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江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式提供熱源的技術(shù)

中國(guó)爐具網(wǎng)    作者:江億    來源:熱泵市場(chǎng)    日期:2021-10-15 11:03:32    瀏覽:984
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        爐具網(wǎng)訊:10月11日-12日,2021中國(guó)熱泵行業(yè)年會(huì)在武漢盛大召開。年會(huì)以“熱泵助力碳中和、行業(yè)發(fā)展再揚(yáng)帆”為主題,超1000余人齊聚一堂,共謀“雙碳戰(zhàn)略”背景下熱泵行業(yè)發(fā)展大勢(shì)。中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)工程院江億院士發(fā)表了《雙碳目標(biāo)下的熱泵行業(yè)發(fā)展機(jī)遇》主題報(bào)告。

        在這段50分鐘的演講中,江億院士主要傳達(dá)了以下幾個(gè)觀點(diǎn):

        實(shí)現(xiàn)碳中和就必須實(shí)現(xiàn)以可再生能源為基礎(chǔ)的零碳能源和低碳能源結(jié)構(gòu)
        熱泵技術(shù)的機(jī)遇在于熱泵是電力高效轉(zhuǎn)為熱量的最佳途徑
        熱泵技術(shù)的新挑戰(zhàn)第一是做高效,第二是高溫和干燥,第三是綠色工質(zhì)
        低碳能源條件下燃料必然升值,余熱將成為重要資源,熱泵余熱回收大有可為
        整個(gè)社會(huì)減碳量的15%靠熱泵。熱泵在建筑領(lǐng)域大概能替代3.5億噸,在集中供熱大概能替代1~1.5億噸,工業(yè)生產(chǎn)中能替代10億噸

        本文約7700字,僅為部分文字實(shí)錄。精華多多,請(qǐng)耐心閱讀。由《熱泵市場(chǎng)》雜志根據(jù)會(huì)議錄音整理。開場(chǎng)部分及第一部分“零碳能源的特點(diǎn)和挑戰(zhàn)”省略,完整版可參看后續(xù)視頻。(已獲主辦方授權(quán)發(fā)布,但未經(jīng)演講人本人審閱。)

江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù)

        熱泵是電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效轉(zhuǎn)化為熱量的最佳途徑。

        以前的電是從火電來的,燒煤發(fā)電效率百分之三十幾,四十不到,燃?xì)獍l(fā)電效率50%,所以以前用熱泵來產(chǎn)熱的時(shí)候,都有一個(gè)COP限制,說 COP不能太低,比如說COP只有高于2.5才劃算,不然的話你一份電才出兩份熱。我要是直接燒火,我出的熱還多,你這個(gè)就賠了,所以就給熱泵定了個(gè)由電轉(zhuǎn)化成熱的一個(gè)界限,只有高于2.5,甚至只有高于3,才比直接燃燒取熱節(jié)能。

        這是化石能源時(shí)代,這個(gè)是沒錯(cuò),都符合咱們實(shí)際的轉(zhuǎn)換過程。

        但是現(xiàn)在的形勢(shì)變了。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電力以后不是來源于火電,而是來源于零碳電了,熱泵的任務(wù)是由電轉(zhuǎn)化成熱,參考對(duì)象是什么?這時(shí)候的參考對(duì)象是電熱,而不是燒火發(fā)電了,那么電熱的COP是多少?它是1。

        這么一來,只要COP>1,是不是就比電熱節(jié)能?電網(wǎng)公司使勁上電鍋爐,它的COP就是1,熱泵要能產(chǎn)生同樣溫度的熱,COP始終>1,是不是就比電熱節(jié)能?

        這就極大地?cái)U(kuò)充了熱泵的可應(yīng)用領(lǐng)域,這件事兒希望咱們參會(huì)的諸位好好想想。

        可能我說這話,大概就會(huì)有人反對(duì),說江億說的不對(duì),為什么?因?yàn)楝F(xiàn)在電力可能一半以上還是來自于燃煤,你看這煤一漲價(jià)一緊張,不就限電就沒電了嗎?你怎么還認(rèn)為只要COP大于1就節(jié)能?本來還按煤電的話COP還應(yīng)該>2.5,COP>3。

        此言是對(duì)的,但是任何事我們都要發(fā)展著看。這些年來,經(jīng)過各部門的不斷努力,火力發(fā)電的占比實(shí)際在逐漸下降,隨著火電成分逐漸下降,可再生電力的比例不斷上漲,對(duì)應(yīng)的每一度電的含碳量也在不斷下降。

        像以前是百分之百是燒煤的電一度電什么的,0.8k/Kg二氧化碳了,然后這些年0.8、0.7、0.6,現(xiàn)在應(yīng)該中國(guó)平均是0.58,我想今年年底每度電的碳排放量比0.58公斤還會(huì)再低一點(diǎn)。

        第二條,我們現(xiàn)在干事兒是面向未來,如果中國(guó)一定要走這條路,未來必然是大比例的零碳電,來自于風(fēng)電光電、核電。那么這種東西來的電應(yīng)該是COP>1就是節(jié)能的,不然你說水電你給我變熱,你還有什么辦法變出熱呢?

        那一邊在發(fā)展,我們這兒也是發(fā)展,我們發(fā)展是為了看著10年之后,15年之后,那么10年之后,我相信中國(guó)的可再生電力會(huì)占到一半,15年之后、20年之后會(huì)可再生電力應(yīng)該占的比例更大,所以這事應(yīng)該同步的進(jìn)行,他搞電力的可再生電力化,這邊就搞我的熱量由熱泵來提供。不能等它電都弄完了,說現(xiàn)在全程綠電了,你們趕緊弄熱泵,本來熱泵COP>1就行了,現(xiàn)在還不行,現(xiàn)在還得搞到2.5,它不是這樣的。我們現(xiàn)在就應(yīng)該開始布局,朝那方向努力,當(dāng)然COP越高越好。但是以前被排除被認(rèn)為的COP只有一點(diǎn)幾的技術(shù),現(xiàn)在應(yīng)該重新審視了。

        這么一看,就有新的領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

        首先是什么?蒸汽!

        熱泵能不能做蒸汽?說要七八十度熱的時(shí)候做東西,像空氣源熱泵,產(chǎn)生蒸汽行嗎?有些人會(huì)說那些東西不行,COP就一點(diǎn)幾多,省不了多少電,但COP1.5怎么樣?1.3怎么樣?COP1.3不也比電熱的蒸汽發(fā)生器節(jié)能30%嗎?這也挺好。所以這也是一個(gè)很重要的發(fā)展方向。

        因?yàn)閷?shí)現(xiàn)能源革命,就得燃煤燃?xì)忮仩t給取消掉,現(xiàn)在大量的中小型鍋爐,在醫(yī)院、在賓館、在酒店,在洗衣房燒蒸汽來提供熱量,導(dǎo)致大量二氧化碳排放。燃?xì)獗鹿苁菬細(xì)膺€是燒煤,都是該取消的對(duì)象,那么我們發(fā)展電動(dòng)熱泵來產(chǎn)生蒸汽。能替代這個(gè)嗎?只要大于一點(diǎn)幾,這都是節(jié)能的,都值得提倡。

        再有比如說我們飲水,熱泵型開水器,中國(guó)人就要開水,這東西能不能做?工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有不少工序需要70、80、90℃熱水,熱泵能不能做?干燥果實(shí)要40℃到80℃的干燥熱風(fēng),同時(shí)熱量最好通過熱泵回收排水、濕熱熱風(fēng),這些能不能做?

        這些內(nèi)容有的已經(jīng)做了,有的還是正在完善中,有的正在開發(fā)中,我覺得這都是新的課題。

        所以第一是做高效,第二是高溫和干燥。

        第三是什么呢?雙碳目標(biāo)下要求必須用綠色工質(zhì)。

        《基加利修正案》9月15日對(duì)我國(guó)正式生效。為此生態(tài)環(huán)境部專門組織了一個(gè)會(huì)議,來紀(jì)念前些年的工質(zhì)替代取得的重大工作成果,同時(shí)也吹響了履行基加利協(xié)議的號(hào)角,這又是咱們熱泵這一塊特殊的工作,也是跟氣候變化有關(guān)系。雙碳目標(biāo)下要求必須用綠色工質(zhì),不能再用高GWP的工質(zhì),高GWP的工質(zhì)會(huì)有溫室效應(yīng)影響氣候,這也是咱們熱泵領(lǐng)域面對(duì)的新問題。

        我再重新捋一捋,大概有幾個(gè)不同領(lǐng)域,咱們的熱泵是可以切入進(jìn)去。

江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù)1

        首先在建筑領(lǐng)域。

        建筑領(lǐng)域包括哪些?建筑領(lǐng)域現(xiàn)在要做的一個(gè)全面電氣化,把煤、油、氣全取消。因?yàn)楝F(xiàn)在建筑里直接燒煤,燒天然氣。燒煤燒天然氣,大約造成了一年6億噸二氧化碳左右的排放,直接排放,這得取消掉。這是第一條。

        那么要干的任務(wù)就是,咱們家里頭,商場(chǎng)里頭做飯可能得改電氣化,這件事大概熱泵使不上勁,但是生活熱水電氣化,這就是熱泵的應(yīng)用領(lǐng)域了。熱泵比直接電熱的熱水器效率高多了。

        替換像醫(yī)院賓館等建筑電動(dòng)蒸汽發(fā)生器,直接替換這些建筑物的燃?xì)庹羝仩t,這變成了一個(gè)很重要的任務(wù)。賓館飯店從南到北到處都有,得用電動(dòng)熱泵,制備蒸汽熱水,替代現(xiàn)在的燃煤燃?xì)忮仩t,又是一挺大的事兒,這都是解決直接碳排放問題。

        還有間接碳排放,就是咱們北方集中供暖需要大量的熱能。

        現(xiàn)在供暖方式不是樓里邊燒或者旁邊燒煤,就是遠(yuǎn)處鍋爐房或者電廠出來的熱,但是需要排放大量的二氧化碳,直接導(dǎo)致一年5億噸二氧化碳的排放量,這個(gè)也是該取消。在北方集中供暖領(lǐng)域,熱泵也可以起到很大的作用。

江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù)2

        剛才談到建筑領(lǐng)域,咱們?cè)倏垂I(yè)部門。

        工業(yè)部門的二氧化碳排放可以分成兩類——

        一類是出于工業(yè)的目的,比如說化工,本來它就把天然氣、煤當(dāng)成燃料,那是另一條道,還有像煉鋼拿焦炭做火燃劑,水泥生產(chǎn)上煤,也排放二氧化碳,是因?yàn)樗緛砭陀卸趸济俺鰜?,置換出來,這都是工藝過程的。這些東西好像跟熱泵不太容易打的交道。

        另外非工業(yè)過程目的的就是為了熱量,燒火取熱而使用燃料的。

        有多少?大概工業(yè)領(lǐng)域有大約25億噸每年的二氧化碳排放量,這比剛才建筑多多了。

        其中包括輕工業(yè)生產(chǎn)過程中的熱量需求,紡織、印染、皮革、造紙、制藥、食品、飲料產(chǎn)業(yè),就是飲料燒開了消毒,燒了90多度進(jìn)行消毒,然后再冷卻下來等等。

        很多輕工業(yè)行業(yè)都需要提供50~110多度左右的熱量,用來加熱、消毒。工業(yè)生產(chǎn),工藝生產(chǎn)過程,印染這些事兒。生產(chǎn)完之后,最后出來那產(chǎn)品都是常溫的,等于是我燒燃料給它熱了,燒熱完之后,干完這活還得給它涼下來,最后拿到那產(chǎn)品,結(jié)果熱量哪去了?熱量都跑到冷卻水里去了,或者冷卻風(fēng)給馬上都排了。所以這些領(lǐng)域是咱們熱泵可以好好發(fā)揮起作用,用熱泵通過電來替代化石燃料的,很重要的領(lǐng)域。

        而且熱泵是取低品位熱給它抬高,產(chǎn)生高品位熱量,這時(shí)候既然它這熱都沒隨產(chǎn)品走,最后它都排出來了,那么好好的回收這些余熱,把它當(dāng)做熱泵的熱源,這時(shí)候就可以實(shí)現(xiàn)高效的通過熱泵提供熱量。高效的熱量制備這事,這是都具備這種條件跟資源,所以這是我們熱泵該進(jìn)軍的,非常重要的領(lǐng)域。

        第二個(gè)化工生產(chǎn)過程。

        我對(duì)化工生產(chǎn)一點(diǎn)不懂,但是你給我講像是乙烯,每噸乙烯就得1G焦耳的熱量,得給它怎么加熱,這都是化學(xué)化工主任跟我講,好像我原來以為這都是生產(chǎn)原料什么的,你不用化石能源,不用天然氣不行,人家說其中大概一半多不是為了當(dāng)原料用,就是為了加熱。

        那么加熱有時(shí)候又產(chǎn)生出大量的低品位余熱,用100℃的熱,最后它出40~50℃的熱量又排了,所以化工企業(yè)有大量的冷卻塔不斷的排熱。咱們熱泵就得好好利用這熱量,別被冷卻塔排走,取回來后再提高溫度,又回到工廠工業(yè)生產(chǎn)過程中去,這多好。

        所以在化工領(lǐng)域,熱泵一定是大有作為,太多的這邊用高溫的熱,那邊排稍微溫度低點(diǎn)的熱給排出來,甚至還得那邊還要制冷,你把這些過程跟熱泵合起來,這能給把化石能源都替代了,解決咱們電動(dòng)熱泵高效的事兒。

        這是化工領(lǐng)域生產(chǎn)過程的應(yīng)用。

        機(jī)械生產(chǎn)過程,機(jī)器制造等很多工藝熱處理比如電鍍、噴漆等,我看這時(shí)候也都需要熱,同時(shí),因?yàn)樗皇翘嗟幕瘜W(xué)過程,所以它后來也要把一些低溫余熱排出去,這時(shí)候通過熱泵把這排的低溫余熱給它提起來,供這邊也挺重要的。

        再就是工業(yè)窯爐的應(yīng)用也是大有可為,玻璃陶瓷,包括一些燒結(jié)工藝,都是工業(yè)窯爐應(yīng)用范疇。那么,這時(shí)候這些東西溫度很高,需要上百度甚至上千度的溫度。

        有人說這么高的溫度熱泵就玩不轉(zhuǎn)了。的確,熱泵是不能直接提供這么高的溫度,但是你看整個(gè)的加熱過程,它前面有這個(gè)冷風(fēng)進(jìn)入,得把空氣預(yù)熱,然后那邊就排出熱風(fēng),那么你要是都給它變成電加熱的話,前面這冷風(fēng)也拿電加熱,可就不是加到幾百度上千度的熱量,而是在常溫下一點(diǎn)點(diǎn)加,這加熱過程應(yīng)該熱泵完全能夠勝任。

        從哪取熱?從排的風(fēng)那取熱。

        所以在玻璃、陶瓷這種窯爐里頭拿熱泵做兩頭,排風(fēng)、取熱、預(yù)熱、進(jìn)風(fēng),能夠省上1/3,說這省上更多的中間的電加熱,這就可以對(duì)節(jié)能起很大作用,所以在這些窯爐里頭,熱泵也不是沒事干,也可以好好的發(fā)揮起作用。

江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù)3

        那么工業(yè)過程除了加熱之外,還有干燥,干燥過程更是需要用熱泵了。當(dāng)然這不僅僅是工業(yè)生產(chǎn),農(nóng)副產(chǎn)品加工,也要干燥。

        山西某辣花椒產(chǎn)地,每年一到花椒加工干燥季,電力供應(yīng)都緊張,如果使用熱泵則可解決花椒干燥缺電的問題。

        包括工業(yè)生產(chǎn)過程,我知道一個(gè)企業(yè)做印刷,彩色印刷應(yīng)用熱泵。彩色畫的干燥過程用了熱泵,效果特別好,質(zhì)量提高,降低能耗。

        干燥過程不光用在這高級(jí)東西上,吃的,用的,連低級(jí)東西,像污泥干燥,泥煤重新給它變成可燒的這么煤塊,這些干燥過程也可以通過熱泵一邊加熱一邊回收排放的余熱,這都有很大的效益,都是有很大的需求。

        那么這類東西的特點(diǎn)都是干燥過程都得需要低溫余熱,低溫余熱在哪兒?正好是你干燥那排的熱濕空氣,你給它回收回來,就成為熱泵很好的低溫?zé)嵩戳恕?br />         當(dāng)然也還有那種問題,說烘干是該加上熱風(fēng),還是該直接加熱被干燥的物料,這個(gè)理論能分析的清楚,希望讓它干燥的物料直接加熱,效率要高得多。但是換熱的關(guān)系,怎么拿熱泵去把這熱量輸出給它,直接對(duì)上被干燥的物料,這里邊都有好些創(chuàng)新,好這個(gè)竅門來仔細(xì)去做去。

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        然后還有好些新的領(lǐng)域出來,非常典型的就是數(shù)據(jù)中心。

        現(xiàn)在咱們說抓新基建,新基建大量的4G、5G基站。5G是電老虎,那么這些電都哪去了?最后都變成熱量的形式出來了,芯片不能存電,所有50℃、40℃、30℃的余熱白白浪費(fèi)了。

        有資料顯示,數(shù)據(jù)的行業(yè)一年用電量就要達(dá)到2000億度電,2000億度電,這可是7億GJ。7億GJ是什么概念?我們中國(guó)未來北方城市建筑供熱有50GJ就夠了,這7億GJ它占它能提供1/7,你要把這塊熱量都給收回來,1/7建筑采暖熱量就夠了,省下多少大鍋爐。

        而且現(xiàn)在整個(gè)的趨勢(shì)是什么?就是數(shù)據(jù)中心為了節(jié)能,不斷的提高冷卻水的溫度,以前是7℃、10℃,現(xiàn)在是已經(jīng)是15~20℃,進(jìn)供水15℃,回水20℃,在溫度下都能滿足它的冷卻要求了。而熱風(fēng)從機(jī)柜里頭排出來大概都比30℃高了。在它要求的溫度下排熱,那么已經(jīng)適合使用熱泵做低溫?zé)嵩戳?。所以一頭制冷一頭制熱,這時(shí)間不長(zhǎng),很快。通過用兩頭一邊給這個(gè)數(shù)據(jù)中心提供低溫的冷源,那邊就出熱,解決咱們供熱要求的熱量,這是一個(gè)很重要的領(lǐng)域了,應(yīng)該是該好好動(dòng)腦子了。

        此外,再小一點(diǎn),各種洗浴中心,集中區(qū)域分散區(qū)域生活熱水、排水,這水臟了最后都是溫的,20多度甚至還更高,但這些中低溫水都被排到下水管了,造成嚴(yán)重的浪費(fèi),應(yīng)該把這部分的熱量回收起來,用它去滿足熱水升溫的要求,這又是一個(gè)特別重要的一個(gè)領(lǐng)域。

        比如說,我生活熱水要制備45℃的熱水,我現(xiàn)在那兒大量排著25℃用完了的臟水,我要把這臟水給它冷卻到10℃,能提出15℃熱量來,15℃熱量,我本來是要這個(gè)是45℃的,比如說也是自來水15℃自來水加熱到45℃,那么15℃要加30℃,這兒我已經(jīng)能夠提出15℃,熱泵完全可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。所以回收各種洗浴、生活熱水排水的熱量,來解決生活熱水制備問題,應(yīng)該以后變成常態(tài),大規(guī)模的都應(yīng)該這么做。

        只要有水有熱量的地方,就有余熱排出,有效的回收各類余熱,解決熱泵的低溫?zé)嵩磫栴},這是我們應(yīng)該好好考慮,在各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)考慮這東西的事兒。

        隨著零碳低碳的能源的發(fā)展,別看現(xiàn)在缺電,以后相對(duì)來說,電的價(jià)格會(huì)降低,什么會(huì)漲價(jià)?燃料成珍貴的了,成寶貝了,因?yàn)槊喊?、氣啊都不許用了,就剩點(diǎn)生物質(zhì)能源了,所以燃料必然會(huì)升值,成了珍貴的東西。

        燃料一升值,余熱就成了特別重要的資源了。所以以后余熱成了非常重要的資源,好好挖掘,好好利用。熱泵就成了利用這些余熱資源最好的手段。

江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù)5

        按照前面的分析,大概我們熱泵在各個(gè)領(lǐng)域里擔(dān)當(dāng)?shù)娜蝿?wù)是這樣的:

        在建筑領(lǐng)域現(xiàn)在建筑一年排直排的是6億噸二氧化碳,熱泵能替代3.5億噸,我說的直接排放的不包括電力。

        供熱的集中的間接排放的一年是5億噸,熱泵大概能替代1~1.5億噸二氧化碳。

        工業(yè)生產(chǎn)中非工藝過程的碳排放都是為了燒火,為出熱的,一年是25億噸,有些東西熱泵不好替代,熱泵能替代多少?能替代10億噸二氧化碳。

        這兒都合起來,那要是好好把這熱泵用好了。這市場(chǎng)一年就是說有每年15億噸二氧化碳排放的減排效果。

        中國(guó)現(xiàn)在大約是一年排放100億噸二氧化碳,其中有小40億噸都是電力系統(tǒng)(供應(yīng))。那么我們要把這100億噸拿來看,通過熱泵能給國(guó)家減排或者說碳中和大目標(biāo)能做出多大貢獻(xiàn)?按照上述的數(shù)值就是15%的貢獻(xiàn)。這樣相當(dāng)厲害了,咱們這一個(gè)行業(yè)能為國(guó)家的大戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)15%,應(yīng)該是很重要的一個(gè)實(shí)現(xiàn)碳中和的生力軍。

        現(xiàn)在中國(guó)的電力生產(chǎn)排40億噸的話,建筑直接排放和用的熱力11億噸,交通大約是8億噸,然后工業(yè)里邊的工藝過程是10億噸,非工藝過程燃燒25億噸,這是100億噸。

        咱們熱泵用好了,能把其中的15%給它干掉,這就是咱們可以干的,有能力干的這事兒!

江億院士:熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù)6

        要完成這些重大的任務(wù),這是光榮的使命跟責(zé)任。那么,對(duì)熱泵就提出好些新挑戰(zhàn)。

        比如說,能產(chǎn)生高溫嗎?因?yàn)橛行┕I(yè)應(yīng)用要這種溫度下的東西。

        如果低溫?zé)嵩词?0℃,COP應(yīng)該能達(dá)到2以上。以前說2不行,現(xiàn)在剛才我講了2也節(jié)能,這時(shí)候該怎么做?用哪種技術(shù)?雙級(jí)壓縮?用什么循環(huán)工質(zhì)是吧?可以產(chǎn)生蒸汽嗎?必須要2公斤到4公斤的蒸汽,滿足工業(yè)和民用的要求,這時(shí)候也是取20℃的低溫?zé)嵩?,COP可以達(dá)到1.5,可不可以?

        像上海王如竹教授的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的在低真空下閃蒸加熱之后出低壓蒸汽,然后蒸汽壓縮機(jī)把這蒸汽給絕熱給壓到你要求的壓力去,這就出來了。整個(gè)過程就跟蒸汽輪機(jī)發(fā)電很相近,跟咱們?cè)瓉淼陌l(fā)電反著走。

        發(fā)電是高壓蒸汽進(jìn)去,絕熱膨脹發(fā)出電來,然后剩了低真空蒸汽冷凝器冷凝,把熱量排在冷空氣里頭成水了?,F(xiàn)在把水收過來先加熱,從低溫?zé)嵩慈幔嶂箝W蒸,閃蒸經(jīng)過熱泵,把溫度提高,經(jīng)過咱們的常規(guī)熱泵提高點(diǎn),從低溫?zé)嵩茨侨?,然后閃蒸變成低壓蒸汽,然后拿蒸汽壓縮機(jī)一壓,壓出要求的壓力來,整個(gè)過程跟發(fā)電的過程反著的,這也解決蒸汽要求,所以這一領(lǐng)域挺重要。

        熱泵還是離不開低溫?zé)嵩础D敲丛谀娜フ业蜏責(zé)嵩??還是老話題,開發(fā)各類余熱資源,排煙、排風(fēng)、排水,包括有些冷卻水,只要比大氣溫度高,都是好東西,從這些資源取熱總比從空氣里取熱合適。

        再則現(xiàn)在發(fā)展的開發(fā)利用的中深層地?zé)?,把這井一下打2000米、3000米下去,然后管道下去再轉(zhuǎn)回來,水在管里走,取熱不取水,不會(huì)給地下環(huán)境帶來任何影響,但是把地里那點(diǎn)熱能取上來,能取出30℃甚至于40℃的熱量,這還不能滿足工藝要求怎么辦?再通過熱泵進(jìn)一步提溫,達(dá)到所要求的50℃、80℃熱水,甚至于蒸汽。

        但開發(fā)中淺層地?zé)嵝枰蛳嚓P(guān)部門申請(qǐng),有時(shí)候沒條件的話,但是旁邊有江河湖海,也還是可以取江河湖海的常溫水的熱量,夏天20℃、30℃,冬天甚至在10℃以下,這些東西通過熱泵也可以提取它的低溫?zé)?,然后解決咱們熱量需求問題。

        但是所有這些東西總是有各種各樣的限制條件,不是都適合,而空氣源應(yīng)該是放之四海都能用的東西。所以空氣源還是適應(yīng)性最廣的低溫?zé)嵩?,但是?duì)機(jī)組的技術(shù)要求更大,有很多難點(diǎn)需要去克服。

        剛才說的是熱泵本身的發(fā)展,再就該回到我剛才說那話了,怎么讓電動(dòng)熱泵參與電網(wǎng)的峰谷調(diào)節(jié),為電網(wǎng)移峰填谷做貢獻(xiàn)。

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        比如說生活熱水制備,可以在不用熱水的時(shí)候把水箱的水弄熱,所以挑低谷電多的時(shí)候用,或者光電風(fēng)電多的時(shí)候,電網(wǎng)電富裕的時(shí)候來用,這是未來一定是特別重要的題目。

        那么熱泵除了蓄熱水箱,比如制這50℃左右的熱量,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有企業(yè)搞相變儲(chǔ)能的蓄熱水箱,不是蓄熱水了,是把熱量蓄在材料,然后反過來持續(xù)建筑供熱。

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        按照需求側(cè)響應(yīng)模式來運(yùn)行熱泵,可以為電網(wǎng)向移峰填谷,增大風(fēng)電光電的消納能力做出貢獻(xiàn)。而且現(xiàn)在電力部門研究也認(rèn)可了,這個(gè)熱泵如果能夠嚴(yán)格的在電網(wǎng)調(diào)度下,按照需求的響應(yīng)模式運(yùn)行,就可以認(rèn)為我是在使用綠電。

        為什么?它可以是調(diào)動(dòng)你,現(xiàn)在風(fēng)電來了,你開,我現(xiàn)在太陽(yáng)沒了,我沒光電了,你停。嚴(yán)格在我的指示下什么時(shí)候開,什么時(shí)候停,保證你一天用電總量跟你需求量一樣,就不影響你工作效果,但是都是挑著有綠電的時(shí)候開著,這時(shí)候就能認(rèn)為你是綠電供暖,所以就實(shí)現(xiàn)了供暖零碳了。

        這樣的方法跟剛才說的電化學(xué)、儲(chǔ)能、抽水蓄能各種空氣壓縮系統(tǒng)等等比,跟他們比成本要低的多,收益要大的多,所以這是一個(gè)重要領(lǐng)域,未來會(huì)好好發(fā)展的。

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        應(yīng)用熱泵的時(shí)候還應(yīng)注意很重要的一點(diǎn),宜分散不宜集中,因?yàn)殡妱?dòng)熱泵的功率不用太大,不要說規(guī)模越大越效率高,任何一個(gè)東西規(guī)模大到一定時(shí)候,就到了最高效率了,進(jìn)一步增加不一定增加效率,甚至還降低效率了。

        對(duì)電動(dòng)熱泵來說,上限就是兩兆瓦左右,就是這數(shù)就行了。所以再做大,你服務(wù)面就廣了,你額外會(huì)增加輸送能量,所以熱泵技術(shù)是最適合分散、分布方式來提供熱源的技術(shù),希望大家在做實(shí)際工程里邊一定堅(jiān)持這個(gè)原則。

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        最后作為總結(jié),我覺得熱泵在低碳能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮非常重要的作用:推進(jìn)全面電氣化;解決提供各種熱源,包括提供蒸汽來替代燃煤燃?xì)忮仩t;回收各類余熱;為電網(wǎng)削峰填谷;解決低碳能源結(jié)構(gòu)燃燒燃料不足問題,提供電力燃料。

        這些都可以發(fā)揮巨大作用,不斷的科技創(chuàng)新,根據(jù)更大的市場(chǎng)需求會(huì)產(chǎn)生出更多更巧妙的應(yīng)用,使熱泵在未來低碳能源轉(zhuǎn)型的能源革命中發(fā)揮起更重要的作用。

        隨著熱泵的全面推廣,熱泵用在不同的地兒、不同領(lǐng)域,也會(huì)產(chǎn)生變化和進(jìn)步,所以可以整體的促進(jìn)工業(yè)界、建筑業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù),促使技術(shù)進(jìn)步。

        這就是熱泵在這里邊可以起的作用。

        謝謝大家!

原標(biāo)題:江億院士:熱泵為社會(huì)減碳潛力15億噸,建筑領(lǐng)域+集中供熱+工業(yè)生產(chǎn)中大有可為!

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