助推“双碳” 用低品味余热回收“温馨”大城市，

创新清洁能源供热 助力碳达峰碳中和

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空气源热泵将作为未来供热行业热源的首选。供热系统也做到了稳定、节能。在2020年冬季将该小区改造为空气源热泵供热。

中国将在2030年以前达到碳达峰，力争在2060年实现碳中和。这是中国政府向全人类可持续发展做出的承诺，也给出了未来能源革命的最终目标及清晰的时间表，它将对中国社会经济全面发展产生巨大的影响，更会深刻影响包括国内供热行业的高质量发展之路。因此，作为耗能大户，全国供热系统怎样在实现碳达峰、碳中和的过程中切实落实绿色环保、高效节能的政策举措，既是当前的迫切要务，也是一项长期艰巨的任务。

全面深刻认识实现碳达峰、碳中和重大战略的重大意义和重要责任

首先，要从思想高度深刻领会党中央提出碳达峰、碳中和战略目标重大意义。实现碳达峰、碳中和是中国进入新的发展时期的重大战略决策，关乎中国未来可持续高质量发展的长远目标，更体现中国政府对全世界、全人类共同发展的担当和责任，是构建人类命运共同体的重大决策。人类社会从使用传统能源，到大规模使用化石能源，已经经历了从农业时代到工业时代的巨大变迁，更经历了两次工业革命的历史性进步。在人类发展进入信息革命时代，资源约束、环境恶化等问题越来越成为人类不断进步和持续发展的重大制约因素。因此，实现碳达峰、碳中和重大战略目标，是全人类的共同课题，也是包括全国供热系统在内的一切能源消耗体系需要共同致力于解决的重大问题。

其次，要从高质量发展的高度认识实现碳达峰、碳中和重大战略目标的紧迫性和重要性。我国是能源消耗大国，大量的能源消耗不仅使我国面临煤炭、油气等资源逐步匮乏、严重依赖进口的局面，现在我国石油进口占用油量的70%，天然气进口占用气量的40%，因此国家的能源安全问题是客观存在的，这给我国实现可持续发展带来了巨大挑战。实现碳达峰、碳中和重大战略目标，不仅将逐步解决我国社会经济发展过度依赖传统能源的局面，也是为高质量、可持续发展开辟一条创新的绿色之路。

再次，要从绿色环保、造福子孙后代的高度认识实现碳达峰、碳中和重大战略目标的意义。由于人类大量使用能源导致二氧化碳排放量高，并引发大气污染、地球温度升高，雪山融化、海平面上涨，生态环境恶化，大量物种消失等许多不可逆问题，人类赖以生存的家园将灾难性毁灭。当前，过量碳排放造成的严重大气污染和环境问题，已经越来越成为影响我国人民美好生活的重大问题。中央多次提出要打赢蓝天保卫战，但要在根本上彻底解决大气污染问题，给老百姓一个净朗的天空和洁净的空气，就得彻底解决化石能源问题。

正式基于上面这些认识，全国供热系统更感觉自身责任重大，更决心在实现碳达峰、碳中和重大战略目标的进程中贡献最大的力量。全国供热系统的目标方向是，既要全面满足城市经济发展和人民安居乐业的不断增长的需求，又要努力提高高效节能的创新举措将供热热源导致的二氧化碳排放最大限度地降下来。

积极探索全国供热系统推进实现碳达峰、碳中和战略目标的创新之路

国家能源局2021年4月22日发布了《2021年能源工作指导意见》，指出加大清洁取暖工作力度，建立健全的清洁取暖政策体系，实现北方地区清洁取暖率达到70%，研究推进西南高寒地区清洁取暖改造。依据这一目标，中国工程院院士江亿在碳达峰碳中和与供热发展相关会议上指出，未来供热的两种零碳热源方式：

一是电动热泵作为主要热源，全面实现电气化，主要包括空气源热泵、水源热泵、地源热泵，以及大量工业低品位余热，包括垃圾焚烧，包括数据中心的热量等等

二是热电联产余热作为主要热源，作为集中供热传统热源。

针对未来供热热源的选择使用进行可行性比对分析，以下几种都具有可行性，可依据不同地区、不同环境、不同条件因地制宜。

（1）电驱动空气源热泵：运行稳定，安装使用灵活，适用于居民小区、工商业办公、生产等建筑，空气源热泵将作为未来供热行业热源的首选，适合大面积推广。

（2）水源热泵：前提必须有充足的水源，靠近湖、江。

（3）地源热泵：能效相对较高，但会受地域限制，热平衡限制，不适宜大面积发展。

（4）高效回收低品位余热技术，受地域限制，能源数量限制，只能解决附近周边部分建筑取暖问题。

（5）热电联产余热：主要面临三方面的技术突破。一方面是热电联产是我们传统供热热源，以往缺陷在于受到远距离输送和面积饱和两方面因素的限制。二方面是现有ccs技术的应用不够成熟，投入成本也很大很麻烦，所以还是尽可能减少这一块煤油气的使用，能用电尽可能优先用电。三方面是待解决的跨季蓄能技术，通过收集电厂余热，储存到一个很大的单体蓄热池内，用于秋冬季节取热，单体蓄热池子建设标准容量一千立方米以上，深度大于30米，再把上面给盖上。综合考虑土地价格等因素，这种技术成本太高了，单方造价控制还未解决。

供热系统探索节能降耗、绿色低碳技术突破的创新案例

河北中实新能源设备制造有限公司通过多年探索与研究，与哈尔滨工业大学进行合作，共同研发一套高效、稳定的供热自动化控制系统—“3+1”智慧供热系统。通过与河北盛博热力合作实践，取得了很好的节能效果，形成一个新的供热格局。

什么是“3+1”智慧供热系统呢？

“1”稳定、高效的电驱动空气源热泵

“1”智能化供热机房

“1”末端平衡系统

“+1”清洁能源远程管控一体化平台

以上就形成了我们的“3+1”智慧供热系统。下面我们具体介绍一下“3+1智慧供热系统”的设计理念以及能解决的问题。

首先，热源的选择

就目前几种热源形式，如水源热泵，地源热泵及高效回收低品位余热技术虽然能效相对比较高，但他们都有共同的缺点受到地域的局限，其次地源热泵还会受到热平衡等方面因素限制，这样的热源还是不够稳定、不够充足；再比如选用热电联产余热作为热源，就ccs技术及尚需开发的跨季储热而言，管网敷设面积太大，前期投资成本过高，同时不方便维护管理，甚至偏远地区无法实现。

综合考虑到前期投资建设、后期运行成本、地域限制、运行稳定等多方因素。我们自主研发了空气源热泵。在设计研发中，我们综合考虑并解决了的设备高效除霜问题、气候补偿问题及振动噪音问题。我们拥有国家一级实验室，通过不断的研究试验，目前能根据不同地区的气候条件量体裁衣，生产出适合于当地区域运行效果最佳的空气源热泵，也可以根据建筑物的性质，比如住宅、写字楼等，设计侧重制热为主或者制冷为主的空气源热泵。做出了一款稳定、高效、优质更具特色的电驱动空气源热泵，达到了行业内领先水平。

其次，智能化管理的供热能源站：我们秉承的节能、环保的设计理念，通过与河北盛博热力公司多年的合作交流，研发生产出了高效节能、智能集成的供热机房系统。

我们是如何实现高效节能、智能集成的呢？

高效节能化：一方面根据系统逻辑匹配合理的水泵等设备，达到减阻增效的能力；另一方面通过采集用户侧室内温度、和采集当日室外温度、湿度等因素，自动调整每台设备运行数量及系统运行模式，做到用多少热产多少热，按需供热，最终达到稳定输出的最佳节能效果。块

智能集成化：是取代现场建造的一种方式。系统设计采用3D全站扫描仪对现场机房进行全方位的精确扫描测量，根据测量的点云数据用BIM反向建模，设计出人性化、智能化、高效精准的机房模型。

通过等离子切割机、自动焊接机和最先进的测控技术，在工厂内完成机房系统构建，管组模块预制加工、检测、预装配、最后将拼装组件运至现场进行装配，保证系统组装的精度，提高了安装质量，缩短了安装周期，精准美观。解决了哪些问题？1、季节性安装，工期紧张，标准化机房从设计在出厂5天完成。2、焊接技术有保证，接缝处平整，减少系统阻力。

最后，末端平衡系统：

通过采集每户室内温度信息，调整每户的阀门开度，是每户温度平衡，有效的解决中间户过热，边角户温度不达标的难题，并有效的减少热损失，也达到了节能的效果。

终极，“1”代表了我们的清洁能源管控一体化平台

能够解决什么问题？1、能够精准的掌握各供热站的运行情况，对各站运行参数进行实时预警，减少人员的配备。2、精准供热，高效节能。

清洁能源管控一体化平台是基于物联网、云计算等信息技术及供热运行大数据、综合集成法、虚拟技术、三维建模、自控建模等工具和方法的应用，依托互联网实现各环节信息共享，实现供热系统全面透明的信息化管理；智能融合能源站生产能力和气象模型参数等，实现用户热负荷供需平衡在线模式分析和评估，达到按需精准供热、高效节能的目的。

综上，我们通过一个清洁能源管控一体化平台，有机整合供热热源、供热能源站、末端平衡系统，打造出一款顺应国家政策走向，适合于供热行业环保、节能、稳定的“3+1”智慧供热系统。我们力争做清洁能源集中供暖的先驱者，供暖行业的变革者，智慧能源的创造者。

成功案例：（以下电费计算依据，供热当地电价执行标准，采用峰谷电价：谷：0.28元/度，峰0.52元/度）

案例一、中捷三分场和悦住宅小区，是新农村搬迁的住宅小区，始建于2012年，建筑面积10.44万㎡，早期采暖方式是地热井供热，2019年河北省政府加强地热井开发利用管理，地热井被依法关停取缔，2019年冬季将该小区热源改造为空气源热泵。2020年该小区实际供热面积为8.15万㎡，入住率78.1%，热耗0.33GJ/㎡，综合能效达到2.407，每平米电费为17.83元/㎡，室内温度在20-22℃，完美解决了偏远地区因市政管网未敷设，存在的居民供热难题。

案例二、中捷四分场和顺住宅小区，属于新农村搬迁的住宅小区，总建筑面积6.34万㎡，自2010年开始采用地源热泵方式供热，冬季取走的热量在夏季得不到补偿，长此以往地下浅层温度失去平衡，导致系统无法运行，在2020年冬季将该小区改造为空气源热泵供热。2020年该小区实际供热面积为4.09万㎡，入住率64.52%，热耗0.34GJ/㎡，综合能效达到2.64，每平米电费为15.19元/㎡，室内温度20-22℃，效果很理想，在保证给老百姓提供舒适温暖的居住环境同时，供热系统也做到了稳定、节能。

案例三、中捷博爱家园，属于商品住宅小区，总建筑面积25万㎡，2020年入网供热12万㎡（一期），21年入网供热13万㎡（二期），该小区采用的“3+1”智慧供热系统，热源为空气源热泵。2020年该小区实际供热面积为7.62万㎡，入住率63.08%，热耗0.31GJ/㎡，综合能效达到2.66，每平米电费为13.22元/㎡，室内温度20-22℃，该项目成功落地，使我们更坚信了我们未来的发展目标，作为运营方，既做到了清洁能源供热，同时成本也得到有效的控制，减少了资源的浪费；对于老百姓来说室内温度很舒适，取暖价格也不贵，供暖效果得到了老百姓的认可，做到了零投诉。

结束语：供热行业未来的发展方向，1、供热行业涉及民生，必须保证供热持续稳定性，不受局域限制，供热温度舒适温馨；2、成本问题：投资建设成本开发建设单位能够承担，取暖费老百姓也满意；3、也是我们目前最热门，最关心的问题零碳供热，为实现我们2060年碳中和这一目标，最终给我们子孙后代留下一个洁净的地球奉献出一份力量。（作者：河北盛博新能源开发有限公司总经理 吴昊）

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