為什麽空氣源熱泵被政府認為是“煤改電”首選？

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                  為什麽空氣源熱泵被政府認為是“煤改（gǎi）電”首（shǒu）選？2016-09-10 熱泵市場 :  中國工程院院士、清華大學教授江（jiāng）億在“2016中國熱泵產業聯盟年會及亞洲空氣（qì）源熱（rè）泵（bèng）高峰論壇”上（shàng）演講。 現在全國上下都（dōu）在抓節能減排、治（zhì）理霧（wù）霾這個事，在這樣的大環（huán）境下空氣源（yuán）熱泵更顯出他的重要性，也（yě）是發展的大好機遇。政府、老百姓都在談霧霾，那麽冬天（tiān）的霧霾從（cóng）哪來的?不得（dé）不說，老百姓冬（dōng）季采暖燒煤、燒化石能源是產生霧（wù）霾（mái）的一個重要原因，冬季采暖（nuǎn）那四個月也是霧霾出（chū）現的高峰期。所以，治理霧霾，減少冬天采暖燒煤、燒化石能源是一個很（hěn）重要（yào）的途徑。  另外（wài），我們也不能（néng）僅僅隻看燒多少煤，還（hái）要關注（zhù）在哪燒、用什麽方式燒，不同的方式燒煤排放（fàng）的汙染物可能會相差（chà）10倍（bèi）!而農村燒散煤的排放（fàng）是最多的（de）。比（bǐ）如說，現在北京郊（jiāo）區農戶差不多200萬戶，每年采暖季燒散煤不到400萬噸，但（dàn）每燒一噸煤排放的汙染（rǎn）物是北京四大燃煤（méi）電廠燒一噸煤排放的12倍，四大電廠每年（nián）燒煤大概在500萬噸，但排放的汙染物卻隻有郊區農戶燒散煤排放的1/10不到，這也是四大（dà）電廠煤改（gǎi）氣後（hòu）對霧霾問（wèn）題的解決起到的作（zuò）用很小的原因。而京（jīng）津（jīn）冀地區農村散煤冬季（jì）的消耗量大概在1800萬（wàn）噸，產生的汙（wū）染物是這一地區燃煤排放汙染物的（de）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（fàng）的一小半（bàn）了。所以，取消冬季土暖氣（qì）散煤（méi），是治理霧霾的主要措（cuò）施之一.用可（kě）再（zài）生能源供暖不行（háng），再說說可再（zài）生能源，我們國家這幾年（nián）風電、光電沒少發展，增加量是世界上最快（kuài）的了，但卻產生了嚴重的棄（qì）風棄光（guāng）的問題。根據統計，冬（dōng）天風電的棄風量達到了20%～30%，而像新疆（jiāng）等地可能（néng）40%都不能上網，而光電棄的更厲害，所以，不解決棄風棄光的問題，再發展可再（zài）生能（néng）源也是一個瓶頸。  棄風（fēng）棄光，都說是電（diàn）網的輸送有問題，不能上網，事實上並不是輸送的問題。我國建的特高壓的西電東輸、北電南輸工程很多都是世界第一的，主要（yào）問題（tí）是供需之間矛盾不協調，是需求側峰穀差，再加上風電、光（guāng）電受（shòu）自然環境影響（xiǎng），和需求側不同步，導致巨大（dà）的供需矛盾不匹配。  比如（rú）說，京津唐電網需求最大的時候要5200萬千瓦，到（dào）了深夜隻要3700千瓦，而我（wǒ）國最大風電廠之一的壩上在夜裏3點的時候發電量最大（dà），450萬千瓦，而這時（shí）候正（zhèng）是需求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）電的時候壩上發電（diàn）量卻是最低（dī）。這種現象導致（zhì）了嚴重的（de）棄風棄光現象，因此要解決這個問題必（bì）須要協調好供（gòng）、需側之間的矛盾。而最好的調節方（fāng）法就（jiù）是用水電，但（dàn）我國（guó）的水電資源都在西（xī）南，距離太遠，調節起來非常難。  另外一（yī）個調（diào）節方法（fǎ）是天然（rán）氣，但我國天然氣資源緊缺，用來（lái）調峰的天然氣嚴（yán）重不足。所以，要解決我國可再（zài）生能源利用問（wèn）題，就要想出電（diàn）的削峰填穀的方法來。  根據（jù）我國現實狀況，一條可能的途徑（jìng）就是（shì）在農村“煤改電”，利用建築物本身的熱慣性來蓄能，一方麵用電力來供暖，另一方麵利用房子的熱慣性直接為力電係統（tǒng）削峰填穀。也就是說，在風（fēng）電、光電充足，而電力負荷低穀時，用電力供暖（nuǎn），當風電、光電不足，電力負荷達（dá）到高峰期（qī）時，停止電力供暖，利用建築本身的熱慣性（xìng）維持室內的熱狀態。這可能是協調供、需兩邊矛盾的一種可行方式，而且（qiě）還可以（yǐ）一石三鳥：通過“煤改電”，來從源頭（tóu）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差矛盾，促進（jìn）可再（zài）生電源的規模發（fā）展。煤改電，其實是煤改空氣源（yuán）熱泵  那麽直接用電熱（rè）行不行呢?最近也有文件（jiàn）建議直接用電鍋爐、電熱膜、電熱纜等，行不行（háng）?答案是不行。首先，這樣是直接把高品位（wèi）電力轉換為低品位熱量（liàng），能源（yuán）轉會效率太低，不僅浪（làng）費能（néng）源（yuán），同時我們知道電生產也是燒煤的，也會造成（chéng）大量的（de）汙染，這都不是好（hǎo）事（shì）。其次，要在農村采暖推廣直（zhí）接電采暖，需要大規模增加農村電網的供電容（róng）量，每一戶（hù）的容量要從目前的4～6KW增加到（dào）10KW以上，電網改造的投資巨大，至少也是100個億的規模。  再次，京津（jīn）冀地（dì）區有1500萬散煤農戶，直接用電采（cǎi）暖的話電力（lì）負荷高達1.5億KW，已經遠遠超過（guò）這一地區的發電能力和電網供電能力。我們不能因（yīn）為現在工業不景氣，就（jiù）使勁讓農戶（hù）去使用電采暖，如果直接電采暖（nuǎn）真發展起（qǐ）來了，問題會很多，我們必（bì）須立足（zú）在現有電網的供電能力和電源容（róng）量的基（jī）礎上去考慮問題。  另外，近年北京郊區的一些（xiē）農戶也嚐試用（yòng）蓄熱式電暖氣，但效果（guǒ）不是很好。為什麽?電（diàn）暖氣蓄熱並不能緩慢地釋放，不好控製，老（lǎo）百姓希望白天出去幹活時，屋（wū）子裏溫度不要那麽高（gāo），能夠省點，但不行，晚（wǎn）上（shàng）蓄的那點熱，白天一直在釋放，等到（dào）傍晚和晚上需要用暖氣的時候，蓄的熱量已經不能滿（mǎn）足房間的溫（wēn）度（dù）了，又得重新開電，而這時候又是用（yòng）電高峰期，電費很貴。  這種方式既不（bú）節約，也不能調峰，使用舒適度又差（chà），結果（guǒ）隻能靠1毛一度電的超低電價來維持運行，而這1毛（máo）錢完全靠的是國家政府補貼實現的，電力公司怎麽算都不夠成本，即使能幫（bāng）著調（diào）峰也不是這個價（jià），所以完全靠政府補貼扛著去幹的事總（zǒng）是不可持續的，也（yě）不可能會長久。  煤（méi）改電（diàn），絕對不是煤改（gǎi）電熱，而是用電來驅動空氣源（yuán）熱泵，這可能是煤改電供暖的最佳方式。空氣源熱泵采暖技術已成熟  很多（duō）人說空氣源熱泵采暖（nuǎn）的一些技術（shù）問題不好（hǎo）解決，實際上經過這幾年企業的研究，問題都解決的差不多了。比如（rú）說室（shì）外機結霜的問題，那是江浙一帶、長江流域的事，到了黃河以北地區冬季幹燥，結霜（shuāng）已經不再是主（zhǔ）要問題，而且現在可以通過有效的化霜措施來解決。還有（yǒu）說室外溫（wēn）度太低（dī），空（kōng）氣源熱泵產品不行。溫差大可以通過雙轉子壓縮機等好些技（jì）術（shù），現在可以在-20℃下正常工作，並（bìng）且能效還（hái）很好，COP可以（yǐ）到2.5以上（shàng）。實際上現（xiàn）在各大檢測（cè）實（shí）驗室都是照（zhào）著夏天製冷時的工況一（yī）條條檢測的，但在北方地區（qū）冬（dōng）天（tiān）使用比夏天重要的多，完全可以取消（xiāo）夏天的那些工況。  空氣源熱泵就是用（yòng）來冬天供暖的，這樣來看好（hǎo）多矛盾都可以解決了，不然的話（huà）夏天要求小壓比，冬天要求大壓比，把壓縮機設置在兩者中間，怎麽弄都不合適（shì），為什麽冰箱（xiāng）不（bú）用噴（pēn）氣增（zēng）焓?因為它就一個（gè）工（gōng）況。空氣源熱泵隻要管冬天采暖，很多毛病都沒（méi）了。  還有說室內不（bú）舒服，上（shàng）熱下（xià）冷，這又是被空調給影響了。因為空調希望從上麵送冷風，所（suǒ）以設置成掛式的，如果（guǒ）隻（zhī）管冬天供暖，完全可以做成（chéng）落地的風盤，通過下送風來實現，完全可以消除縱向梯度，甚至下熱上涼，人體（tǐ）感覺最舒適，還沒有吹風感（gǎn），還沒有冷凝水排水。  今（jīn）年北京最低溫達到了-20℃，這是多少（shǎo）年都沒有了（le）的，但通過北京200多家農戶使用落地風盤的測試，每戶整個冬（dōng）季用電量都在2500度左右，室內溫度可以在15℃以上，室外溫度在10℃時COP還能在3以（yǐ）上，別說按低價（jià）電算，就算按4毛9的農用電，也就（jiù）1000多（duō）塊錢，跟（gēn）燒煤采（cǎi）暖差不多。所以說（shuō），空氣源熱泵以後不要叫什麽熱泵空調機（jī），直接叫熱泵供暖機或者熱泵熱風機（jī），因為黃河以北缺的是冬天的供熱，夏天製冷的需求並不是很大。空氣源熱泵可有效進行電網調峰  每台空氣源熱泵上還可以安裝直接接受電調控製中心命令的控（kòng）製器，這個控製器也就幾十塊錢，安裝在空（kōng）氣源熱泵機組裏，然後可以（yǐ）通過手（shǒu）機通訊（xùn）到村裏，通過村裏通訊電力載波到家家戶戶（hù）。這個控製器可以通過很遠距離的電（diàn）調中（zhōng）心直接把命（mìng）令下到每個村的每台機器那，使得空氣源熱泵在下（xià）麵三種狀態之一運行（háng）：1、強行開啟運行;2、強行停止;3、自行控製，根據意願調節。  這個命令是統一在（zài）電調中（zhōng）心那下的，電調中心可（kě）以根（gēn）據電網負荷峰穀變化和風電狀況向（xiàng）各（gè）空氣源熱泵機組發出上（shàng）述三個任意一個的（de）命令，比如說峰電時就強停，沒人用（yòng）的時候就強開，一般（bān）情況（kuàng）下就放開隨便（biàn）農戶自己調節，通過這樣的方式使空氣源熱泵按照電（diàn）力調（diào）峰的需要運行。  當然，電力中心（xīn）也不是隨便強開強停，電網公司要根據時間和功率對用戶進（jìn）行經濟補償，比如說強開一個小時和強停一個（gè）小時，每度電補貼2毛錢，讓用戶有償地參與到電網調峰當中去。  這樣到底（dǐ）有什麽樣的效（xiào）果，我們通過京津唐電網（wǎng）做了一個仿真的（de）案例。京津唐電網周邊農戶有600萬戶，總的空氣源熱泵裝機容量是1200萬KW，建築麵積每戶為60㎡，為了維（wéi）持京津唐電網對周邊（biān）農戶的電力供應，需要188台300MW的燃煤機組發電。電調中心每（měi）天每個時段（duàn）根據電力負荷強開強停。12月份時農戶室內的溫度都在18～21℃之間，1月份強開強關（guān）的時候多點，農戶家裏的溫度也（yě）都在15℃以上，2、3月（yuè）份同樣如此，因此基本不會影響到農戶家裏的供暖（nuǎn）舒適度。  電網在沒有空氣源熱泵時，每天電負荷曲線都（dōu）大幅度（dù）變化，需要靠火電來進行調（diào）峰，一天裏要來回折騰，高效電都在（zài）低效運（yùn）行。現在這麽一調，天冷（lěng）時發電機組要開都是連續多少天地開，運行就（jiù）比較高效，電（diàn）負荷的曲線也成直的了。煤改（gǎi）電可少50%的燃煤排放量  在供暖（nuǎn）初期，每天強開的時間為5.4小時，強停的時間為1.8小時，其餘時間農戶自己控製;在供暖中期時，由於進入嚴寒每天強開強停的時間（jiān）多點，平均每天強開6.2小（xiǎo）時，強停7.1小時;而在采暖末期，強開（kāi）的時間為4小（xiǎo）時，強（qiáng）停的時間為2.9小（xiǎo）時。一個采暖（nuǎn）季下來，平均每戶（hù）強開強停（tíng）的時間為8.9小時/天，其中強開3.7小（xiǎo）時/天，強停5.2小時/天。(見表1)整個冬季用平均每戶用電（diàn）量為3839度（dù），其中有2143度電是在強開狀態（tài）下使用的。  在使（shǐ）用空氣（qì）源熱泵調峰前，發電機（jī）組都是低（dī）負荷運行，平（píng）均下來煤（méi）耗比較（jiào）高（gāo），調峰後要麽全部關掉，要麽全力開啟，煤耗降低了（le），能效也就提上來了。通過表格可以（yǐ）看出，盡管使用（yòng）空氣源熱泵調峰（fēng）後用電量上升了231億度，但（dàn）煤耗卻下降了936萬（wàn）噸，電廠全負荷運行後，發電效率也提高了，每度電的煤耗從335克（kè）降到了326克。  這樣一來，使得電網負荷的峰穀變化問題得到有效解決，風電（diàn）可以有效（xiào）上網（wǎng），而且還可以進一步替代部分煤電（diàn），燃煤電廠也不（bú）需要承擔調峰任（rèn）務，可（kě）以在全負荷下高效運行或者完全停止，平均煤耗量下（xià）降了將近10克，這是個很大的數字了。  另外，電廠（chǎng）隻要多消耗636萬噸煤，就可以（yǐ）在農村減少散煤消（xiāo）耗1572萬噸，實現節煤936萬噸（dūn）。由於農村不用散煤了，而電（diàn）廠燒煤發（fā）電（diàn）比農戶燒散煤的效率高的多，電廠發電的（de）汙染（rǎn）排放量要低（dī）得多，還可以減少燃煤50%的（de）排（pái）放量。  再來算經濟（jì）賬，農戶土暖氣平均每個（gè）采暖季（jì）用（yòng）煤2.6噸，在煤價比較低時也要1560元，而空氣源熱泵每個采暖季用電為3839度/戶，按5毛算也隻要（yào）1919元/戶，中間電力（lì）公司（sī）強開強停補償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（yuán），比燒煤還要更低。同（tóng）時，家裏的舒適度還要更高，也更省事，不用人工來操作了。              漢（hàn）鑫空氣源熱泵，超低溫空（kōng）氣源熱泵，高效低溫空氣源熱泵

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發布時間：2022-01-12  點擊（jī）：692  <<< 回（huí）上頁