碳达峰碳中和背景下推进供热低碳转型的路径思考

2022-3-17 14:17 来源: 中国能源杂志社 |作者: 张建国

技术进步为供热低碳转型创造有利条件


     近年来,超低能耗建筑、第四代低温供热系统、热泵、核能供热、数字化等技术快速发展,为我国供热低碳转型创造了有利条件。

超低/近零能耗建筑可以显著降低建筑供热需求。超低/近零能耗建筑是通过建筑被动式设计、主动式高性能能源系统及可再生能源系统应用,大幅度减少化石能源消耗的节能、低碳建筑。我国已颁布的《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350-2019),对不同气候区的近零能耗建筑的建筑能耗综合值、供暖年耗热量等指标进行了规定,相对现行的节能建筑标准,节能达到60%~75%以上,从而在北方地区可以不用传统的集中供热方式,仅采用分户的空气源热泵进行补热即可满足需求。“十三五”时期,我国积极开展超低能耗建筑试点示范,类型涉及五大气候区的住宅、办公、学校等多种类型,技术逐渐成熟、成本不断下降,目前已建成超低能耗建筑1200万平方米,并呈现出从试点示范建设加快向规模化过渡的态势。

     区域供热技术的发展,不仅可以提高能源利用效率,还具备使用更低供给温度的能力。供热系统技术不断进步,第一代供热系统采用高温蒸汽技术进行供热,第二代供热系统采用高压技术,到了第三代、第四代,供热系统可以在越来越低的温度条件下运行,温度越低意味着可利用的低品位热源范围越广。在传统模式中,区域供热系统需在高温环境下运行,以满足保温性能较差的建筑高热量需求,在大多数情况下,只有使用化石燃料才能达到所需的高温。目前,随着第四代区域供热系统的发展,通过多能互补,可将低温的可再生能源热源整合到区域能源系统,为实现可再生能源供热创造了技术条件。

     热泵技术也在快速发展,可为提升供热电气化水平提供支撑。热泵技术可广泛应用于生活热水供应、采暖空调、热风干燥等领域,低温空气源热泵是近年我国自主开发的新技术,适用范围可扩展到-30℃的室外低温环境地区,比直热式电采暖节电三分之二,近年来已在我国北方清洁取暖行动中得到大规模推广。

     以“分布式光伏发电装置、储能电池、低压直流配电系统、智能建筑用电设备”集成为主要特征的“光、储、直、柔”新型能源系统的发展,为低碳供热提供了新的技术解决方案。随着未来光伏屋顶的大规模普及,可利用太阳能光伏发电为空气源热泵或电蓄热供暖提供廉价电力,通过电热转换提供热源,将比主动式太阳能热水系统采暖更具优势。若太阳能屋顶光伏系统结合被动式太阳房技术,将颠覆传统的太阳能供暖模式。

     此外,我国未来要构建以新能源为主体的电力系统,核电将发挥越来越大的作用,承担电力系统的基本负荷,核电余热资源将非常丰富,尤其在北方沿海地区,核电余热供热可以发挥重要作用。核电厂余热利用、跨季节储热、长距离大温差热力输送、多热源的大型热网调控等技术发展,为充分利用工业、核电余热等资源创造便利条件。

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