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徐伟院长谈地源热泵在"煤改电"中缘何未能成为主角
北极星火力发电网讯:Q2017年以来,“煤改清洁能源”尤其是煤改电在北方“2+26”重点城市遍地开花,火了空气源热泵,而地源热泵在“煤改清洁能源”进程中,其推广力度和应用规模却“不尽如人意”。针对这一现象,该如何理解? 徐伟院长:经济性高,但两大“成本”影响其“煤改电”中表现 针对这一现象,徐伟院长表示:“我们要辩证的去分析。”随后,他从两方面道出了个中缘由:地源热泵之所以显示度不高,与“经济成本”和“时间成本”有很大的关联。 第一是时间成本,根据国家发展改革委的方案来计算,2017-2021年这四年里,北方煤改清洁采暖示范城市实际只有三年时间来完成,每年都有每年的改造计划,时间非常紧。而地源热泵系统从最初的规划,到系统设计、方案选择、落地实施,中间还有安装和调试,整个建设周期很长。在短时间内完成较多户数、较大面积,会相对困难。但政府每年煤改清洁能源计划中,短时间内要完成多少数量,这是有时间要求的。 第二是经济成本。在城市开发建设里,尤其近十年来房价普遍大涨后,地源热泵系统的造价在整个房屋的开发成本中,占比已越来越小,因此并不是开发商和用户不选用的主要原因。在寸土寸金的城市中,有没有足够的空间来铺设安装地埋管换热器,已成为阻挠用户使用地源热泵的重要原因。但在农村,恰恰是空间没有问题,而造价是主要问题,老百姓对价格的敏感度非常高,因此对目前整个村、镇这一级推广和应用来说,初投资成本过高,必然会制约地源热泵的应用和发展。 据徐院长介绍,我国清洁供暖行业有两大应用市场:一是城市,二是农村。城市主要解决方式是把过去非清洁的能源变成清洁能源,而城市解决方案用地源热泵或空气源热泵并不很多。反而,大量的清洁供暖技术用在城乡结合部,比如说农村、农房。还有一些偏远地区的一些建筑采用热泵的比例也很高。  “一年看成本,三年看质量,五年看维保”,徐院长概括的这三句话适合整个清洁供暖。就目前农村清洁供暖工程中所采用的“煤改电”“煤改气”技术来讲,徐伟认为,如果从纯技术方案来讲,它们并非是技术上最优的方案;从效果来看,也不是以效果为导向的最优方案。  “理论来说,地源热泵在各类供暖方式中,它的运行成本是最经济的。但是如果将时间、空间、经济、运营等多种因素混合在一起,作为政府部门或者实施单位,只能选择在约束的条件下去完成,造成现在地源热泵推广量占比较低。即使在拥有政策扶持和民众接受度较高的首都北京,地源热泵占比也不会超过5%,大概也就3%左右。”徐伟院长说道。  徐院长认为,“清洁供暖应该有一个更优的、更好的性价比,或者说更全面的系统化的解决方案。”  Q:传统观点认为地源热泵的市场主要在北方集中供暖地区,但随着人们收入水平提高、对更高生活质量的追求和向往,南方供暖的需求得以快速壮大,如何看待地源热泵在南方市场的发展?  徐伟院长:地源热泵技术在南方地区的应用,最大的问题是“冷热不平衡”。  “南方这个范围很宽很大。如果从建筑领域按照专业来划分,实际上涉及两个地区,一个是夏热冬冷地区,一个是夏热冬暖地区。”徐伟院长介绍道,夏热冬冷地区既有冷的需求,也有热的需求;夏热冬暖地区基本上只有冷的需求,热的需求很少。  徐伟认为,目前地源热泵技术在南方地区的应用,最大的问题是“冷热不平衡”。地源热泵在南方市场,实际上就是淮河以南、长江南北、岭南到福建的北部这一带,地理范围上它们属于夏热冬冷地区,也就是有冷的需求也有热的需求。值得注意的是,南方地区的特殊性在于对热的承受能力强,对冷的承受能力弱,这样的使用偏好导致夏热冬冷地区使用地源热泵出现了冷热平衡问题——地下释热量过多。如果冷的负荷过多,会造成热堆积从而影响系统的能效。夏热冬暖地区因为没有热的需求,只有冷的需求,从普遍性来说,地源热泵在夏热冬暖地区应用不多。  长江流域夏热冬冷地区,涉及14个省(直辖市),约1.5亿城镇人口,已采用地水源热泵系统的建筑涵盖了办公、商业、图书馆、别墅、公寓住宅等多种类型,地水源热泵系统也呈现出了多样化,包括江水源热泵、湖水源热泵、地下水水源热泵、地埋管热泵、污水源热泵等,除了普通住宅项目,甚至不乏上海世博轴、我国第一高楼——上海中心、南京鼓楼国际服务外包产业园、长沙市滨江新城、新武汉火车站、重庆江北城CBD等知名项目。  然而即使在夏热冬暖地区,地源热泵的使用也不乏案例。比如广西南宁,当地对热的需求主要是生活热水,冷的需求是房间供冷,所以在设计时可以力求冷热平衡。此外,广西有大量丘陵或者山区,地下水流动的速度很快,地埋管和土壤的热交换其实际是和地下水的热交换,是地下水的热 量交换。当地特殊的地下构造,决定了有些地区冷热堆积显得不再突出。  总之,地源热泵在北方市场有较为成熟的运用,也逐渐打开了南方市场。无论南北市场,地源热泵的应用都需要综合考虑时间、空间、气候环境、换热方式等因素,做到因地制宜,才能发挥出地源热泵本身的优势与高能效。  本文摘选自7月刊《地源热泵》  徐伟 中国建筑科学院建筑环境与节能研究院院长
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