碳達(dá)峰碳中和背景下推進(jìn)供熱低碳轉(zhuǎn)型的路徑思考

文章來(lái)源:《中國(guó)能源》雜志張建國(guó)2022-03-15 10:02

技術(shù)進(jìn)步為供熱低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造有利條件

 
     近年來(lái),超低能耗建筑、第四代低溫供熱系統(tǒng)、熱泵、核能供熱、數(shù)字化等技術(shù)快速發(fā)展,為我國(guó)供熱低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了有利條件。
 
超低/近零能耗建筑可以顯著降低建筑供熱需求。超低/近零能耗建筑是通過(guò)建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)、主動(dòng)式高性能能源系統(tǒng)及可再生能源系統(tǒng)應(yīng)用,大幅度減少化石能源消耗的節(jié)能、低碳建筑。我國(guó)已頒布的《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51350-2019),對(duì)不同氣候區(qū)的近零能耗建筑的建筑能耗綜合值、供暖年耗熱量等指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定,相對(duì)現(xiàn)行的節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn),節(jié)能達(dá)到60%~75%以上,從而在北方地區(qū)可以不用傳統(tǒng)的集中供熱方式,僅采用分戶(hù)的空氣源熱泵進(jìn)行補(bǔ)熱即可滿(mǎn)足需求。“十三五”時(shí)期,我國(guó)積極開(kāi)展超低能耗建筑試點(diǎn)示范,類(lèi)型涉及五大氣候區(qū)的住宅、辦公、學(xué)校等多種類(lèi)型,技術(shù)逐漸成熟、成本不斷下降,目前已建成超低能耗建筑1200萬(wàn)平方米,并呈現(xiàn)出從試點(diǎn)示范建設(shè)加快向規(guī)模化過(guò)渡的態(tài)勢(shì)。
 
     區(qū)域供熱技術(shù)的發(fā)展,不僅可以提高能源利用效率,還具備使用更低供給溫度的能力。供熱系統(tǒng)技術(shù)不斷進(jìn)步,第一代供熱系統(tǒng)采用高溫蒸汽技術(shù)進(jìn)行供熱,第二代供熱系統(tǒng)采用高壓技術(shù),到了第三代、第四代,供熱系統(tǒng)可以在越來(lái)越低的溫度條件下運(yùn)行,溫度越低意味著可利用的低品位熱源范圍越廣。在傳統(tǒng)模式中,區(qū)域供熱系統(tǒng)需在高溫環(huán)境下運(yùn)行,以滿(mǎn)足保溫性能較差的建筑高熱量需求,在大多數(shù)情況下,只有使用化石燃料才能達(dá)到所需的高溫。目前,隨著第四代區(qū)域供熱系統(tǒng)的發(fā)展,通過(guò)多能互補(bǔ),可將低溫的可再生能源熱源整合到區(qū)域能源系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)可再生能源供熱創(chuàng)造了技術(shù)條件。
 
     熱泵技術(shù)也在快速發(fā)展,可為提升供熱電氣化水平提供支撐。熱泵技術(shù)可廣泛應(yīng)用于生活熱水供應(yīng)、采暖空調(diào)、熱風(fēng)干燥等領(lǐng)域,低溫空氣源熱泵是近年我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的新技術(shù),適用范圍可擴(kuò)展到-30℃的室外低溫環(huán)境地區(qū),比直熱式電采暖節(jié)電三分之二,近年來(lái)已在我國(guó)北方清潔取暖行動(dòng)中得到大規(guī)模推廣。
 
     以“分布式光伏發(fā)電裝置、儲(chǔ)能電池、低壓直流配電系統(tǒng)、智能建筑用電設(shè)備”集成為主要特征的“光、儲(chǔ)、直、柔”新型能源系統(tǒng)的發(fā)展,為低碳供熱提供了新的技術(shù)解決方案。隨著未來(lái)光伏屋頂?shù)拇笠?guī)模普及,可利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電為空氣源熱泵或電蓄熱供暖提供廉價(jià)電力,通過(guò)電熱轉(zhuǎn)換提供熱源,將比主動(dòng)式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)采暖更具優(yōu)勢(shì)。若太陽(yáng)能屋頂光伏系統(tǒng)結(jié)合被動(dòng)式太陽(yáng)房技術(shù),將顛覆傳統(tǒng)的太陽(yáng)能供暖模式。
 
     此外,我國(guó)未來(lái)要構(gòu)建以新能源為主體的電力系統(tǒng),核電將發(fā)揮越來(lái)越大的作用,承擔(dān)電力系統(tǒng)的基本負(fù)荷,核電余熱資源將非常豐富,尤其在北方沿海地區(qū),核電余熱供熱可以發(fā)揮重要作用。核電廠(chǎng)余熱利用、跨季節(jié)儲(chǔ)熱、長(zhǎng)距離大溫差熱力輸送、多熱源的大型熱網(wǎng)調(diào)控等技術(shù)發(fā)展,為充分利用工業(yè)、核電余熱等資源創(chuàng)造便利條件。
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