說起能源,第一時間往往想到煤炭、石油,地熱能這種由地殼抽取的天然熱能,則顯出幾分神秘。這種能源來自地球內部的熔巖,并以熱能形式存在。作為一種綠色環保的新型可再生能源,地熱能不僅儲量大,分布廣,而且沒有煤炭等能源燃燒后產生的煙氣污染;而熱泵則是一種節能環保新技術,能夠實現地熱能、余熱等資源的清潔高效利用。
今后,地熱能和熱泵將在北京市的能源利用中逐漸加大比重。近日,市發改委、市財政局、市國土局、市環保局、市規劃委和市水務局聯合印發了《關于北京市進一步促進地熱能開發及熱泵系統利用的實施意見》(以下簡稱《意見》),明確本市范圍內對深層地熱和燃煤燃油鍋爐改用熱泵,將給予50%的資金支持。
熱電中心加裝余熱熱泵
支持地熱能和熱泵的使用,將覆蓋到本市的各個領域,無論是公共建筑、工業廠房還是居民住宅樓都位列其中。
市發改委相關負責人透露,本市鼓勵新建公共建筑、工業廠房和居民住宅樓使用熱泵供暖系統,支持燃煤、燃油供暖鍋爐利用熱泵系統進行清潔改造。在技術層面,包括余熱、土壤源、再生水(污水)熱泵和深層地熱資源都將得到開發利用。
《意見》中明確,為了充分回收余熱資源,新建的燃氣熱電廠和鍋爐房,將同步建設余熱熱泵供暖工程,具備改造條件的既有燃氣熱電廠和鍋爐房加裝余熱熱泵回收裝置。本市將完成四大燃氣熱電中心、太陽宮和鄭常莊等燃氣熱電廠余熱熱泵供暖工程,加快開展科利源、魯谷和北重等大型鍋爐房利用熱泵回收余熱資源工作。
本市將加快推廣土壤源熱泵供暖系統,不斷提高淺層地溫能的應用水平。重點在沙河高教園、順義林河開發區、中關村(000931,股吧)科技園等重點功能區及成規模的住宅小區建設一批土壤源熱泵供暖工程。
在再生水熱泵領域,本市現有和新建再生水廠內建筑應采用再生水熱泵供暖系統,鼓勵再生水廠周邊和主干管網沿線范圍內新建建筑使用再生水熱泵系統供暖。將重點建設電子城北擴、CBD東擴和中關村東升科技園等再生水熱泵供暖工程。
本市還將加快大興、延慶和通州等地區深層地熱資源的開發利用,開展現有地熱供暖項目整合改造。比如,將重點推進北京新機場、采育新能源汽車基地和延慶新城等利用深層地熱供暖。
新建熱泵供暖補助30%
“2013年到2017年,市政府固定資產投資進一步加大本市范圍內地熱能開發及熱泵系統應用的支持力度。”市發改委相關負責人介紹說,熱泵系統主要包括熱源、一次管網和末端設備三部分。
具體到各個領域,新建的再生水(污水)、余熱和土壤源熱泵供暖項目,對熱源和一次管網給予30%的資金補助;新建深層地熱供暖項目,對熱源和一次管網給予50%的資金支持;既有燃煤、燃油供暖鍋爐實施熱泵系統改造項目,對熱泵系統給予50%的資金支持。
值得注意的是,市政府固定資產投資全額建設的項目,新建或改造熱泵供暖系統的按現行政策執行。而專業化能源公司投資、建設和運營的熱泵供暖項目,可享受上述資金支持政策。
為支持地熱能開發和熱泵技術成果轉化,對于符合政府采購的熱泵新技術和新產品,本市將通過首購、訂購、首臺(套)重大技術裝備試驗和示范項目、推廣應用等方式予以支持。本市還將引導熱泵企業向中關村自主創新示范區等高端功能區聚集,依托功能區在人才引進、稅收和資金等方面的支持政策,加快熱泵技術和產品的產業化進程。
采用熱泵系統供暖,價格會不會上浮?市發改委方面明確,采用熱泵系統供暖的供暖企業參照本市清潔能源鍋爐供暖價格收取采暖費,具體價格由各區(縣)價格主管部門核定。
高達數十米的巨大煙囪,正噴出大團大團的白煙,在無風的天氣下,遠遠望去猶如一朵白云。昨日下午,位于豐臺區西南四環外的總后干休所鍋爐房內,燃氣熱水鍋爐正在運行之中。
作為北京市試點的煙氣余熱熱泵項目,這里采用了余熱熱泵改造。通過加裝1臺7MW的煙氣余熱熱泵回收機組,提取鍋爐排放煙氣中的熱量,既增加了供熱效率,也縮減了煙氣排放對大氣帶來的污染。
那余熱熱泵回收機組是如何運轉的,為什么能達到這么好的效果?
走到煙囪下方,一個足有集裝箱大小,兩層樓高的藏青色“鐵皮屋”,把煙囪圍了個嚴嚴實實。“這個"大家伙"就是我們的煙氣余熱熱泵回收機組。”項目建設方北京源深節能技術有限責任公司的負責人帶著記者走進“鐵皮屋”,只見大型的管道縱橫交錯,一圈圈繞住了煙囪。
“安裝熱泵,就是為了進一步提高天然氣利用效率,有效回收煙氣中排放的余熱資源。”這位負責人介紹,燃氣鍋爐的熱效率約為90%左右,約有10%的熱量通過排煙進入環境中。“這不僅是巨大的能源浪費,煙氣中含有的氮氧化物等污染物,也是形成霧霾的因素之一。”
原本燃氣鍋爐排放出的煙氣溫度在80℃左右,但通過這個巨大的熱泵,可以提取鍋爐排放煙氣中的熱量,用于加熱鍋爐給水。回收余熱后煙氣溫度降至35℃以下,已經不燙手。同時,這一技術還可以大大減少煙氣中的氮氧化物等污染物排放。
“在燃氣鍋爐工作時,開不開熱泵,差別非常明顯。”這位負責人一邊說著,一邊打開熱泵。伴隨著機組工作的轟鳴聲,只見煙囪頂端冒出的白煙量突然明顯減弱,煙柱只有原來的三分之一左右,而煙囪上方的“白云”也眼見著縮小了不少。
在余熱熱泵回收機組的機房內,一臺大液晶屏正在實時記錄工作數據。在“節能減排效果”一欄,實時減少二氧化碳排放量顯示為每小時0.54噸;節省燃氣費為744.6元每小時;而這一機組運行20天以來,累計減少二氧化碳已經達到279.855噸,節省燃氣費達到373171.4元。
據介紹,這一改造項目總投資約800萬元,實現新增供熱面積約7萬平方米,年減少燃氣用量約80萬立方米,相當于替代燃煤約1100噸;同時,可降低煙氣中約15%的氮氧化物含量,回收冷凝水約8000噸,年可回收投資成本約130萬元。這一項目為煙氣余熱熱泵的試點示范項目,目前僅回收鍋爐房30%的煙氣余熱,若實現全部回收,可新增供暖面積約20萬平方米,提高供熱能力約16%。
市發改委相關負責人透露,本市還將進一步加快推進余熱資源的開發利用,在新建的燃氣熱電廠和鍋爐房同步建設余熱熱泵供暖工程,具備改造條件的既有燃氣熱電廠和鍋爐房加裝余熱熱泵回收裝置,力爭到2017年底新增余熱熱泵供暖面積2000萬平方米。
熱泵的本質是一個熱量提升裝置,如同水泵將水由低處提升到高處一樣,熱泵是將熱量由低溫提升到高溫。熱泵系統是利用地下巖石、土壤、再生水或煙氣余熱等作為低溫熱源,把傳統空調器的冷凝器或蒸發器與土壤或污水等進行熱交換,通過循環系統循環,提取或釋放熱能,利用機組循環系統將能量轉移到建筑物內,從而將低品位能源利用起來。
熱泵技術很環保節能。系統驅動力為電能或燃氣等,減少了冬季燃煤(氣、油)產生的二氧化碳、氮氧化物對大氣的污染。通常情況下,熱泵機組消耗1kW的電能,供給用戶4kW的熱能,與電采暖相比,效率提高3至4倍,比燃氣供暖系統效率高20%,比燃煤供暖系統效率高30%至50%;
北京市可應用熱泵系統的資源主要包括:深層地熱、淺層地溫(含土壤源和淺層地下水)、再生水、電廠余熱等。
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