供熱方式的變遷,生動(dòng)深刻地折射了人類(lèi)經(jīng)濟和生活的發(fā)展進(jìn)化??v觀(guān)幾千年歷史,以煤炭使用為標志,人類(lèi)進(jìn)入工業(yè)社會(huì )不過(guò)近200年的時(shí)間,盡管它又黑又臟且開(kāi)采困難,但工業(yè)革命之后,煤炭確實(shí)已經(jīng)成為工業(yè)的血液。
六七十年代,中國的家庭也有了定額領(lǐng)煤的條件。冬天燒煤取暖,夏天電扇一轉,是彼時(shí)中國家庭的集體記憶。而社區集中采暖出現在八九十年代。進(jìn)入21世紀,科技進(jìn)步使供熱方式越發(fā)多樣化,燃氣供熱出現在了人們視野。2015年左右北方地區的大范圍霧霾,將矛頭直接對準了“煤炭”,“煤改電”政策推出后,人們對溫度的需求也更加健康、環(huán)保。
可以說(shuō),人類(lèi)社會(huì )對“熱”的利用形式越來(lái)越多元,對熱能利用的效率不斷提高。不僅如此,對“熱”利用場(chǎng)景多樣化。如在人們日常生活中需要集中用水和隨時(shí)用水,如何實(shí)現及時(shí)供熱?在礦井作業(yè)場(chǎng)景中,需要保證井下空氣溫度不低于2℃,如何保證穩定供熱?又比如在畜牧養殖場(chǎng)景中,則需要機組運行可靠,設備耐腐蝕,同時(shí)滿(mǎn)足殺菌等特殊需要。
面對多元場(chǎng)景的挑戰,城市供熱如何進(jìn)化升級?
首先是推動(dòng)更加穩定、高效的供熱技術(shù)。
我們國家不久前也提出了《“十四五”現代能源規劃體系》,要求因地制宜推廣空氣源熱泵、水源熱泵、蓄熱電鍋爐等新型電采暖設備。今年3月2日,在特斯拉首次投資者日活動(dòng)上,馬斯克公布了特斯拉“宏圖計劃”,其中包括用熱泵給房屋供暖,以減少22%的化石燃料使用,在此背景下,熱泵技術(shù)正在逐漸進(jìn)入人們的視野。
熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節能裝置,可分為空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵等,分別以空氣、地下水、土壤的熱能作為熱源,并將其集中在室內使用,其中最常見(jiàn)的熱泵類(lèi)型是空氣源熱泵。熱泵是提供安全且可持續供暖的有效方法。由低排放電力驅動(dòng)的熱泵是全球向安全且可持續供暖過(guò)渡的核心技術(shù)。中國節能協(xié)會(huì )稱(chēng),目前市場(chǎng)上熱泵的能源效率是天然氣鍋爐的三到五倍。在持續的全球能源危機下,熱泵減少了家庭面對化石燃料價(jià)格快速上漲時(shí)的風(fēng)險。
不僅如此,用熱泵代替化石燃料鍋爐可以顯著(zhù)減少供暖所需的溫室氣體排放,隨著(zhù)電力系統的脫碳,這一優(yōu)勢將進(jìn)一步增強。以室內供暖為例說(shuō)明熱泵節能的效果,中國節能協(xié)會(huì )數據顯示,若向室內供應10kW熱量維持室溫20°C,采用燃煤供暖需要提供14.286kW的化學(xué)能(燃煤效率取70°C),并排放大量污染物;采用電阻加熱器,直接加熱室內空氣,至少需要供給電能10kW;而采用電能驅動(dòng)熱泵向室內供暖,僅消耗2.857kW的電能(COP取3.5),熱泵供暖減少了大量高位能源消耗,也正因此,熱泵行業(yè)正在越來(lái)越多的被各行各業(yè)所接受。
在工業(yè)生產(chǎn)當中:熱泵機組作為一種新型節能的熱源裝置,可用于各種工業(yè)生產(chǎn)的場(chǎng)景,以滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)中的溫度、濕度、潔凈度等要求。
在商業(yè)與服務(wù)業(yè)當中:熱泵機組可應用于商業(yè)和服務(wù)業(yè)的冷暖需求,如超市、酒店、餐飲、辦公樓、劇院等等領(lǐng)域,熱泵機組的節能環(huán)保特性,在此類(lèi)場(chǎng)所中具有顯著(zhù)優(yōu)勢。
熱泵機組還可以用于各種特殊領(lǐng)域,如醫療、高科技、圖書(shū)館等場(chǎng)所的溫濕度控制,保證這些領(lǐng)域的環(huán)境質(zhì)量和專(zhuān)業(yè)要求。
而從全球角度來(lái)看,尤其從能源短缺的歐洲來(lái)看,熱泵有著(zhù)特殊意義。其使用有助于快速減少天然氣進(jìn)口,這一點(diǎn),在歐洲地區的作用更為明顯。在歐盟地區,熱泵對于減少天然氣供暖依賴(lài)的潛力特別大,這是由于天然氣是歐盟最常用的取暖燃料,且近期價(jià)格上漲幅度最大。2022年國際能源署發(fā)布的《熱泵發(fā)展展望》提及,到2030年熱泵銷(xiāo)量將從2021年的200萬(wàn)臺增加到700萬(wàn)臺。這一部署將在2025年將天然氣消耗量減少70億立方米,到2030年減少210億立方米,相當于2021年歐盟從俄羅斯管道進(jìn)口的近15%。
熱泵機組的應用范圍廣泛,是一種能夠滿(mǎn)足各種非標準需求的設備,可為各個(gè)行業(yè)帶來(lái)更好的能源利用效率和節能效益。
其次,是探尋多能互補,更加柔性的熱能利用方式。
隨著(zhù)國家對綜合能源利用的大力支持,熱泵誕生出更加多元的利用形式??梢哉f(shuō),在技術(shù)發(fā)展、政策支持、市場(chǎng)推動(dòng)的多重因素下,建筑樓宇在能源體系中的身份正在改變,正從能源消費者轉變?yōu)槟茉瓷a(chǎn)者+消費者+管理者等多重身份,也正因此,樓宇減碳的未來(lái)被重新定義。例如通過(guò)與光伏、柔性化控制相結合,實(shí)現發(fā)電側儲能、輸配電側儲能和用戶(hù)側儲能三大場(chǎng)景全面覆蓋的方案,即“光儲熱柔”一體化解決方案,促進(jìn)了用能的綠色發(fā)展。
光儲熱柔是建筑領(lǐng)域應用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、分布式儲能、熱泵空調和柔性交互這四項技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng),通過(guò)有效減少能耗,大力發(fā)展新能源應用,達到減少碳排的目的。
“光儲熱柔建筑”配備了綠色光伏發(fā)電系統、動(dòng)態(tài)調節儲能系統,高效供熱(冷)系統、智慧柔性控制系統。這四大系統可滿(mǎn)足綠色能源供應、電力動(dòng)態(tài)調配,高效供能、源荷互動(dòng)等管理需求,實(shí)現全屋可再生電力供應,創(chuàng )造健康舒適的居住環(huán)境。在實(shí)現綠色用能之外,光儲熱柔解決方案還將能源自給率,從30%提升至90%。除了節能環(huán)保、節省生活成本外,還提高了建筑應對極端天氣,停電等突發(fā)情況的抗風(fēng)險能力,讓生活更加舒適便捷。對于工業(yè)園區來(lái)說(shuō),這個(gè)方案還能幫助園區實(shí)現節能減排,提升碳管理水平,降低能源成本,打造綠色低碳標桿園區。
新時(shí)代提出新命題。隨著(zhù)雙碳目標的深入,供熱行業(yè)也迎來(lái)綠色發(fā)展新階段。2023年中國供熱展期間,美的集團旗下的美的樓宇科技,將針對“多元場(chǎng)景的挑戰,城市供熱如何進(jìn)化升級” 在“3060”雙碳背景下,供熱行業(yè)迎來(lái)綠色發(fā)展新階段,清潔供熱產(chǎn)品熱泵及可再生能源供熱解決方案,受到國內外市場(chǎng)的熱烈追捧,為了助推供熱行業(yè)低碳轉型和高質(zhì)量發(fā)展,5月11日上午10:30,美的全場(chǎng)景綠色供熱解決方案將在美的樓宇科技展臺重磅發(fā)布,涵蓋多場(chǎng)景熱泵解決方案和光儲熱柔解決方案,為城市不同場(chǎng)景提供更節能環(huán)保的供熱方式。
5月11日,中國供熱展,美的樓宇科技與您不見(jiàn)不散。