空氣源熱泵將作為未來供熱行業(yè)熱源的首選。供熱系統(tǒng)也做到了穩(wěn)定、節(jié)能。在2020年冬季將該小區(qū)改造為空氣源熱泵供熱。
中國將在2030年以前達到碳達峰，力爭在2060年實現(xiàn)碳中和。這是中國政府向全人類可持續(xù)發(fā)展做出的承諾，也給出了未來能源革命的最終目標及清晰的時間表，它將對中國社會經(jīng)濟全面發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響，更會深刻影響包括國內(nèi)供熱行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展之路。因此，作為耗能大戶，全國供熱系統(tǒng)怎樣在實現(xiàn)碳達峰、碳中和的過程中切實落實綠色環(huán)保、高效節(jié)能的政策舉措，既是當前的迫切要務(wù)，也是一項長期艱巨的任務(wù)。
全面深刻認識實現(xiàn)碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略的重大意義和重要責任
首先，要從思想高度深刻領(lǐng)會黨中央提出碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標重大意義。實現(xiàn)碳達峰、碳中和是中國進入新的發(fā)展時期的重大戰(zhàn)略決策，關(guān)乎中國未來可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的長遠目標，更體現(xiàn)中國政府對全世界、全人類共同發(fā)展的擔當和責任，是構(gòu)建人類命運共同體的重大決策。人類社會從使用傳統(tǒng)能源，到大規(guī)模使用化石能源，已經(jīng)經(jīng)歷了從農(nóng)業(yè)時代到工業(yè)時代的巨大變遷，更經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命的歷史性進步。在人類發(fā)展進入信息革命時代，資源約束、環(huán)境惡化等問題越來越成為人類不斷進步和持續(xù)發(fā)展的重大制約因素。因此，實現(xiàn)碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略目標，是全人類的共同課題，也是包括全國供熱系統(tǒng)在內(nèi)的一切能源消耗體系需要共同致力于解決的重大問題。
其次，要從高質(zhì)量發(fā)展的高度認識實現(xiàn)碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略目標的緊迫性和重要性。我國是能源消耗大國，大量的能源消耗不僅使我國面臨煤炭、油氣等資源逐步匱乏、嚴重依賴進口的局面，現(xiàn)在我國石油進口占用油量的70%，天然氣進口占用氣量的40%，因此國家的能源安全問題是客觀存在的，這給我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大挑戰(zhàn)。實現(xiàn)碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略目標，不僅將逐步解決我國社會經(jīng)濟發(fā)展過度依賴傳統(tǒng)能源的局面，也是為高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展開辟一條創(chuàng)新的綠色之路。
再次，要從綠色環(huán)保、造福子孫后代的高度認識實現(xiàn)碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略目標的意義。由于人類大量使用能源導(dǎo)致二氧化碳排放量高，并引發(fā)大氣污染、地球溫度升高，雪山融化、海平面上漲，生態(tài)環(huán)境惡化，大量物種消失等許多不可逆問題，人類賴以生存的家園將災(zāi)難性毀滅。當前，過量碳排放造成的嚴重大氣污染和環(huán)境問題，已經(jīng)越來越成為影響我國人民美好生活的重大問題。中央多次提出要打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，但要在根本上徹底解決大氣污染問題，給老百姓一個凈朗的天空和潔凈的空氣，就得徹底解決化石能源問題。
正式基于上面這些認識，全國供熱系統(tǒng)更感覺自身責任重大，更決心在實現(xiàn)碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略目標的進程中貢獻最大的力量。全國供熱系統(tǒng)的目標方向是，既要全面滿足城市經(jīng)濟發(fā)展和人民安居樂業(yè)的不斷增長的需求，又要努力提高高效節(jié)能的創(chuàng)新舉措將供熱熱源導(dǎo)致的二氧化碳排放最大限度地降下來。
積極探索全國供熱系統(tǒng)推進實現(xiàn)碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標的創(chuàng)新之路
國家能源局2021年4月22日發(fā)布了《2021年能源工作指導(dǎo)意見》，指出加大清潔取暖工作力度，建立健全的清潔取暖政策體系，實現(xiàn)北方地區(qū)清潔取暖率達到70%，研究推進西南高寒地區(qū)清潔取暖改造。依據(jù)這一目標，中國工程院院士江億在碳達峰碳中和與供熱發(fā)展相關(guān)會議上指出，未來供熱的兩種零碳熱源方式：
一是電動熱泵作為主要熱源，全面實現(xiàn)電氣化，主要包括空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵，以及大量工業(yè)低品位余熱，包括垃圾焚燒，包括數(shù)據(jù)中心的熱量等等
二是熱電聯(lián)產(chǎn)余熱作為主要熱源，作為集中供熱傳統(tǒng)熱源。
針對未來供熱熱源的選擇使用進行可行性比對分析，以下幾種都具有可行性，可依據(jù)不同地區(qū)、不同環(huán)境、不同條件因地制宜。
（1）電驅(qū)動空氣源熱泵：運行穩(wěn)定，安裝使用靈活，適用于居民小區(qū)、工商業(yè)辦公、生產(chǎn)等建筑，空氣源熱泵將作為未來供熱行業(yè)熱源的首選，適合大面積推廣。
（2）水源熱泵：前提必須有充足的水源，靠近湖、江。
（3）地源熱泵：能效相對較高，但會受地域限制，熱平衡限制，不適宜大面積發(fā)展。
（4）高效回收低品位余熱技術(shù)，受地域限制，能源數(shù)量限制，只能解決附近周邊部分建筑取暖問題。
（5）熱電聯(lián)產(chǎn)余熱：主要面臨三方面的技術(shù)突破。一方面是熱電聯(lián)產(chǎn)是我們傳統(tǒng)供熱熱源，以往缺陷在于受到遠距離輸送和面積飽和兩方面因素的限制。二方面是現(xiàn)有ccs技術(shù)的應(yīng)用不夠成熟，投入成本也很大很麻煩，所以還是盡可能減少這一塊煤油氣的使用，能用電盡可能優(yōu)先用電。三方面是待解決的跨季蓄能技術(shù)，通過收集電廠余熱，儲存到一個很大的單體蓄熱池內(nèi)，用于秋冬季節(jié)取熱，單體蓄熱池子建設(shè)標準容量一千立方米以上，深度大于30米，再把上面給蓋上。綜合考慮土地價格等因素，這種技術(shù)成本太高了，單方造價控制還未解決。
供熱系統(tǒng)探索節(jié)能降耗、綠色低碳技術(shù)突破的創(chuàng)新案例
河北中實新能源設(shè)備制造有限公司通過多年探索與研究，與哈爾濱工業(yè)大學(xué)進行合作，共同研發(fā)一套高效、穩(wěn)定的供熱自動化控制系統(tǒng)—“3+1”智慧供熱系統(tǒng)。通過與河北盛博熱力合作實踐，取得了很好的節(jié)能效果，形成一個新的供熱格局。
什么是“3+1”智慧供熱系統(tǒng)呢？
“1”穩(wěn)定、高效的電驅(qū)動空氣源熱泵
“1”智能化供熱機房
“1”末端平衡系統(tǒng)
“+1”清潔能源遠程管控一體化平臺
以上就形成了我們的“3+1”智慧供熱系統(tǒng)。下面我們具體介紹一下“3+1智慧供熱系統(tǒng)”的設(shè)計理念以及能解決的問題。
首先，熱源的選擇
就目前幾種熱源形式，如水源熱泵，地源熱泵及高效回收低品位余熱技術(shù)雖然能效相對比較高，但他們都有共同的缺點受到地域的局限，其次地源熱泵還會受到熱平衡等方面因素限制，這樣的熱源還是不夠穩(wěn)定、不夠充足；再比如選用熱電聯(lián)產(chǎn)余熱作為熱源，就ccs技術(shù)及尚需開發(fā)的跨季儲熱而言，管網(wǎng)敷設(shè)面積太大，前期投資成本過高，同時不方便維護管理，甚至偏遠地區(qū)無法實現(xiàn)。
綜合考慮到前期投資建設(shè)、后期運行成本、地域限制、運行穩(wěn)定等多方因素。我們自主研發(fā)了空氣源熱泵。在設(shè)計研發(fā)中，我們綜合考慮并解決了的設(shè)備高效除霜問題、氣候補償問題及振動噪音問題。我們擁有國家一級實驗室，通過不斷的研究試驗，目前能根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件量體裁衣，生產(chǎn)出適合于當?shù)貐^(qū)域運行效果最佳的空氣源熱泵，也可以根據(jù)建筑物的性質(zhì)，比如住宅、寫字樓等，設(shè)計側(cè)重制熱為主或者制冷為主的空氣源熱泵。做出了一款穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)更具特色的電驅(qū)動空氣源熱泵，達到了行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。
其次，智能化管理的供熱能源站：我們秉承的節(jié)能、環(huán)保的設(shè)計理念，通過與河北盛博熱力公司多年的合作交流，研發(fā)生產(chǎn)出了高效節(jié)能、智能集成的供熱機房系統(tǒng)。
我們是如何實現(xiàn)高效節(jié)能、智能集成的呢？
高效節(jié)能化：一方面根據(jù)系統(tǒng)邏輯匹配合理的水泵等設(shè)備，達到減阻增效的能力；另一方面通過采集用戶側(cè)室內(nèi)溫度、和采集當日室外溫度、濕度等因素，自動調(diào)整每臺設(shè)備運行數(shù)量及系統(tǒng)運行模式，做到用多少熱產(chǎn)多少熱，按需供熱，最終達到穩(wěn)定輸出的最佳節(jié)能效果。塊
智能集成化：是取代現(xiàn)場建造的一種方式。系統(tǒng)設(shè)計采用3D全站掃描儀對現(xiàn)場機房進行全方位的精確掃描測量，根據(jù)測量的點云數(shù)據(jù)用BIM反向建模，設(shè)計出人性化、智能化、高效精準的機房模型。
通過等離子切割機、自動焊接機和最先進的測控技術(shù)，在工廠內(nèi)完成機房系統(tǒng)構(gòu)建，管組模塊預(yù)制加工、檢測、預(yù)裝配、最后將拼裝組件運至現(xiàn)場進行裝配，保證系統(tǒng)組裝的精度，提高了安裝質(zhì)量，縮短了安裝周期，精準美觀。解決了哪些問題？1、季節(jié)性安裝，工期緊張，標準化機房從設(shè)計在出廠5天完成。2、焊接技術(shù)有保證，接縫處平整，減少系統(tǒng)阻力。
最后，末端平衡系統(tǒng)：
通過采集每戶室內(nèi)溫度信息，調(diào)整每戶的閥門開度，是每戶溫度平衡，有效的解決中間戶過熱，邊角戶溫度不達標的難題，并有效的減少熱損失，也達到了節(jié)能的效果。
終極，“1”代表了我們的清潔能源管控一體化平臺
能夠解決什么問題？1、能夠精準的掌握各供熱站的運行情況，對各站運行參數(shù)進行實時預(yù)警，減少人員的配備。2、精準供熱，高效節(jié)能。
清潔能源管控一體化平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)及供熱運行大數(shù)據(jù)、綜合集成法、虛擬技術(shù)、三維建模、自控建模等工具和方法的應(yīng)用，依托互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息共享，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)全面透明的信息化管理；智能融合能源站生產(chǎn)能力和氣象模型參數(shù)等，實現(xiàn)用戶熱負荷供需平衡在線模式分析和評估，達到按需精準供熱、高效節(jié)能的目的。
綜上，我們通過一個清潔能源管控一體化平臺，有機整合供熱熱源、供熱能源站、末端平衡系統(tǒng)，打造出一款順應(yīng)國家政策走向，適合于供熱行業(yè)環(huán)保、節(jié)能、穩(wěn)定的“3+1”智慧供熱系統(tǒng)。我們力爭做清潔能源集中供暖的先驅(qū)者，供暖行業(yè)的變革者，智慧能源的創(chuàng)造者。
成功案例：（以下電費計算依據(jù)，供熱當?shù)仉妰r執(zhí)行標準，采用峰谷電價：谷：0.28元/度，峰0.52元/度）
案例一、中捷三分場和悅住宅小區(qū)，是新農(nóng)村搬遷的住宅小區(qū)，始建于2012年，建筑面積10.44萬㎡，早期采暖方式是地熱井供熱，2019年河北省政府加強地熱井開發(fā)利用管理，地熱井被依法關(guān)停取締，2019年冬季將該小區(qū)熱源改造為空氣源熱泵。2020年該小區(qū)實際供熱面積為8.15萬㎡，入住率78.1%，熱耗0.33GJ/㎡，綜合能效達到2.407，每平米電費為17.83元/㎡，室內(nèi)溫度在20-22℃，完美解決了偏遠地區(qū)因市政管網(wǎng)未敷設(shè)，存在的居民供熱難題。
案例二、中捷四分場和順住宅小區(qū)，屬于新農(nóng)村搬遷的住宅小區(qū)，總建筑面積6.34萬㎡，自2010年開始采用地源熱泵方式供熱，冬季取走的熱量在夏季得不到補償，長此以往地下淺層溫度失去平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)無法運行，在2020年冬季將該小區(qū)改造為空氣源熱泵供熱。2020年該小區(qū)實際供熱面積為4.09萬㎡，入住率64.52%，熱耗0.34GJ/㎡，綜合能效達到2.64，每平米電費為15.19元/㎡，室內(nèi)溫度20-22℃，效果很理想，在保證給老百姓提供舒適溫暖的居住環(huán)境同時，供熱系統(tǒng)也做到了穩(wěn)定、節(jié)能。
案例三、中捷博愛家園，屬于商品住宅小區(qū)，總建筑面積25萬㎡，2020年入網(wǎng)供熱12萬㎡（一期），21年入網(wǎng)供熱13萬㎡（二期），該小區(qū)采用的“3+1”智慧供熱系統(tǒng)，熱源為空氣源熱泵。2020年該小區(qū)實際供熱面積為7.62萬㎡，入住率63.08%，熱耗0.31GJ/㎡，綜合能效達到2.66，每平米電費為13.22元/㎡，室內(nèi)溫度20-22℃，該項目成功落地，使我們更堅信了我們未來的發(fā)展目標，作為運營方，既做到了清潔能源供熱，同時成本也得到有效的控制，減少了資源的浪費；對于老百姓來說室內(nèi)溫度很舒適，取暖價格也不貴，供暖效果得到了老百姓的認可，做到了零投訴。
結(jié)束語：供熱行業(yè)未來的發(fā)展方向，1、供熱行業(yè)涉及民生，必須保證供熱持續(xù)穩(wěn)定性，不受局域限制，供熱溫度舒適溫馨；2、成本問題：投資建設(shè)成本開發(fā)建設(shè)單位能夠承擔，取暖費老百姓也滿意；3、也是我們目前最熱門，最關(guān)心的問題零碳供熱，為實現(xiàn)我們2060年碳中和這一目標，最終給我們子孫后代留下一個潔凈的地球奉獻出一份力量。（
