為什麽空氣源熱泵被（bèi）政府認為是“煤改電”首選？

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                  為什麽空氣源熱泵（bèng）被政府認為是“煤改電”首選？2016-09-10 熱泵市場 :  中國（guó）工程院院士、清華大學（xué）教（jiāo）授江億在“2016中國熱泵產業聯盟年會及（jí）亞洲空氣源熱泵高峰論壇”上演講。 現在全國上下都在抓節能減排（pái）、治理霧霾這個事，在這樣的大環境下（xià）空氣源熱泵更顯出（chū）他的重要性，也是發展的大好機遇。政府、老百姓都在（zài）談霧霾，那麽冬天（tiān）的（de）霧霾從哪來的?不得不說，老百姓冬季采（cǎi）暖燒煤、燒（shāo）化石能源（yuán）是產生霧霾的一個重要原因，冬季采暖那四（sì）個月（yuè）也是霧霾出現的高峰期。所以，治理霧霾，減少冬天采暖燒煤、燒化石（shí）能源是（shì）一個（gè）很重要（yào）的途徑。  另外，我們（men）也不能僅僅隻看燒多少煤，還要關注在哪燒、用什麽方式燒，不同的方（fāng）式燒煤排放的（de）汙染物可能會相差10倍!而農村（cūn）燒散煤的排放是最多的。比如說，現在北京郊區農（nóng）戶差不多200萬戶，每年采暖季（jì）燒散煤不到400萬噸，但每燒一噸（dūn）煤排放的汙染物是北京四大燃煤電廠燒一噸煤排放（fàng）的12倍，四大電廠每年燒煤大概在500萬（wàn）噸，但排放的汙染物卻隻（zhī）有郊區農戶燒散煤排放的1/10不到，這也（yě）是四大電（diàn）廠（chǎng）煤改氣後對霧霾問題的（de）解（jiě）決起到的作用很小的原因。而京津冀地區農村散煤冬季的消耗量大概在1800萬噸，產生的汙染物是這一地區燃煤排放汙（wū）染物的45%。霧霾都知道鋼廠等是燒煤大（dà）戶，但農戶燒煤已經占了燒煤排放的一小半了。所以（yǐ），取消（xiāo）冬季土暖氣散煤，是治理霧霾的主要措施之一.用可（kě）再生能（néng）源供暖不行，再說說可再生能源，我們國家這幾年風電、光電沒少發展，增加量是世界上最快的了，但卻產生（shēng）了嚴重的棄風棄光的問題。根據統計，冬天風電的（de）棄風（fēng）量達到（dào）了20%～30%，而像新疆等地可能40%都不能上網，而光電棄的更厲害（hài），所以（yǐ），不（bú）解決棄風（fēng）棄（qì）光的問題，再發（fā）展可再生能源也是一個瓶頸。  棄（qì）風棄光，都說是電網的輸送（sòng）有（yǒu）問題，不（bú）能上網，事實上並不是輸送的問題。我國建的特高壓的西電東輸、北（běi）電南輸工程很多都是世界第一的，主（zhǔ）要問題是供（gòng）需之間矛盾不協調，是需求側峰穀（gǔ）差（chà），再（zài）加上風電、光（guāng）電受自然環境影響，和需求側不同步（bù），導致巨大的供需矛盾不匹（pǐ）配。  比如說，京津唐電網（wǎng）需求最大的時候（hòu）要5200萬千瓦，到了深夜隻要3700千瓦（wǎ），而我國最（zuì）大風電廠之一的（de）壩上在夜（yè）裏3點的時候發電量（liàng）最大，450萬千瓦，而這時候正是需求（qiú）側電負荷需求最小的時候，火電都還用不完，而需求側最需要（yào）電的時候壩上發（fā）電量卻是最低。這種現象導致了嚴重的棄風棄（qì）光現象，因此要解決這個問題必須要協調好供、需側之間的矛（máo）盾。而最（zuì）好的調節方法就是用水電，但我國的水電資源都在西南，距（jù）離太遠，調節起來非常難（nán）。  另外一（yī）個調節（jiē）方法是天然氣，但我國天然（rán）氣資源（yuán）緊缺（quē），用來（lái）調峰（fēng）的天然氣（qì）嚴重不足。所以（yǐ），要解決（jué）我國可再生能源利用問（wèn）題，就要（yào）想出電的削峰填穀的方法來。  根據我國現實狀況，一條可（kě）能的途徑就是在農村“煤改電（diàn）”，利用建築物本身的熱慣性來蓄能，一方麵用電（diàn）力（lì）來供暖，另一（yī）方麵利用房子的熱慣性直接為力電係統削峰填穀。也就是說，在風電、光（guāng）電充足，而電力負荷低（dī）穀時，用電力供暖，當（dāng）風電、光電（diàn）不足，電力負荷達到高峰期時，停止電力供暖（nuǎn），利用建築本身的熱慣性維持室內的熱狀態。這可能是協調供、需（xū）兩邊矛盾的一種可行方式，而且還可（kě）以一石三鳥：通過（guò）“煤改電”，來從源頭上治理霧霾;提高農戶冬季室內溫度，改善生活水平;緩解電力供需的峰穀（gǔ）差矛盾，促進可再生電源的規（guī）模發展。煤改電，其實（shí）是煤（méi）改空氣源熱泵  那麽直（zhí）接用電熱行（háng）不行（háng）呢?最近也有文件建議直接用電鍋爐、電（diàn）熱（rè）膜、電熱纜（lǎn）等，行不（bú）行?答案是不行。首先，這樣是直（zhí）接把（bǎ）高品位電力轉換為低品位熱量（liàng），能源轉會效率太低，不僅浪費能源，同時我們（men）知道（dào）電生產也是燒（shāo）煤的，也會造（zào）成大量（liàng）的汙染，這都不是（shì）好事。其次，要在農村采（cǎi）暖推廣直接電采暖，需要大規模增加農（nóng）村電網的供電容量，每一戶的容量要從目前的4～6KW增加到10KW以（yǐ）上，電網（wǎng）改造的（de）投資巨大（dà），至少也是（shì）100個億的規模。  再次，京津冀地區有1500萬散煤農戶，直接用電采暖的話電力負荷高達1.5億KW，已經遠（yuǎn）遠超過這（zhè）一地區的發電能力（lì）和電網供電能力。我們不能因為現在工業不景（jǐng）氣，就使勁（jìn）讓農戶去使用電采暖，如果直（zhí）接電采暖真發展起來了，問題會很多，我們必須立足在現有電網（wǎng）的供電能力和電源容量的基（jī）礎上去考慮問題。  另外，近年北京（jīng）郊區的一些農戶也嚐（cháng）試（shì）用蓄熱式（shì）電暖氣，但效果不是很好。為什麽?電暖氣蓄熱並不能（néng）緩慢地釋放，不好控製，老百姓希望白天出去幹活時，屋（wū）子裏溫（wēn）度不要那麽高（gāo），能夠省點，但不行，晚上蓄（xù）的那點熱，白天一直在釋放，等到傍晚和晚上需要用暖氣的時候，蓄的熱（rè）量（liàng）已經不能滿足房間的溫度了，又（yòu）得重新開電，而這時候又是用電高峰期，電費很貴。  這種方式既不（bú）節（jiē）約，也不能調峰，使用舒適度又差，結果隻（zhī）能靠1毛一度電的超低電價來維持運行，而這1毛錢完全靠的是國家政府補貼實現的，電力公司怎麽算都不（bú）夠成本，即使能幫（bāng）著調峰也不是這個價，所以完全（quán）靠政府補貼扛著去幹的事總是不可持續的（de），也不可能會（huì）長（zhǎng）久。  煤改（gǎi）電，絕對不是煤改電熱，而是用電來（lái）驅動空氣源熱泵，這可能是煤（méi）改電供暖的最佳方式。空氣源熱泵采暖技術已成熟  很多人說空氣源熱泵采暖的（de）一些技（jì）術問題不好解決，實際上經過這（zhè）幾（jǐ）年企業的研究，問題都解（jiě）決的差不多了。比如說室外機結霜的問題，那是江浙（zhè）一帶、長江（jiāng）流域的事，到了黃河以（yǐ）北地區冬季幹燥，結霜（shuāng）已經不再是主要問題，而且現在可以通過有效的化霜措施來解決。還有說室外溫度太低，空氣源熱泵產品不行。溫差大可以通（tōng）過雙轉子壓縮機等（děng）好些技術（shù），現在可以在-20℃下正常工作，並且能效還（hái）很好，COP可以到2.5以上。實際上現在各大（dà）檢測實驗室都是照著夏天製冷時的工況一條條檢測的（de），但在北方地區冬天使用比夏天重要的多，完全（quán）可以取消夏天的那些（xiē）工況。  空氣源熱泵就是用來冬天供（gòng）暖的，這樣來看好多矛盾都可以解決（jué）了，不然的話夏天要（yào）求小壓比，冬天要（yào）求大（dà）壓（yā）比，把壓縮（suō）機設置在兩者中間（jiān），怎麽弄都不合適，為什麽冰箱不用噴氣增焓?因（yīn）為它就一（yī）個工況。空氣源熱泵隻（zhī）要管冬天采暖，很多毛病都（dōu）沒了。  還有說室內不舒服，上熱下冷，這又（yòu）是（shì）被空調給（gěi）影響了。因為空（kōng）調希（xī）望（wàng）從上麵送冷風，所以設置成掛式的，如果（guǒ）隻管冬天供暖，完（wán）全可以做成落地的（de）風盤（pán），通過下送風來實現，完全（quán）可以消除縱向梯度，甚至下熱上涼，人體感覺最（zuì）舒適，還（hái）沒有吹風感，還沒（méi）有冷凝水排水。  今年北京最低溫達到了-20℃，這是多少（shǎo）年都沒有了的，但（dàn）通過北京200多家農（nóng）戶（hù）使用落地風盤的測試（shì），每（měi）戶整個冬季用電量都在2500度左右，室內溫度可以（yǐ）在15℃以上，室（shì）外溫度（dù）在10℃時COP還能在3以（yǐ）上，別說按低價電算，就（jiù）算按4毛9的農用（yòng）電（diàn），也就1000多塊錢，跟燒煤采暖差不多。所以說，空氣源熱泵（bèng）以後不要叫什（shí）麽熱泵空調機，直接叫熱泵供暖機（jī）或者熱泵熱風機，因為黃河以北缺的是（shì）冬天的供（gòng）熱，夏（xià）天（tiān）製冷的需（xū）求並不是很大。空（kōng）氣源熱泵（bèng）可有效進行電網調峰  每台空氣源（yuán）熱泵上還可以安裝直接接受電調控製（zhì）中心命令的（de）控製器，這個控製器也就幾十塊錢，安裝在空氣源熱（rè）泵（bèng）機組裏，然後（hòu）可以（yǐ）通過手機通訊到（dào）村裏，通過村裏通訊電力載波到家家戶戶。這個控製器可以（yǐ）通過很遠距離的電調中心直接把命（mìng）令下到每個村的每（měi）台機器那，使（shǐ）得空氣源熱泵在下（xià）麵三種狀態之一運行：1、強行開啟運行;2、強（qiáng）行停止;3、自行控製，根據意願調（diào）節。  這（zhè）個命令是統一在電調（diào）中心那下的，電調中心可以根據電（diàn）網負荷峰穀變化和風電狀況向各空氣源熱泵機組發出（chū）上（shàng）述三個任意一（yī）個的命令，比如說峰電時就強停（tíng），沒人用的時候就（jiù）強（qiáng）開（kāi），一般情況下（xià）就放開隨便農戶自己調節，通過這樣的方式使（shǐ）空氣源熱泵按照（zhào）電力調峰的需要運行。  當然（rán），電力中心也不是隨便強開強停，電網公司要根據時間和（hé）功（gōng）率對用戶進行（háng）經濟補（bǔ）償，比如說強開（kāi）一（yī）個小時（shí）和強停（tíng）一個小（xiǎo）時（shí），每（měi）度電補（bǔ）貼2毛錢，讓用戶有償地（dì）參與到電網調峰當中（zhōng）去（qù）。  這樣到底有什麽樣的效果，我（wǒ）們通過京津唐電網做了一個仿真的案例。京（jīng）津唐（táng）電（diàn）網周（zhōu）邊農戶有600萬（wàn）戶，總的空（kōng）氣源熱泵裝機容量是1200萬KW，建築麵積每戶為60㎡，為了維持京津唐電網對周邊農戶的電力供應，需要188台300MW的燃煤機組發電。電（diàn）調（diào）中心每天每（měi）個時段根據電力負荷強開強停。12月份時農戶室內（nèi）的溫度都在18～21℃之間，1月份強（qiáng）開強關的時候多點，農戶家裏的（de）溫度也都在15℃以上（shàng），2、3月份同樣如此，因此基本不會影響到農（nóng）戶家（jiā）裏的供暖舒適度。  電網在沒有空氣源熱泵時，每天電負荷曲線都大幅度變化，需要靠火電來進行調（diào）峰（fēng），一天裏要來回（huí）折騰，高效電都在（zài）低效運行。現在這麽（me）一調，天冷時發電機組要開都是連續多少天地開，運行就比較高效，電負荷的曲線也（yě）成直的了。煤改電可少50%的（de）燃煤排放量  在供暖初期，每天強開的時間為（wéi）5.4小時，強停的時間為1.8小時，其餘時間農戶自己（jǐ）控製;在供暖中期時，由於進入嚴寒每天強開強停的時間多點，平均每天強開6.2小時，強停（tíng）7.1小時;而在采暖末期（qī），強（qiáng）開的時間為4小時，強（qiáng）停（tíng）的時間為2.9小時。一個采暖季下（xià）來，平均每（měi）戶（hù）強開強（qiáng）停（tíng）的時間（jiān）為8.9小時/天，其中強開3.7小時/天，強停5.2小時/天。(見（jiàn）表1)整個冬季用平均每戶用電（diàn）量為3839度，其中有2143度電是在強開狀態下使用的。  在使用空氣（qì）源熱（rè）泵（bèng）調峰前，發電機組都是低（dī）負荷運行，平均下來煤耗比較高，調峰後要麽全部關掉，要麽全力（lì）開啟，煤（méi）耗（hào）降低（dī）了，能效也就提（tí）上來了。通過表（biǎo）格可以看出，盡管使用空氣源熱泵（bèng）調峰後用電量上（shàng）升了231億（yì）度，但煤耗卻（què）下降了936萬噸，電廠全負荷運行（háng）後，發電效（xiào）率也提高了，每度電的煤耗（hào）從335克降到了326克（kè）。  這樣一來，使得電網負（fù）荷的峰穀變化問題得到有效解（jiě）決，風電可以有效上網，而且還可以進一步替代部（bù）分煤（méi）電，燃煤電廠也不（bú）需（xū）要承擔調峰任務，可以在全負荷下高效運行或者完全停止（zhǐ），平均煤耗量（liàng）下（xià）降了將近10克，這是個很大的數字（zì）了。  另外，電廠（chǎng）隻要多消耗636萬噸煤，就（jiù）可以在農村減少散煤消耗1572萬噸，實現節煤936萬噸。由於農村不用散煤（méi）了（le），而電廠燒（shāo）煤發電比農戶燒散煤的效率高的多（duō），電廠發電的汙染排放量（liàng）要（yào）低得多，還可以減少燃煤50%的排放量。  再來算經濟賬，農戶土暖氣平均每個（gè）采暖季用煤（méi）2.6噸，在（zài）煤價比較低時也要1560元，而空氣源熱泵每個采暖（nuǎn）季用電為3839度/戶，按5毛算也隻要1919元/戶（hù），中間電力公（gōng）司強開強停補（bǔ）償2毛/度，平均下來每個采暖季補償745元/戶，實際上每戶采暖費用隻要1174元，比燒煤還要更低。同時，家裏的舒適度（dù）還要更高，也更省事，不用人工來操作了。              花季传媒下载空氣源熱（rè）泵，超低（dī）溫空氣（qì）源熱泵（bèng），高效低溫空（kōng）氣源熱泵

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發布時間：2022-01-12  點擊：873  <<< 回上頁