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開發熱泵技術產品,適應多元化需求,推動熱泵領域應用

  能源短缺疊加寒冬將至,有消息顯示,我國生產的“取暖套裝”在歐洲市場走俏。除了電熱毯、熱水袋、暖手寶、保溫杯等小物件外,售價數萬元的熱泵也遭到搶購。據海關數據,2022年1月至8月我國熱泵出口額達到8億美元,同比增長62%。根據歐盟的相關計劃,為減少對俄羅斯化石燃料的依賴,未來5年內還將大幅提升熱泵的安裝數量。

  作為取暖設備,熱泵在我國并不為人們所熟悉,為何一躍成為歐洲人的“取暖神器”?這要從熱泵的原理說起。類似于水往低處流,自然條件下熱量也是從高溫物體流向低溫物體。利用電能驅動和熱力學逆循環,熱泵可以從空氣、土壤、水源等自然界中吸收熱量,把處在較低溫度下的熱量提升到較高的溫度水平下釋放出來,以滿足熱量的使用要求。在這個過程中,熱泵并不是直接將電能轉化為熱能,電能只是驅動了壓縮機,將室外熱量“搬運”到室內。簡單來說,熱泵就是“溫度搬運工”。

  正是基于這個工作原理,空氣能熱泵采暖比直接將電能轉化成熱能效率要高很多,一般來說泵的熱效率很高,通常可達300%以上,即1份電能可搬運3至4份低位熱能,因此理論上比直接用電取暖要節省75%的電費,跟燃氣供暖相比效率也更高,跟散煤供暖比則更加低碳環保。隨著歐洲能源短缺、價格居高不下,加上歐洲各國的高額補貼,更為高效節能的熱泵廣受各國政府和消費者青睞。歐盟推進的碳中和政策也在長期范圍內支撐更為環保的熱泵普及。在不少歐洲國家,新建建筑中熱泵供熱面積已持續超過燃氣供熱面積。

  熱泵在我國“雙碳”進程中的獨特作用同樣不容忽視。供熱和制冷是全球最大的終端能源消費,住宅、工業部門以及其他用途的供熱制冷約占全球總能耗的一半,供熱和制冷也是導致空氣污染的主要原因之一。因此,提升供熱和制冷部門的效率,是拉動一國低碳發展,保障能源安全的重要措施。對我國而言,供熱和制冷也是實現碳中和目標需要關注的重點領域。國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》提出,深化可再生能源建筑應用,因地制宜推行熱泵、生物質能、地熱能、太陽能等清潔低碳供暖。引導夏熱冬冷地區科學取暖,因地制宜采用清潔高效取暖方式。積極推廣熱泵技術和產品,也是我國深入推進能源革命,加快規劃建設新型能源體系的必然之選。

  近年來,在我國清潔取暖政策的驅動下,熱泵供暖技術替代燃煤取暖,在我國北方農村地區快速發展。但在進一步推廣過程中仍存在一些障礙,比如,雖然熱泵使用成本較低,但初始供能系統投資成本劣勢比較大,動則上萬元的裝機費用讓消費者望而卻步。同時,不匹配的機型選用、粗放的安裝和運維水平,造成熱泵系統實際運行能效低,甚至導致部分項目無法運行,使得熱泵系統沒有發揮其應有的節能減排作用,影響了消費者對熱泵的信心。此外,低位熱源決定的熱泵供能強度,限制了其在嚴寒地區集中供熱以及工業領域的應用。以上問題使得熱泵滲透率仍然較低,尤其是2018年“煤改電”政策調整后,市場出現了較大幅度下滑。

  熱泵技術優勢獨特,應用前景廣闊,我國應充分重視對熱泵技術推廣的支持,別讓熱泵“冷”下來。基于各地資源稟賦、電網能力和政府財政情況,給予安裝熱泵產品合理資金補貼,并制定差異化電價優惠政策,尤其在風光電資源充足、電能本地消化不足、集中供暖無法覆蓋的區域,可加大電價支持力度。針對熱泵市場產品和工程質量魚龍混雜的現狀,有關部門應重視標準建設、加強市場監管,指導各地因地制宜,選擇適合的熱泵采暖技術方式,在合適場合、適當條件下使用熱泵,全方位提升工程安裝、售后維護水平,以獲得真正的節能效果。

  技術創新是擴大熱泵應用范圍的關鍵一環。以現有技術條件和產業水平來看,熱泵技術還有更大的發展空間、更好的應用性能。需進一步改善熱泵系統的環境及應用適應性,提高熱泵低溫供熱性能和擴大熱泵高溫供熱的應用范圍,提升熱泵機組穩定性和使用壽命。開發復合集成高效熱泵技術產品,以便適應多元化應用的需求,推動熱泵在更廣闊的地理區域和生產領域應用。

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