夏日炎炎,5月11日—13日,2023中国供热展在北京中国国际展览中心(顺义馆)火热召开。展会上,城市供热系统迭代升级方案被不断讨论。
众多参展商们认为,作为能源系统的重要组成部分,城市供热系统要在满足采暖需求的同时,还要进一步实现低碳、高效、经济等要求;热泵作为清洁能源转型核心技术未来可期。
展会期间,在美的楼宇科技的展位上,一场名为“‘碳’寻城市热生活”的发布会吸引了不少观众驻足。
“随着城镇化快速推进和产业结构深度调整,城乡建设领域碳排放总量进一步提高,实施城乡建设领域碳达峰行动,推动城乡建设绿色发展势在必行。”在上述发布会上,住建部科技与产业化发展中心建筑节能与低碳发展处相关负责人透露,住建部将因地制宜推进北方地区以及夏热冬冷地区清洁供暖工作。
事实上,早在2017年,在清洁供热目标的驱动下,“电代煤”和“气代煤”的“双替代”政策就已实施。
这些年来,随着供热技术和设备的发展,供热能源结构也出现了一些变化——采用燃气供热的比例增加,同时水源热泵、地源热泵、空气源热泵的供热面积也大幅增加。
据了解,与传统的供热手段直接将煤炭、天然气等一次能源直接转化为电力的原理不同,热泵本身并不生产热量,而是在电力的驱动下,将热量移动到更被需要的地方去,被誉为热量的“搬运工”。正因如此,这一更加直接的转化过程避免了能量形态转化中的大量损耗,直接提升了能源利用效率。
中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿也曾公开表示,国家减排目标的15%可由热泵来完成,发展热泵是实现零碳能源转型的关键。
热泵行业现有格局是什么样的?未来有哪些发展趋势?《中国热泵市场调查报告》显示,2021年我国热泵市场规模增长至210亿元以上,较2020年末提高约5%,相比上年加快3个百分点,预测在“双碳”相关政策逐步落地之下,我国热泵市场规模仍有较大的增长空间。
分析人士认为,热泵行业具有较高的技术壁垒和经验壁垒,未来行业产品或将逐步集中于头部企业。
记者注意到,眼下许多企业欲摆脱低端发展模式,以适应用户对低碳、高效、经济的进阶需求,探寻着更多的解决方案和应用场景。
“早在多年前,我们就认为传统供热模式已无法满足所有应用场景的需求。”美的楼宇科技相关负责人的一番话,道出了该公司开展热泵技术研发的原因。“我们根据用户终端需求的变革,打造了覆盖工业、商业、住宅、农业等不同场景的多套全场景解决方案。”该负责人说。
新的解决方案有哪些突破?可以解决哪些痛点问题?“以工业为例,其碳排放占据全社会总量的近60%,同时具有较高的能源成本敏感性,因此要从降本增效出发,通过合理的系统匹配,采用高温螺杆热泵、空气源热泵与节能控制系统的组合,同时可融合余热回收系统。”美的楼宇科技水机产品公司研发总监骆名文表示,工业场景有着较为复杂的运营管理要求,新方案可结合“CPC智能控制系统”,针对不同的温度条件,单独或与低温空气源热泵耦合运行,提升能源利用效率。
需要指出的是,与工业场景不同的是,在农、牧、渔等场景中,多样化的水质环境对设备可靠性有着较高的要求。面对这种难题,企业能否解题?
“我们采用水侧套管换热器,集中排水、轮换化霜等措施,让设备更加耐压耐腐。”骆名文举例称,“我们为农业场景打造的‘单热烈焰’系列实现了供暖/制热水一机两用,低温耦合/高温直供多种模式,在南北方均有较强的适应性。”
值得关注的是,与供热全场景解决方案同时发布的,还有全场景“光储热柔”(光伏、储能、热泵、柔性交互)解决方案。美的楼宇科技数字化业务架构中心负责人王坐中介绍,以“iBUILDING数字化平台”作为底座,通过暖通空调的建筑负荷感知与预测技术,可以进行预冷预热控制,提高使用舒适度,同时实现光伏—储能—热泵/空调等用能设施耦合控制,以达到提高绿电消纳、降低终端运营成本等目的。
在王坐中看来,“光储热柔”的推广已经拥有了良好的政策环境,在我国能源管理体制改革的背景下,电、水、气、热(冷)等不同品类由分散管理转向相对集中的统一管理是重要趋势,未来建筑能源生产、消费的边界逐渐模糊,新的建筑能源系统重新定义着建筑的减碳方式。
记者郑新钰