為什麽空氣源熱（rè）泵被政府認為是“煤改電（diàn）”首選？

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                  為什（shí）麽空氣源熱泵被政府認為（wéi）是“煤改電”首選？2016-09-10 熱泵市場 :  中國（guó）工程院院士、清華（huá）大學教授江億在“2016中國熱泵產業聯盟（méng）年會及亞洲空氣源熱泵高峰（fēng）論壇”上演講。 現在全國上下都在抓（zhuā）節能減排、治理霧霾這個事，在這（zhè）樣的大（dà）環境下空氣源熱泵更顯出他的重要性（xìng），也是發展的大好機遇。政府、老百姓都在談霧霾，那麽冬天的霧霾從哪來的?不得不說，老百姓冬季采暖燒（shāo）煤、燒化石能源（yuán）是產生霧霾的一個重要原因，冬季采（cǎi）暖那四（sì）個月也是霧霾（mái）出現的高峰期。所以（yǐ），治理霧霾，減少冬天采暖燒煤、燒化（huà）石能源是一個很重（chóng）要的途徑。  另外，我們也不能僅（jǐn）僅隻看燒多少煤，還要關注在哪燒、用什麽方式燒，不同的方式燒煤排放的（de）汙染物可能會相差10倍!而農村燒散煤的排放是最多的。比如說，現在北京郊區農戶差不（bú）多200萬戶，每年采暖季燒散煤不到400萬噸，但（dàn）每燒一噸煤（méi）排放的汙（wū）染物（wù）是北京四（sì）大（dà）燃（rán）煤電廠燒一噸煤排放的12倍，四大電廠每年燒煤（méi）大概在500萬噸，但排放的汙染物卻隻有郊（jiāo）區農戶燒散煤（méi）排放的1/10不到，這也是四大電廠（chǎng）煤改氣後對霧霾問題的解決起到的作用很小（xiǎo）的原（yuán）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染物的45%。霧霾都知道鋼廠等是燒煤大戶，但農戶（hù）燒（shāo）煤已（yǐ）經占了（le）燒（shāo）煤（méi）排放的（de）一小半了。所以，取消冬季土暖氣散煤，是治理霧霾的主要措施之一.用（yòng）可再生能源供暖不行，再說說可再生能源，我們國家這幾年風電、光電沒（méi）少發展，增加量（liàng）是世界（jiè）上最快的了，但卻產生了嚴重（chóng）的棄風棄光的問題（tí）。根據統計，冬天風（fēng）電的棄風量達到了20%～30%，而像新疆（jiāng）等地（dì）可能（néng）40%都不能上網（wǎng），而光電棄的更厲害，所以，不解決棄風棄光的問題，再發（fā）展可再生（shēng）能源也是一（yī）個瓶頸。  棄風棄（qì）光，都（dōu）說是電網的輸送有問題，不能上網，事實上並不是輸送（sòng）的問題。我國（guó）建的特高壓的西（xī）電東輸（shū）、北（běi）電南輸工程很多都是世界第一的，主要問題是供需之間矛盾不協調，是（shì）需求側峰穀差，再加上風電、光電受自然環境影響（xiǎng），和需求側不同步，導致巨大的供需矛盾不匹配。  比如（rú）說，京津唐電網需求最（zuì）大的時候（hòu）要5200萬千瓦，到了深夜（yè）隻要3700千瓦，而（ér）我國最大風電廠之一的壩上在夜裏3點的時候發電量最大，450萬（wàn）千瓦，而（ér）這時候正是需求側電負荷需求最小的時候，火電都還用（yòng）不完，而需求側最需要電的時候壩上發（fā）電量卻是最（zuì）低。這（zhè）種現象（xiàng）導致了嚴重的棄風棄光現象，因此（cǐ）要解決這個問（wèn）題必須（xū）要協調好供、需側（cè）之間（jiān）的矛盾。而最好（hǎo）的調節方法就是用水電，但我國（guó）的（de）水電資（zī）源都在西南，距離太遠，調節起來非常難。  另外一個調節方法是天然氣，但我國天然氣（qì）資源（yuán）緊缺，用來調峰的天然氣嚴重不足。所以，要解（jiě）決我國可再生能源利用（yòng）問題，就要想（xiǎng）出電的削峰填穀的方法來。  根據我國（guó）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（de）熱慣性來蓄能，一方（fāng）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削峰填穀。也就是說，在風（fēng）電、光（guāng）電充足，而電力負（fù）荷低穀時，用電力供暖，當風電、光電不足（zú），電力負（fù）荷達到高峰期時，停（tíng）止電（diàn）力（lì）供暖，利用建築本身的熱慣性（xìng）維持室內的熱狀態。這可能（néng）是協調供、需（xū）兩邊（biān）矛盾的一種可行方式，而且還可以一石三鳥：通過“煤改電”，來（lái）從源頭（tóu）上治理霧霾（mái）;提（tí）高農戶冬季（jì）室內溫度，改善生活水平;緩解電力供需（xū）的峰穀差（chà）矛盾，促進可再生電（diàn）源的規模發展。煤改電，其實是煤改空氣源熱泵  那麽直接用電熱行不行呢?最近也有文件建議（yì）直接（jiē）用電鍋爐、電熱膜、電熱纜等，行不行?答案（àn）是不行。首先，這樣是直接把高品位電力轉換為低品位熱量，能源轉會效率太低，不僅浪費能源，同時我們知道電生產也（yě）是燒煤的，也會造成（chéng）大量的汙染，這都不是好事。其次，要在農村（cūn）采暖推廣直接電采（cǎi）暖，需要大規模增加農村電網（wǎng）的供電容量，每一戶的容（róng）量要從目前的4～6KW增加到10KW以上，電網改造的投資巨大，至少也是100個億的規模。  再次，京津冀地區有1500萬散煤農戶，直接（jiē）用電采暖的話電力負荷高達1.5億KW，已經遠（yuǎn）遠超過這一地區的發電能力和（hé）電網供電能力。我們不（bú）能因為現在工業不景氣，就使勁讓（ràng）農戶去使用電采暖，如果直接電采暖真發（fā）展起來了（le），問題會很多，我們必須立足在現有電網（wǎng）的供電能力和電（diàn）源容量的基礎上去考慮問題。  另外（wài），近年北（běi）京郊區的一些農戶也嚐試用蓄（xù）熱式電（diàn）暖氣，但（dàn）效果不是很好（hǎo）。為什麽（me）?電暖氣蓄熱並不能緩慢地釋放，不好控（kòng）製，老百（bǎi）姓希望白天出去幹活時，屋子裏溫度不要那麽高，能夠（gòu）省點，但不行，晚上蓄的那點熱，白天（tiān）一直在釋放，等到傍晚和晚上需要用（yòng）暖氣的時候，蓄的熱量已經不能滿足房間的溫度了，又得（dé）重新開（kāi）電，而（ér）這時候又是用電高峰期，電費很貴。  這種方（fāng）式既不節約，也（yě）不（bú）能調峰，使用舒適度又差，結果（guǒ）隻能（néng）靠1毛一（yī）度電的超低電價來維持運行，而這1毛錢（qián）完全（quán）靠的是國家政府補貼實現（xiàn）的，電力公司怎麽算都不夠成本，即使（shǐ）能幫著調（diào）峰也不是這個價，所以（yǐ）完全靠政府補貼扛著去幹的事總是不可持續的，也不可能會長久。  煤改電，絕對不是煤改電熱，而是用電（diàn）來驅動空氣源（yuán）熱泵（bèng），這可能是煤改電供暖的最佳方式。空氣源（yuán）熱泵采暖技術已成熟  很多人說空氣源熱泵采暖的一些（xiē）技術問題不好解決，實際上經過這（zhè）幾年企業的研究，問題（tí）都解決的差不多了。比如說室外機結霜的問題，那（nà）是江浙一帶、長江流域（yù）的事，到了黃河以北（běi）地區（qū）冬季（jì）幹燥，結（jié）霜已經不再（zài）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（yǒu）說室外溫度太低，空氣源熱泵產品不行（háng）。溫差大可以（yǐ）通過雙（shuāng）轉子壓縮（suō）機等好些技術，現在（zài）可以在-20℃下正常工作，並且能效還（hái）很好，COP可以（yǐ）到2.5以上（shàng）。實際上現在各大（dà）檢測實驗室都是照著夏天製冷時的（de）工況一條條檢測的，但在北方地區冬（dōng）天使（shǐ）用比夏（xià）天重要的多，完（wán）全可以取消夏天的那些工（gōng）況。  空氣源熱泵就是用來冬天供暖的，這（zhè）樣來看好多矛盾都可以解（jiě）決了，不然的話夏天要求小（xiǎo）壓比，冬（dōng）天要求大壓比，把壓縮機設置在兩（liǎng）者中間，怎麽弄都不合適，為什麽冰箱不用噴氣增（zēng）焓?因為它就一個工況。空氣源熱泵隻要管冬天采暖，很多毛病都沒了。  還（hái）有（yǒu）說室內不舒服，上熱下冷，這又（yòu）是被空調（diào）給影響了。因為空調希望從上麵（miàn）送冷風，所以設置成掛式的，如果隻管冬天供暖，完全可（kě）以做成落地的風盤（pán），通過下送（sòng）風來實現，完全可以消除縱向梯度，甚至下（xià）熱上（shàng）涼，人體感覺最舒適，還沒有吹風感，還沒有冷（lěng）凝水排水。  今年北京最低溫達到了-20℃，這是多少年都沒有了的，但通（tōng）過北京200多家農戶（hù）使用落（luò）地風盤的（de）測試，每戶整個冬季用電（diàn）量都在2500度左右，室（shì）內溫度可以在15℃以上，室外溫（wēn）度在10℃時COP還能在3以上，別說按低（dī）價電算，就算按4毛9的農用電，也就1000多塊錢，跟燒煤采暖差不多。所（suǒ）以說，空氣源熱泵以後（hòu）不要叫什麽熱泵空調機，直接叫熱泵供暖機或者熱泵（bèng）熱風機（jī），因為黃河以北缺的是冬天的供熱，夏天製冷的需（xū）求並不（bú）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（shàng）還可以安裝直接接受電（diàn）調控製（zhì）中（zhōng）心命令的控製器，這個（gè）控製器也就幾十塊錢，安裝在空氣源熱泵機組裏，然後可以通過手機通訊到村裏，通過村裏通訊電力載波到家家戶（hù）戶。這個控製器可以通過（guò）很遠距離的電調中（zhōng）心直（zhí）接把命令下到每個（gè）村（cūn）的每台機器（qì）那，使得空（kōng）氣源熱泵在下麵（miàn）三種狀態之一運行：1、強行開啟運行;2、強行停止;3、自行（háng）控製，根據意願（yuàn）調節。  這個命令是統（tǒng）一（yī）在電調（diào）中心那下的（de），電調中心可以根據電網負荷（hé）峰穀變化和（hé）風電（diàn）狀況向各空氣（qì）源熱泵機組發出上述三個任意一個（gè）的命令（lìng），比如說峰電時就強停，沒人用的時候就強開，一般情況（kuàng）下就放開隨便農戶自己調（diào）節，通過這樣的方式使空氣源（yuán）熱泵按照電（diàn）力調峰（fēng）的（de）需要（yào）運行。  當然（rán），電力中心也不是隨便強開（kāi）強停，電網公司要根據時間和功率對用戶進行（háng）經（jīng）濟補償，比如說強開一個（gè）小時和強停一個小時（shí），每（měi）度電（diàn）補貼2毛錢，讓用戶（hù）有償（cháng）地參與到電網調峰當（dāng）中去。  這樣到（dào）底有什麽樣的效果，我們通過京津唐電網做了（le）一個仿真的案例。京津唐電網周邊農戶有600萬戶，總的空氣源熱泵裝機（jī）容量是1200萬KW，建築（zhù）麵積每戶為60㎡，為了（le）維持京津唐電網對周邊農（nóng）戶的電力供應，需要（yào）188台300MW的燃煤機組發電。電調中心每天每個時段根（gēn）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（yuè）份強（qiáng）開強關的時候多點，農戶家（jiā）裏的（de）溫度也都在15℃以上，2、3月份同樣如此（cǐ），因此基本不會影響到農戶（hù）家裏（lǐ）的供（gòng）暖舒適度。  電網在沒有空氣源熱泵時（shí），每天電負荷曲線都大幅度變化，需要靠火電來進行調峰，一（yī）天裏要來回折騰，高（gāo）效電都在低效運行。現在這麽一調，天冷（lěng）時發（fā）電機組要（yào）開都是連續多（duō）少天地開，運行就比（bǐ）較高效，電（diàn）負（fù）荷（hé）的曲線也成直（zhí）的了。煤改電可少50%的燃煤排放量  在供暖初期，每（měi）天強開的時間為（wéi）5.4小時，強停的時（shí）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（shí）間多點，平均每天強（qiáng）開6.2小時（shí），強（qiáng）停7.1小（xiǎo）時;而在采暖末期，強開的時間為4小時，強（qiáng）停（tíng）的時間為2.9小時。一個采暖季下來，平均每戶強開強停的時間為8.9小時/天，其中強開3.7小時/天，強停5.2小時/天。(見表1)整個冬季用平均（jun1）每戶用電量（liàng）為3839度，其中有2143度電是（shì）在強開狀態下使（shǐ）用的。  在使用空氣源熱泵調峰前，發電機組都是低負荷運行，平均下來（lái）煤耗比較高，調峰後要麽全部關掉，要麽全力開啟，煤耗降低了，能效也（yě）就提上來了。通過表（biǎo）格可以看出，盡管使用空氣源熱泵調峰後用電量上升（shēng）了231億度，但煤耗卻下降了936萬噸，電（diàn）廠（chǎng）全負荷運行（háng）後，發電效率也提高了，每度電的煤耗從335克降到了326克。  這樣一（yī）來（lái），使（shǐ）得電網負荷的峰穀（gǔ）變（biàn）化問題得到有效解決，風電可以有（yǒu）效上網，而且還（hái）可以進（jìn）一步替代部分煤電，燃煤電廠也不需要承擔（dān）調峰任務，可以在全負荷下高（gāo）效運行或者完全停止，平均煤耗量（liàng）下降了將近10克，這（zhè）是個很大的數字了。  另外，電廠隻要多消耗636萬噸煤，就可（kě）以在農村減少散煤消耗1572萬噸，實（shí）現節煤936萬噸。由於農村不用散煤了，而電廠燒煤（méi）發電（diàn）比農（nóng）戶燒散煤的效率高（gāo）的多，電廠發（fā）電（diàn）的汙染排放量要低得（dé）多，還可以減少燃煤50%的排放量。  再來算（suàn）經濟賬，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（máo）算（suàn）也隻（zhī）要1919元/戶，中間電（diàn）力公司強開強（qiáng）停補償2毛/度（dù），平均（jun1）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。同時，家裏的舒適度還要更高，也更省事，不用人工來操作了。              漢鑫空氣源熱泵，超低溫空氣（qì）源熱泵，高效低溫空氣（qì）源（yuán）熱泵

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發布（bù）時（shí）間：2022-01-12  點擊：784  <<< 回上頁