碳達(dá)峰碳中和背景下推進(jìn)供熱低碳轉(zhuǎn)型的路徑思考

 

     近年來，超低能耗建筑、第四代低溫供熱系統(tǒng)、熱泵、核能供熱、數(shù)字化等技術(shù)快速發(fā)展，為我國供熱低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了有利條件。

 

超低/近零能耗建筑可以顯著降低建筑供熱需求。超低/近零能耗建筑是通過建筑被動(dòng)式設(shè)計(jì)、主動(dòng)式高性能能源系統(tǒng)及可再生能源系統(tǒng)應(yīng)用，大幅度減少化石能源消耗的節(jié)能、低碳建筑。我國已頒布的《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51350-2019），對不同氣候區(qū)的近零能耗建筑的建筑能耗綜合值、供暖年耗熱量等指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定，相對現(xiàn)行的節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能達(dá)到60%~75%以上，從而在北方地區(qū)可以不用傳統(tǒng)的集中供熱方式，僅采用分戶的空氣源熱泵進(jìn)行補(bǔ)熱即可滿足需求。“十三五”時(shí)期，我國積極開展超低能耗建筑試點(diǎn)示范，類型涉及五大氣候區(qū)的住宅、辦公、學(xué)校等多種類型，技術(shù)逐漸成熟、成本不斷下降，目前已建成超低能耗建筑1200萬平方米，并呈現(xiàn)出從試點(diǎn)示范建設(shè)加快向規(guī)模化過渡的態(tài)勢。

 

     區(qū)域供熱技術(shù)的發(fā)展，不僅可以提高能源利用效率，還具備使用更低供給溫度的能力。供熱系統(tǒng)技術(shù)不斷進(jìn)步，第一代供熱系統(tǒng)采用高溫蒸汽技術(shù)進(jìn)行供熱，第二代供熱系統(tǒng)采用高壓技術(shù)，到了第三代、第四代，供熱系統(tǒng)可以在越來越低的溫度條件下運(yùn)行，溫度越低意味著可利用的低品位熱源范圍越廣。在傳統(tǒng)模式中，區(qū)域供熱系統(tǒng)需在高溫環(huán)境下運(yùn)行，以滿足保溫性能較差的建筑高熱量需求，在大多數(shù)情況下，只有使用化石燃料才能達(dá)到所需的高溫。目前，隨著第四代區(qū)域供熱系統(tǒng)的發(fā)展，通過多能互補(bǔ)，可將低溫的可再生能源熱源整合到區(qū)域能源系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)可再生能源供熱創(chuàng)造了技術(shù)條件。

 

     熱泵技術(shù)也在快速發(fā)展，可為提升供熱電氣化水平提供支撐。熱泵技術(shù)可廣泛應(yīng)用于生活熱水供應(yīng)、采暖空調(diào)、熱風(fēng)干燥等領(lǐng)域，低溫空氣源熱泵是近年我國自主開發(fā)的新技術(shù)，適用范圍可擴(kuò)展到-30℃的室外低溫環(huán)境地區(qū)，比直熱式電采暖節(jié)電三分之二，近年來已在我國北方清潔取暖行動(dòng)中得到大規(guī)模推廣。

 

     以“分布式光伏發(fā)電裝置、儲(chǔ)能電池、低壓直流配電系統(tǒng)、智能建筑用電設(shè)備”集成為主要特征的“光、儲(chǔ)、直、柔”新型能源系統(tǒng)的發(fā)展，為低碳供熱提供了新的技術(shù)解決方案。隨著未來光伏屋頂?shù)拇笠?guī)模普及，可利用太陽能光伏發(fā)電為空氣源熱泵或電蓄熱供暖提供廉價(jià)電力，通過電熱轉(zhuǎn)換提供熱源，將比主動(dòng)式太陽能熱水系統(tǒng)采暖更具優(yōu)勢。若太陽能屋頂光伏系統(tǒng)結(jié)合被動(dòng)式太陽房技術(shù)，將顛覆傳統(tǒng)的太陽能供暖模式。

 

     此外，我國未來要構(gòu)建以新能源為主體的電力系統(tǒng)，核電將發(fā)揮越來越大的作用，承擔(dān)電力系統(tǒng)的基本負(fù)荷，核電余熱資源將非常豐富，尤其在北方沿海地區(qū)，核電余熱供熱可以發(fā)揮重要作用。核電廠余熱利用、跨季節(jié)儲(chǔ)熱、長距離大溫差熱力輸送、多熱源的大型熱網(wǎng)調(diào)控等技術(shù)發(fā)展，為充分利用工業(yè)、核電余熱等資源創(chuàng)造便利條件。