唐俊杰委員:發(fā)展熱泵技術,實現(xiàn)熱量零碳供給
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“目前,我國18%的燃煤和40%的天然氣用于產(chǎn)生熱水或低壓蒸汽,為建筑供暖和非流程制造業(yè)提供溫度低于150℃的熱量,由此產(chǎn)生我國24%的二氧化碳排放份額。”因此,全國政協(xié)委員、北京首農(nóng)食品集團知聯(lián)會會長唐俊杰指出,除電力系統(tǒng)和生產(chǎn)過程脫碳外,實現(xiàn)建筑供暖和非流程制造業(yè)所需的150℃以下的熱量脫碳成為實現(xiàn)碳中和的第三大重點任務。
熱泵是各國大力發(fā)展的供熱方式,在我國有巨大推廣潛力。熱泵通過電力驅動,從低溫熱源提取熱量,在較高溫度下釋放,可高效地滿足150℃以下的各類熱量需求,是實現(xiàn)零碳熱量供給最有希望的方式,已獲學術和產(chǎn)業(yè)界普遍認可。
我國電力、流程工業(yè)和數(shù)據(jù)中心等年產(chǎn)余熱約200億GJ,利用熱泵技術回收其中的70%,即可滿足城鎮(zhèn)建筑供暖和非流程制造業(yè)的熱量需求,并降低17.2億噸供熱碳排放。新型電力系統(tǒng)建成后,即可實現(xiàn)熱量供給零碳化。未來的目標是建設熱量共享系統(tǒng),通過跨區(qū)域熱網(wǎng)和跨季節(jié)儲能調配供需;通過熱量變換滿足不同需求,最終實現(xiàn)零碳熱量供給。
唐俊杰認為,實現(xiàn)這一目標必須依靠科技創(chuàng)新,破解難題:一是大溫升高溫熱泵和蒸汽制備技術。該技術可將中低溫熱量進行溫度品位提升,高效制取非流程工業(yè)所需的90~150℃的熱水和0.4MPa以下的蒸汽,并替代目前的燃煤燃氣鍋爐。我國在該領域與國際先進水平尚有一定差距,需解決循環(huán)、工質、壓縮機和高溫潤滑等技術挑戰(zhàn)。二是熱量變換技術和裝備。這是多熱源多熱匯的熱量共享系統(tǒng)的核心技術和裝備。目前已形成系列產(chǎn)品和國家標準,但需增大變換區(qū)間,實現(xiàn)不同溫度品位熱量之間的高效變換。三是大規(guī)模跨季節(jié)儲熱庫。這是充分利用不同時空余熱資源并使相關系統(tǒng)可靠運行的關鍵。我國需要幾百個千萬立方米級庫容的熱水庫來滿足全面零碳供熱;需要創(chuàng)新國土利用理論,多方面協(xié)同,按照基礎設施用地方式解決跨季節(jié)儲熱設施建設的土地利用問題。四是輸熱管網(wǎng)。需要規(guī)劃跨區(qū)域管網(wǎng),加大高差隔壓、水擊、腐蝕、輸送能耗等方面攻關。
為此,唐俊杰建議建立健全相關法規(guī)。把工業(yè)排放的熱氣、熱水納入環(huán)保管理;明確未來幾年后排放到大氣的各類氣體溫度不得高于60℃,排水溫度不得高于40℃。把此類余熱的回收歸于可再生能源的利用。建立按溫度品位定價的機制,明確獲取90℃以下的熱量不得采用直接電熱,根據(jù)要求溫度的不同給出電力制取熱量的效率下限。
完成零碳熱量供給規(guī)劃。包括未來余熱資源及供需走向、儲熱庫位置和規(guī)模以及全國余熱輸配主干線等。
制訂熱泵技術發(fā)展路線。到2060年,供熱系統(tǒng)和設備僅有2~3次更換期。應盡快制訂經(jīng)濟可行的熱泵技術發(fā)展路線。
加強科技投入。組織相關單位在工質、專用壓縮機和高溫流程、關鍵配件、系統(tǒng)集成等方面開展攻關。同時,通過示范工程帶動產(chǎn)品研發(fā),并解決政策機制問題。