清潔取暖是關(guān)系數(shù)億人的民生、民心問(wèn)題。眼下，北方地區(qū)開(kāi)始進(jìn)入供暖籌備期。地?zé)崮茏鳛橐环N低碳清潔環(huán)保能源，在政策驅(qū)動(dòng)和市場(chǎng)影響下，地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用逐漸被社會(huì)大眾理解、熟知和接受。8月19日－21日，“華清榮益•2019第十一屆中國(guó)國(guó)際地源熱泵行業(yè)高層論壇”在北京成功召開(kāi)，與會(huì)嘉賓共同探討交流了地?zé)崮芄┡挠幸娼?jīng)驗(yàn)及突出問(wèn)題，把脈行業(yè)未來(lái)發(fā)展方向。
作為引領(lǐng)地源熱泵行業(yè)發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的會(huì)議，本屆論壇聚集了中國(guó)工程院院士曹耀峰、中國(guó)科學(xué)院院士汪集旸、中國(guó)地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)方肇洪等業(yè)內(nèi)權(quán)威專家，以及國(guó)內(nèi)外政府官員、行業(yè)學(xué)者、企業(yè)代表等。與會(huì)專家指出，地?zé)崮馨l(fā)展要因地制宜、因時(shí)制宜、因事制宜。地?zé)崮芤谌肽茉淳C合利用系統(tǒng)中，與其他能源利用形式協(xié)同發(fā)展，為促進(jìn)清潔能源融合發(fā)展注入正能量。
清潔高效供暖需從能源系統(tǒng)整體構(gòu)架著手
清潔取暖是指利用天然氣、電、地?zé)?、生物質(zhì)、太陽(yáng)能、工業(yè)余熱等清潔化能源，通過(guò)高效用能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物排放和能源消耗為目標(biāo)的取暖全過(guò)程。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“達(dá)到清潔高效供暖的目的，需采用耦合能源系統(tǒng)，從能源系統(tǒng)整體構(gòu)架著手。”
國(guó)家發(fā)改委能源研究所能源可持續(xù)發(fā)展研究中心主任康艷兵在會(huì)上指出，“清潔高效供暖”不僅僅是局部的清潔，也不僅僅是片面的高效經(jīng)濟(jì)，而是要從全局的高度、從整個(gè)能源系統(tǒng)角度、從全生命周期視角，對(duì)所有可能的供暖方式進(jìn)行比較分析和科學(xué)論證后，最終得到的最科學(xué)合理供暖方式才是“清潔供暖”。
如何實(shí)現(xiàn)清潔供暖？天津市建筑設(shè)計(jì)院伍小亭總工給出了自己的答案：減少供暖終端能量與品位需求——建筑節(jié)能、按需調(diào)節(jié)、低溫供暖；減少供暖過(guò)程能量損失——降低系統(tǒng)規(guī)模、提高管網(wǎng)質(zhì)量、避免“超品位”供熱。在伍小亭總工看來(lái)，“能源利用環(huán)節(jié)‘不清潔’，會(huì)使清潔能源只是字面上的清潔。”
“我們不僅僅要看熱泵方式的本身，還應(yīng)該關(guān)注整個(gè)系統(tǒng)，包括末端的問(wèn)題，不僅要看當(dāng)前的情況，也要關(guān)注全生命周期。”康艷兵認(rèn)為在關(guān)注能源整體系統(tǒng)的同時(shí)，還要著力提升行業(yè)技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，“雖然說(shuō)現(xiàn)在有一些技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)解決了，我覺(jué)得技術(shù)問(wèn)題永遠(yuǎn)在路上。”
康艷兵以中央空調(diào)末端產(chǎn)品風(fēng)機(jī)盤管為例，他表示，有的企業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)盤管噪音很大，國(guó)家進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，哪怕產(chǎn)品投入高一點(diǎn)，賣貴一點(diǎn)，但就沒(méi)有噪音，“這是我們未來(lái)的追求，要追求高精尖的東西，而不是原來(lái)粗放式的發(fā)展，要通過(guò)科技創(chuàng)新提高行業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和品質(zhì)”。
就項(xiàng)目具體應(yīng)用而言，康艷兵強(qiáng)調(diào)，“要分類實(shí)施、因地制宜，科學(xué)選擇技術(shù)路線。”他表示，全國(guó)南方和北方、城鎮(zhèn)與農(nóng)村、住宅與商業(yè)樓所采取的供暖技術(shù)路線是不同的。對(duì)于北方城鎮(zhèn)來(lái)說(shuō)，以城鎮(zhèn)的集中供熱更合適，發(fā)揮好熱電聯(lián)產(chǎn)能力，充分利用余熱及蓄熱調(diào)峰作用。在農(nóng)村要考慮到老百姓具體的承受能力，要適合。對(duì)于大型公共建筑來(lái)講，采暖負(fù)荷小，需修改設(shè)計(jì)規(guī)范。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心主任李寧波表示，我國(guó)南方以制冷空調(diào)為主，多輔以冷卻塔等補(bǔ)充散熱設(shè)備；北方則以供暖空調(diào)為主，多輔以深層地?zé)帷⑻?yáng)能、鍋爐、電熱器等補(bǔ)充加熱設(shè)備。
“地?zé)?”多能互補(bǔ)深度融合，助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)
地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用在強(qiáng)調(diào)“因地制宜”的同時(shí)，積極推動(dòng)地?zé)崮芏嘣?，已成為行業(yè)發(fā)展的方向。
國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程的實(shí)施意見(jiàn)》中指出，在新城鎮(zhèn)、新產(chǎn)業(yè)園區(qū)、新建大型公用設(shè)施等新增用能區(qū)域，加強(qiáng)終端供能系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃和一體化建設(shè)，因地制宜實(shí)施傳統(tǒng)能源與風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等能源的協(xié)同開(kāi)發(fā)利用。
建設(shè)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化工程提出了宏大的目標(biāo)：到2020年，各?。▍^(qū)、市）新建產(chǎn)業(yè)園區(qū)采用終端一體化集成供能系統(tǒng)的比例達(dá)到50%左右，既有產(chǎn)業(yè)園區(qū)實(shí)施能源綜合梯級(jí)利用改造的比例達(dá)到30%左右。
華中科技大學(xué)地源熱泵研究所所長(zhǎng)胡平放在演講中指出，多能互補(bǔ)系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是供能端和用能端存在多種不同能流系統(tǒng)的耦合，各系統(tǒng)模型不同，特性差異大，且具有不同的建模和分析方法。就地?zé)崮芘c其它清潔能源集成利用模型建立而言，他指出，“應(yīng)根據(jù)地?zé)峁┠芰?、各種清潔能源供能量與建筑總需求量之間的能量平衡關(guān)系，建立地?zé)崤c多種清潔能源利用耦合數(shù)學(xué)模型。”
被譽(yù)為“綠色新國(guó)門”的北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)是目前國(guó)內(nèi)最大多能互補(bǔ)地源熱泵工程，該項(xiàng)目可再生能源利用主要包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電、淺層地?zé)?、污水源熱量、煙氣余熱等，通過(guò)利用多能互補(bǔ)、智能耦合的方式，把地源熱泵、煙氣余熱回收熱泵以及污水源熱泵進(jìn)行了多能耦合，形成穩(wěn)定可靠的復(fù)合式系統(tǒng)，可滿足257萬(wàn)平方米建筑的冬季供暖和夏季制冷需求。
同樣備受關(guān)注的“2019中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)”三大主體建筑采用“地?zé)醿赡?水蓄能+常規(guī)能源調(diào)峰”的能源方案，向世界展示了我國(guó)綠色發(fā)展新理念和生態(tài)文明建設(shè)成果。作為項(xiàng)目的施工建設(shè)者，北京華清榮益地能科技開(kāi)發(fā)有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)孫志亮在會(huì)上介紹了世園會(huì)空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)情況，該項(xiàng)目設(shè)置了3座能源站，共鉆鑿100米深換熱孔2170個(gè)及2眼深層地?zé)峋?ldquo;地?zé)崮芙Y(jié)合地源熱泵給大型場(chǎng)館供暖制冷這是很好的選擇方案，項(xiàng)目還特別利用了谷電蓄能和調(diào)峰，考慮的很周到。“與會(huì)者這樣評(píng)價(jià)說(shuō)。
基于因地制宜，多能互補(bǔ)的思路，李寧波提出以淺層地?zé)崮転橹?，多種能源相結(jié)合的供能形式。概況為“四個(gè)結(jié)合”：深淺結(jié)合、調(diào)蓄結(jié)合、天地結(jié)合、表里結(jié)合，他表示多種能源的綜合應(yīng)用可提升整體系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性。
強(qiáng)化地源熱泵復(fù)合能力，擴(kuò)大應(yīng)用覆蓋范圍
基于單一利用地?zé)?、淺層地溫能以及再生水熱能資源存在的局限性，兩種或三種方式的系統(tǒng)結(jié)合已逐漸被推廣和大范圍應(yīng)用。
中信建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司副總工程師陳焰華介紹，多種能源之間相互補(bǔ)充和梯級(jí)利用，達(dá)到1＋1大于2的效果。包含面向需求側(cè)的供冷、供熱和供生活熱水等多種用能需求互補(bǔ)以及面向供給側(cè)的多種資源組合，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)協(xié)同供應(yīng)。“區(qū)域能源的綜合利用就能夠因地制宜地與可再生能源利用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源供應(yīng)的清潔、高效、低碳、安全，實(shí)現(xiàn)各種能源的平衡、互補(bǔ)和發(fā)揮其綜合效益。”陳焰華說(shuō)。
區(qū)域能源的內(nèi)涵不斷深化，從區(qū)域能源的定義出發(fā)，李寧波提出了“區(qū)域地?zé)崮?rdquo;概念。“在目前工藝條件下，通過(guò)合理的開(kāi)發(fā)技術(shù)和手段，能夠獲取經(jīng)濟(jì)實(shí)用的地?zé)崮?，并且可以有機(jī)融入?yún)^(qū)域能源綜合利用系統(tǒng)。”李寧波表示，從能源供給端到使用端，實(shí)現(xiàn)高度的環(huán)節(jié)統(tǒng)一與智慧管理，在一定范圍內(nèi)形成資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)性好、持續(xù)和保障性高的能源供給鏈，滿足區(qū)內(nèi)不同的用能需求。
地?zé)崮芤验_(kāi)始在區(qū)域能源領(lǐng)域發(fā)揮積極作用。以雄安新區(qū)地?zé)峁┡癁槔?，截?018年年底，雄安新區(qū)的雄縣和容城地?zé)峁┡娣e達(dá)700萬(wàn)平方米，基本實(shí)現(xiàn)了雄縣、容城縣城區(qū)地?zé)峒泄┡采w，形成了統(tǒng)一政策、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一開(kāi)發(fā)的“雄縣模式”，李寧波認(rèn)為這是一個(gè)典型的區(qū)域供熱案例。
南京市建筑設(shè)計(jì)院暖通總工張建忠認(rèn)為，地源熱泵系統(tǒng)可以讓空調(diào)系統(tǒng)更加節(jié)能，而地源熱泵系統(tǒng)如果加上其他好的系統(tǒng)可以讓地源熱泵技術(shù)更加豐富。他以南京河西G51地塊項(xiàng)目為實(shí)例介紹了“地源熱泵+水源多聯(lián)式空調(diào)技術(shù)住宅應(yīng)用”。據(jù)介紹，此項(xiàng)目采用了地埋管+冷卻塔輔助冷卻、水源多聯(lián)式空調(diào)、地源熱泵熱水系統(tǒng)+熱回收技術(shù)，綜合應(yīng)用了多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)協(xié)同供應(yīng)。該項(xiàng)目被評(píng)為南京市可再生能源應(yīng)用示范項(xiàng)目。
就復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用而言，山東建筑大學(xué)地源熱泵研究所所長(zhǎng)刁乃仁表示，“地源熱泵要增強(qiáng)與城市集中供熱復(fù)合能力。變‘冤家’為‘親家’，與城市集中供熱復(fù)合，充分發(fā)揮集中供熱優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。”與單一熱源相比，這樣地源熱泵系統(tǒng)可承擔(dān)基本負(fù)荷，占用地下空間減少，初投資降低，承擔(dān)冷熱負(fù)荷量可觀，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，可應(yīng)用范圍擴(kuò)大。
與過(guò)去地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用相比，近年來(lái)，地源熱泵系統(tǒng)更大、更復(fù)雜，能源利用區(qū)域性、融合性更強(qiáng)，創(chuàng)新性、技術(shù)性、管理模式要求也越來(lái)越高，這更需要地?zé)崮軓臉I(yè)者將管理、資源、資本、施工、技術(shù)、運(yùn)營(yíng)等基礎(chǔ)性工作做扎實(shí)、做牢固。與會(huì)嘉賓表示，地?zé)崮軕{借其資源儲(chǔ)量大、綠色低碳、清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)清潔能源綜合開(kāi)發(fā)利用中將大有可為。（文/代海雷）
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