圣橡树:区域供热用热泵
发布时间:2023-09-01

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在某些情况下,例如在人口密集的城市地区或在工业中,由于技术、经济或其他方面 的限制,单个热泵可能不是建筑物的首选供热方式。在这些情况下,为了更有效地利 用现有热源,区域供热是一个可行的解决方案。大型热泵可以通过扩大现有供热管网 或开发新的管网,为建筑物、商业场所和工业场所提供区域供热。例如在欧盟,目前 有 6000 万人生活在有区域供热的地区,另有 8000 万人生活在拥有现存供热管网的城 市。

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目前,区域供热的脱碳潜力在很大程度上还没有得到开发,全球约 90% 的区域供热仍 由化石燃料供给。在中国和俄罗斯这两个最大的市场中,化石燃料的份额甚至更高。 在占全球区域供热 20% 的欧洲,碳强度比全球平均水平低三分之一以上,然而可再生 能源仍然只占供热能源的25%,热泵仅占1%。四个欧洲国家(奥地利、丹麦、芬兰和瑞典) 目前的目标是在 2030 年和 2040 年之间实现区域热网脱碳。丹麦计划在 2030 年之前 用热泵提供近三分之一的区域供热。


使用热泵从废水中回收热量的区域供热系统自 20 世纪 80 年代以来便已经存在。更新 近的项目使用或计划使用来自数据中心、地铁隧道、工业设施或电解槽的废热。斯德 哥尔摩的 Hammarbyverket 建于 1986 年,是世界上最大的热泵区域供热系统,也是该市整体热网的重要组成部分。2006 年,赫尔辛基的 Katri Vala 公园下面还建造了一个大规模的联合供热和制冷厂。它利用废水热量进行 区域供暖和提供热水,并同时利用冰冷的海水进行区域供冷。废水热能回收项目已在 其他欧洲国家以及澳大利亚、加拿大、中国、日本和美国成功实施。


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利用废水进行区域供热的潜力在很大程度上仍未开发(Wastewater Heat Online, 2022)。 来自浴室和厨房的温水携带着大量的热能,可以利用高温热泵和区域热网将其收集并 循环回家庭。最近的一项分析表明,欧洲有近 4000 个污水处理厂靠近现有供热网络 (European Commission, 2020)。这些污水处理厂加起来每年可提供 175TWh 的热量,相 当于目前欧洲区域供热量的 20% 左右。利用污水管网可以进一步使城市污水系统作为 热源使用。


由于工业用户通常需要高温热量,全球区域供热站产生的约40%的热量都流向了工业 部门,这影响了供热管网降低输送温度的能力。然而在某些情况下,可以通过使用热 泵提高当地换热站的换热温度来解决上述问题。中国在工业区域供热使用方面处于领 先地位,2021年占全球总热量使用的55%左右,高于2010年的35%左右。相比之下,俄 罗斯的份额从2010年的35%以上降至不到25%。



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