“碳中和”目標背景下制冷空調(diào)行業(yè)之路該怎么走?

  隨著社會的發(fā)展,人民生活水平的提高,我國建筑總能耗也在不斷升高,尤其是對于空調(diào)暖通系統(tǒng)的需求。暖通行業(yè)涉及的領域不是很大,但對節(jié)能減排的作用卻是不可被忽視的。根據(jù)建筑碳排放來源統(tǒng)計顯示,暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗占建筑總能耗的50%以上,約占社會總能耗20%以上。

  細分到制冷空調(diào)行業(yè),根據(jù)中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2020年底,我國擁有制冷空調(diào)企業(yè)近1200家,其工業(yè)總產(chǎn)值約6700億元人民幣,工商用制冷空調(diào)行業(yè)約3400億元。

  隨著全社會“雙碳”目標的推進,國家的能源結構和供給方式必然發(fā)生變化,行業(yè)推進“雙碳”目標的實現(xiàn),首先要適應這種能源結構的調(diào)整變化。一方面要大力推進可再生能源等清潔能源的利用使用,如太陽能、余熱廢熱、空氣源熱泵、天然冷源等;另一方面,對使用清潔能源制取的冷量和熱量,應從冷熱兩端加以全面利用,同時結合儲能技術開發(fā),解決清潔能源生產(chǎn)的不穩(wěn)定性問題。

  1 大力推進清潔能源高效利用

  太陽能、風能等是大自然提供的取之不盡用之不竭的最清潔的能源,未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,要充分考慮制冷空調(diào)設備引入和利用清潔能源的問題,創(chuàng)新應用方法和手段,實現(xiàn)低碳發(fā)展目標。

  研究太陽能和制冷設備的多種有機結合和利用方式,大幅度地提高太陽能的利用效率也是清潔能源利用的重要方向之一。目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出太陽能光伏直驅(qū)的空調(diào)(熱泵)系統(tǒng)并成功應用在多種場合。降低太陽能空調(diào)的初始投資成本和發(fā)展太陽能復合建筑供能系統(tǒng),提升太陽能的利用效率,是未來太陽能在制冷空調(diào)行業(yè)應用的主要方向。

  2 余熱(冷)、廢熱利用

  我國余熱資源非常豐富,提升利用潛力巨大,對于實現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關重要。在冶金、化工機械、電力等各種工業(yè)生產(chǎn)過程中,往往伴生大量余熱資源。據(jù)相關機構測算,這些資源可換算成約6億噸標準煤。采用不同的制冷或熱泵技術對各種余熱、廢熱熱源進行充分地回收再利用,將可為國家節(jié)約大量能源資源。近年來,新型余熱回收再利用技術不斷涌現(xiàn),如余熱有機朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電技術、超高溫熱泵技術、噴射器余熱發(fā)電、冷(熱)電聯(lián)供技術等。民用領域,在制冷空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)加裝熱(冷)回收裝置,將制冷空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)余熱(冷)回收再利用,可以充分提高能源的綜合利用率。

  3 熱泵技術推廣

  熱泵技術通過提取環(huán)境介質(zhì)、余熱資源中的低品位能量,提供可被利用的高品位熱能,具有較大的節(jié)能利用價值。熱泵每消耗一份能量,可以獲得一倍甚至數(shù)倍的熱量,大幅度地提高了能源的利用效率,是一種高效節(jié)能的產(chǎn)品。空氣源、水源、地源、余熱、廢熱等都可能成為熱泵能量的來源。空氣源熱泵是近年來“煤改電”應用的主要形式之一,為國家的霧霾治理發(fā)揮了重要的作用。據(jù)有關數(shù)據(jù),目前全國公共建筑存量近150億平方米,公共建筑能耗3.6億噸標煤。按廣義空調(diào)系統(tǒng)能耗占建筑能耗的50%計,則通過利用熱泵技術解決公共建筑供熱系統(tǒng)的化石能源替代,減排效益將是巨大的。在未來“雙碳”目標驅(qū)動的大背景下,熱泵技術作為化石能源替代的主要手段之一,必將迎來更大廣闊的發(fā)展機遇和市場應用空間,做好不同應用場合的功能匹配與應用技術開發(fā)將是需要關注的發(fā)展方向。

  4 天然冷源利用

  近年來,隨著能源短缺問題的加劇,自然冷源在制冷空調(diào)行業(yè)得到越來越多地應用。

  在合適的季節(jié)里,通過引入自然新風可以較為顯著地降低建筑物空調(diào)系統(tǒng)能耗。近年來,數(shù)據(jù)中心隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動通信的普及而得到蓬勃發(fā)展,數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)需要全年不間斷運行,在冬季或其過渡季節(jié)等氣溫較低的環(huán)境下,可以充分利用自然冷卻替代部分或全部的機械制冷為數(shù)據(jù)中心降溫冷卻,取得顯著的節(jié)能效果。

  自然冷源利用受地區(qū)或者季節(jié)影響比較大,自然冷源如何跟使用側需求、機械制冷系統(tǒng)和負荷之間優(yōu)化匹配是需要重點解決的問題。

  5 為清潔能源生產(chǎn)提供全方位保障服務

  “雙碳”目標將帶來清潔能源生產(chǎn)設施建設高潮。清潔能源生產(chǎn)建設離不開制冷空調(diào)設備的服務保障,將形成新的巨大市場。清潔能源設施工作環(huán)境復雜多樣,對配套的制冷空調(diào)設備提出更高技術和質(zhì)量要求。針對風電、光電、核電、水電、儲能等不同新能源生產(chǎn)技術要求,研究和開發(fā)適用的專有技術和產(chǎn)品,將會贏得更多的市場發(fā)展空間。

  電池儲能技術的發(fā)展帶動了熱管理技術開發(fā)的需求,包括儲能電站的熱管理、電動汽車的熱管理,也都是未來行業(yè)技術開發(fā)的重要方向。

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