熱的最大優點是不需要安裝額外的發電能力。“這就是為什么我們必須專注于再利用工業設施的廢熱。這是一個巨大的未開發潛力，不需要額外的能源供應，“代表布魯塞爾區域供熱部門的歐洲熱能與電力協會主席Birger Lauersen說。
不利的一面是，收集和分配廢熱需要建設新的管道基礎設施，由于行政復雜性或政治冷漠，這可能需要數年才能完成。
另一個越來越有吸引力的選擇是大型熱泵。“在丹麥，芬蘭和瑞典，我們看到越來越多的人用于為區域供熱，”Rosenow說。“所以有一個轉變正在發生。我們接下來要去的地方顯然是有利于可再生電力和熱泵。
與天然氣相比，生物質也變得越來越有競爭力，盡管從可持續性的角度來看，這可能是一個問題，因為它涉及砍伐樹木，這在冷卻地球氣候方面起著至關重要的作用。
“我不是燃燒生物質取暖的忠實粉絲，”Rosenow說。“但顯然，天然氣的新地緣政治形勢正在使生物質更具成本競爭力。我認為存在一種風險，即我們關閉天然氣和煤炭生產，轉而使用生物質。但經濟學正在推動我們朝著這個方向前進。
在波蘭，能源集團正在研究所有可用的區域供熱脫碳方案。
他們面臨的挑戰是巨大的：波蘭近600萬戶家庭（1400萬戶）目前由區域供熱網絡供電，這些網絡70%使用煤炭，這是污染最嚴重的化石燃料。
由于氣候變化是歐盟層面的首要政治目標，波蘭的首要任務是首先擺脫煤炭。“我們的目標是到2030年逐步淘汰區域供熱中的煤炭，”波蘭最大的電力公司Polska Grupa Energetyczna（PGE）負責監管事務的副總裁Wanda Buk說。
“在我們的幾個地點，我們正在評估建造大型熱泵的可能性，我們預計在這一領域將有巨額投資，”Buk說，并補充說PGE也在探索電力加熱技術和大型電鍋爐。
針對單個家庭的小型熱泵也在積極推廣。“波蘭的熱泵市場去年增長了約88%，”波蘭氣候與環境部區域供熱主任Piotr Sprzaczak說。“所以這是我們想要追求的東西，”他補充說，去年在華沙安裝的熱泵比在倫敦安裝的熱泵更多。
歐洲對熱泵的蓬勃發展的需求暴露出瓶頸
高昂的天然氣價格導致歐洲各地對熱泵的需求激增，暴露出一系列瓶頸，限制了行業的交付能力，包括熟練勞動力的短缺，以及同時對建筑物進行隔熱以確保最大效率的需求。
波蘭表示將“到今年年底”擺脫俄羅斯天然氣
但專家警告說，部署煤炭替代品需要時間，并表示天然氣可能在一段時間內仍然是其中的一部分。
“我認為一次更換所有天然氣將具有挑戰性，”國際能源署國際區域供熱研究中心IEA DHC的項目經理Andrej Jentsch說。
“即使是雄心勃勃的計劃也需要時間，”他在最近的EURACTIV活動中說。“就個人而言，我肯定會投票支持盡快向可再生能源和無排放源過渡。但這對社會來說可能非常昂貴，所以這是一種平衡行為，“他說。
在波蘭，供暖脫碳的努力也是由于對空氣污染的擔憂，空氣污染通常在冬季會變得更糟。華沙最近發起的一項清潔空氣計劃鼓勵家庭“從硬煤爐轉向鍋爐，熱泵和顆粒鍋爐”，Sprzaczak在本周早些時候舉行的EURACTIV活動中解釋說。
“波蘭人希望呼吸干凈的空氣。但為了提供清潔的空氣，我們還需要區域供暖，“他補充說，并堅持認為華沙需要”一整套解決方案“來脫碳 - 包括天然氣。
波蘭最大的電力公司PGE已要求歐盟監管機構在區域供熱系統中有更多的余地來取代煤炭，并警告說，修訂后的能源效率指令（EED）中提出的新標準過于嚴格，不允許使用天然氣作為過渡燃料。
“當然，我們理解烏克蘭戰爭構成威脅，因為大型區域供熱系統的天然過渡燃料是天然氣，”Sprzaczak說。然而，他補充說，波蘭已經做出了巨大的努力，使其供應商多樣化，并表示俄羅斯天然氣將在幾個月內退出。
“到今年年底，波蘭將完全擺脫來自俄羅斯的天然氣，”Sprzaczak在EURACTIV活動中告訴與會者。“但現在我們需要區域供熱的解決方案，”他補充說，并表示挪威和美國的天然氣需要保持在波蘭可用的選擇范圍之一。
燃氣熱電聯產案例
Jentsch同意天然氣仍然可以在區域供熱中發揮作用 - 但前提是它使用同時產生熱量和電力的高效熱電聯產廠。“CHP（熱電聯產）是一種可以輕松幫助快速減少對天然氣依賴的技術。所以從本質上講，我們使用相同的燃料，我們只是做得更好，“Jentsch說。
據他介紹，使用高效熱電聯產代替電鍋爐可以減少50%的天然氣消耗，同時釋放可再生能源容量用于其他用途。“因此，從本質上講，我們可以將天然氣需求減半，而無需使用可能尚未以足夠速度部署的可再生能源，”他說。
該行業認為，在區域供熱網絡中使用燃氣熱電聯產也避免了給電力網絡帶來太多的額外壓力。“我們無法實現一切電氣化，”歐洲COGEN貿易協會的Hans Korteweg警告說，CHP可以在太陽能或風能供應不足的冬季高需求時提供電力。
然而，該行業認為，歐盟目前正在提出的區域供熱的新脫碳目標過于雄心勃勃，無法實現。“能源效率指令的一些修正案表明，從2025年開始，CHP應該接近100%可再生 - 這是不現實的，”Korteweg說。
歐盟委員會試圖緩解該行業的擔憂。歐盟執行委員會能源部官員克勞迪婭·卡內瓦里（Claudia Canevari）在活動上告訴與會者，新標準僅適用于新投資，不適用于現有的天然氣熱電聯產基礎設施。
歐盟委員會的立場與Rosenow等環保主義者的擔憂相呼應，他們警告不要投資液化天然氣終端等新的天然氣基礎設施，稱這些基礎設施與歐盟的氣候目標不相容。
“在五年內，當戰爭有望長期結束時，基礎設施仍將存在，”Rosenow說。“我認為這是一條危險的途徑，因為它將我們鎖定在昂貴的基礎設施中，并使整個努力更加昂貴。
