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北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:Q：2017年以來，“煤改清潔能源”尤其是煤改電在北方“2+26”重點城市遍地開花，火了空氣源熱泵，而地源熱泵在“煤改清潔能源”進程中，其推廣力度和應用規(guī)模卻“不盡如人意”。針對這一現(xiàn)象，該如何理解?
徐偉院長：經(jīng)濟性高，但兩大“成本”影響其“煤改電”中表現(xiàn)
針對這一現(xiàn)象，徐偉院長表示：“我們要辯證的去分析。”隨后，他從兩方面道出了個中緣由：地源熱泵之所以顯示度不高，與“經(jīng)濟成本”和“時間成本”有很大的關(guān)聯(lián)。
第一是時間成本，根據(jù)國家發(fā)展改革委的方案來計算，2017年-2021年這四年里，北方煤改清潔采暖示范城市實際只有三年時間來完成，每年都有每年的改造計劃，時間非常緊。而地源熱泵系統(tǒng)從最初的規(guī)劃，到系統(tǒng)設計、方案選擇、落地實施，中間還有安裝和調(diào)試，整個建設周期很長。在短時間內(nèi)完成較多戶數(shù)、較大面積，會相對困難。但政府每年煤改清潔能源計劃中，短時間內(nèi)要完成多少數(shù)量，這是有時間要求的。
第二是經(jīng)濟成本。在城市開發(fā)建設里，尤其近十年來房價普遍大漲后，地源熱泵系統(tǒng)的造價在整個房屋的開發(fā)成本中，占比已越來越小，因此并不是開發(fā)商和用戶不選用的主要原因。在寸土寸金的城市中，有沒有足夠的空間來鋪設安裝地埋管換熱器，已成為阻撓用戶使用地源熱泵的重要原因。但在農(nóng)村，恰恰是空間沒有問題，而造價是主要問題，老百姓對價格的敏感度非常高，因此對目前整個村、鎮(zhèn)這一級推廣和應用來說，初投資成本過高，必然會制約地源熱泵的應用和發(fā)展。
據(jù)徐院長介紹，我國清潔供暖行業(yè)有兩大應用市場：一是城市，二是農(nóng)村。城市主要解決方式是把過去非清潔的能源變成清潔能源，而城市解決方案用地源熱泵或空氣源熱泵并不很多。反而，大量的清潔供暖技術(shù)用在城鄉(xiāng)結(jié)合部，比如說農(nóng)村、農(nóng)房。還有一些偏遠地區(qū)的一些建筑采用熱泵的比例也很高。
“一年看成本，三年看質(zhì)量，五年看維保”，徐院長概括的這三句話適合整個清潔供暖。就目前農(nóng)村清潔供暖工程中所采用的“煤改電”“煤改氣”技術(shù)來講，徐偉認為，如果從純技術(shù)方案來講，它們并非是技術(shù)上最優(yōu)的方案；從效果來看，也不是以效果為導向的最優(yōu)方案。
“理論來說，地源熱泵在各類供暖方式中，它的運行成本是最經(jīng)濟的。但是如果將時間、空間、經(jīng)濟、運營等多種因素混合在一起，作為政府部門或者實施單位，只能選擇在約束的條件下去完成，造成現(xiàn)在地源熱泵推廣量占比較低。即使在擁有政策扶持和民眾接受度較高的首都北京，地源熱泵占比也不會超過5%，大概也就3%左右。”徐偉院長說道。
徐院長認為，“清潔供暖應該有一個更優(yōu)的、更好的性價比，或者說更全面的系統(tǒng)化的解決方案。”
Q：傳統(tǒng)觀點認為地源熱泵的市場主要在北方集中供暖地區(qū)，但隨著人們收入水平提高、對更高生活質(zhì)量的追求和向往，南方供暖的需求得以快速壯大，如何看待地源熱泵在南方市場的發(fā)展？
徐偉院長：地源熱泵技術(shù)在南方地區(qū)的應用，最大的問題是“冷熱不平衡”。
“南方這個范圍很寬很大。如果從建筑領域按照專業(yè)來劃分，實際上涉及兩個地區(qū)，一個是夏熱冬冷地區(qū)，一個是夏熱冬暖地區(qū)。”徐偉院長介紹道，夏熱冬冷地區(qū)既有冷的需求，也有熱的需求；夏熱冬暖地區(qū)基本上只有冷的需求，熱的需求很少。
徐偉認為，目前地源熱泵技術(shù)在南方地區(qū)的應用，最大的問題是“冷熱不平衡”。地源熱泵在南方市場，實際上就是淮河以南、長江南北、嶺南到福建的北部這一帶，地理范圍上它們屬于夏熱冬冷地區(qū)，也就是有冷的需求也有熱的需求。值得注意的是，南方地區(qū)的特殊性在于對熱的承受能力強，對冷的承受能力弱，這樣的使用偏好導致夏熱冬冷地區(qū)使用地源熱泵出現(xiàn)了冷熱平衡問題——地下釋熱量過多。如果冷的負荷過多，會造成熱堆積從而影響系統(tǒng)的能效。夏熱冬暖地區(qū)因為沒有熱的需求，只有冷的需求，從普遍性來說，地源熱泵在夏熱冬暖地區(qū)應用不多。
長江流域夏熱冬冷地區(qū)，涉及14個省（直轄市），約1.5億城鎮(zhèn)人口，已采用地水源熱泵系統(tǒng)的建筑涵蓋了辦公、商業(yè)、圖書館、別墅、公寓住宅等多種類型，地水源熱泵系統(tǒng)也呈現(xiàn)出了多樣化，包括江水源熱泵、湖水源熱泵、地下水水源熱泵、地埋管熱泵、污水源熱泵等，除了普通住宅項目，甚至不乏上海世博軸、我國第一高樓——上海中心、南京鼓樓國際服務外包產(chǎn)業(yè)園、長沙市濱江新城、新武漢火車站、重慶江北城CBD等知名項目。
然而即使在夏熱冬暖地區(qū)，地源熱泵的使用也不乏案例。比如廣西南寧，當?shù)貙岬男枨笾饕巧顭崴涞男枨笫欠块g供冷，所以在設計時可以力求冷熱平衡。此外，廣西有大量丘陵或者山區(qū)，地下水流動的速度很快，地埋管和土壤的熱交換其實際是和地下水的熱交換，是地下水的熱 量交換。當?shù)靥厥獾牡叵聵?gòu)造，決定了有些地區(qū)冷熱堆積顯得不再突出。
總之，地源熱泵在北方市場有較為成熟的運用，也逐漸打開了南方市場。無論南北市場，地源熱泵的應用都需要綜合考慮時間、空間、氣候環(huán)境、換熱方式等因素，做到因地制宜，才能發(fā)揮出地源熱泵本身的優(yōu)勢與高能效。
本文摘選自7月刊《地源熱泵》
徐偉 中國建筑科學院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院院長
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