我國明確提出2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。在終端能源消費(fèi)中，供熱與制冷占比近半，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵領(lǐng)域。
熱泵技術(shù)通過逆向熱力學(xué)循環(huán)提升低品位熱能，在建筑供暖、工業(yè)供熱等領(lǐng)域展現(xiàn)顯著優(yōu)勢，已成為全球公認(rèn)的高效節(jié)能技術(shù)。
01.熱泵供熱是提升供熱電氣化水平最現(xiàn)實(shí)的技術(shù)
作為電力驅(qū)動(dòng)的高效供能方式，熱泵系統(tǒng)全年熱能轉(zhuǎn)化效率超300%，較傳統(tǒng)鍋爐節(jié)能效果顯著。在北方農(nóng)村清潔取暖政策推動(dòng)下，該技術(shù)快速普及，不僅替代散煤供暖降低污染，更在生活熱水、工業(yè)干燥等領(lǐng)域持續(xù)拓展應(yīng)用場景。其核心價(jià)值在于提升終端用能電氣化水平，推動(dòng)供熱體系低碳轉(zhuǎn)型。
在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下，需要更快節(jié)奏、更大力度地推進(jìn)建筑用能低碳化，提升電氣化水平是推動(dòng)建筑領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵路徑。與化石燃料供熱方案相比，熱泵供熱產(chǎn)生的二氧化碳排放量明顯降低，更加節(jié)能環(huán)保。熱泵的電熱轉(zhuǎn)化效率全年可達(dá)到300%以上，而鍋爐的熱效率不會(huì)超過100%。對分散采暖的家庭，比較適合采用熱泵供熱技術(shù)。而且，隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)提升，未來超低能耗建筑和近零能耗建筑將大規(guī)模推廣，從而大幅降低此類建筑的采暖負(fù)荷，不再需要傳統(tǒng)的集中供熱管網(wǎng)供熱，僅用熱泵供熱技術(shù)進(jìn)行少量補(bǔ)熱即可滿足冬季采暖需求。熱泵技術(shù)在供熱領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，可以顯著提升供熱電氣化水平，加速供熱系統(tǒng)清潔低碳發(fā)展。
在實(shí)現(xiàn)"雙碳"戰(zhàn)略的進(jìn)程中，建筑領(lǐng)域能源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型亟需加速推進(jìn)，提升電氣化比率成為建筑減排的核心路徑。相比傳統(tǒng)化石能源供熱，熱泵技術(shù)展現(xiàn)出顯著的環(huán)保優(yōu)勢：其全年熱能轉(zhuǎn)換效率突破300%，而傳統(tǒng)鍋爐熱效上限僅為100%，單位供熱量碳排放量降低60%以上。對于獨(dú)立采暖用戶，熱泵系統(tǒng)成為理想選擇。隨著國家強(qiáng)制推行更高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，超低能耗建筑的規(guī)模化應(yīng)用將顯著削減建筑熱負(fù)荷需求，傳統(tǒng)集中供暖管網(wǎng)將被逐步替代，轉(zhuǎn)而采用熱泵技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)熱即可滿足冬季供暖需求。熱泵技術(shù)的大范圍普及，將有效提升建筑供熱電氣化比率，驅(qū)動(dòng)供熱體系低碳化進(jìn)程。
空氣源熱泵采暖的室內(nèi)末端有多種方式，包括地暖、暖氣片和風(fēng)機(jī)盤管直接送熱風(fēng)采暖等。空氣源熱泵在居住建筑、公共建筑均可使用，既可分戶使用又可集中使用。空氣源熱泵采暖能耗僅為直接電熱采暖能耗的1/3。
空氣源熱泵以滿足冬季供熱工況性能要求為主，環(huán)境溫度適應(yīng)性、系統(tǒng)效率更好，還可以滿足夏季制冷需求。目前可以實(shí)現(xiàn)在-35℃的環(huán)境溫度下穩(wěn)定工作，提供30℃~50℃的供暖熱水，與地板輻射盤管或散熱器組成采暖系統(tǒng)為住戶供暖，提供穩(wěn)定的室溫，舒適性較好。
根據(jù)低溫空氣源熱泵設(shè)備在農(nóng)宅“煤改電”清潔取暖的實(shí)踐案例數(shù)據(jù)，采用空氣源熱泵替代散煤爐采暖系統(tǒng)，僅為采用散煤土暖氣能耗的1/2，為直接電熱取暖能耗的1/3。
根據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心對北京農(nóng)宅不同采暖系統(tǒng)的示范和跟蹤測試數(shù)據(jù)，低溫空氣源熱泵的單位采暖面積CO2 排放量分別約為33.8kg/㎡，比散煤爐采暖系統(tǒng)的CO2 排放量148.8kg/㎡分別減少77%。
03.熱泵未來前景廣闊
隨著雙碳政策的全面推進(jìn)，熱泵技術(shù)應(yīng)用在各領(lǐng)域前景廣闊。在建筑行業(yè)，可應(yīng)用于新建建筑、既有建筑改造以及被動(dòng)式建筑的供暖制冷和熱水供應(yīng)；對于工業(yè)生產(chǎn)，大容量的高溫工業(yè)熱泵是解決工業(yè)能源脫碳的有效方案之一；對農(nóng)業(yè)部門，在農(nóng)業(yè)環(huán)境調(diào)控、農(nóng)產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用可節(jié)能20~60%；另外，在電動(dòng)汽車空調(diào)、地鐵等軌道交通領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用情景。
熱泵是電力高效轉(zhuǎn)為熱量的最佳途徑，契合終端用能電氣化發(fā)展的需求，是破解零碳能源問題的重要技術(shù)。在未來，通過使用電力減少碳排量是解決能源危機(jī)的關(guān)鍵，而能廣泛高效利用清潔能源的熱泵擁有巨大的潛力。
參考資料：
1.上海國際暖通空調(diào)與舒適系統(tǒng)展覽會(huì)COMFORTECO CHINA-熱泵展|暖通空調(diào)展|舒適系統(tǒng)展
