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中国工程院院士江亿:满足天下冷暖需要,是关系全球气候变化与未来能源革命的大事

2023-12-08   光明网   阅读量:130

    当前,我国经济社会发展已进入加快绿色化、低碳化的高质量发展阶段。要加强科技支撑,推进绿色低碳科技自立自强,全面推进美丽中国建设。其中,对于相关领域的规划和布局至关重要。

    积极稳妥推进碳达峰碳中和,一系列规划部署和研究已经展开,譬如全面再电气化,在终端用能领域,用电力全面替代各类燃料;建立零碳电源的新型电力系统;在冶金、化工、建材等产业进行生产流程再造,减少碳排放。上述领域已得到社会高度关注,并开始了全面的转型路径设计。但相比之下,建立零碳的热力系统成为一个亟待重视的问题。

    众所周知,供热是能源消耗大户。我国每年的建筑采暖、生活热水和各类工业生产过程的热量需求,都会消耗大量能源,目前主要由热电联产余热和燃煤燃气锅炉提供。因此,在这方面进行碳减排有其重要意义。

    然而,以上这些热需求若都改为由电力供应,根据估算,每年将需要约7万亿度电,几乎等于我国前几年的年总发电量,这显然是不现实的。因此,我们把目光投向了热泵技术,这种技术可以从较低温度的热源中提取热量,并提高其热量品位至所需高温再排出,每消耗一度电可以输出二至八度热量,在未来的零碳能源系统中将起到重要作用。

    热泵不是“无中生有”,从什么地方获取低温热量成为热泵技术的关键。

    我们发现,除了从自然界中提取低温热量外,也可以从核电厂、调峰火电厂、各类流程工业生产过程、数据中心、垃圾焚烧厂等排放的大量余热中提取热量。据统计,我国未来每年将有约200亿吉焦的余热排放,只要回收利用其中的60%至70%,就可以很大程度上满足对热量的需要。

    当然,依靠热泵技术用好这些余热,还需要建设余热共享的区域热网系统和跨季节储热设施,并研发能对热量的温度进行变换、类似电力变压器的装备。目前,这些技术虽已有了突破,但仍有一系列基础理论和工程技术问题亟待破解,更有必要全面研发相关产品,使其成为可支撑余热共享系统建设的重要产业。

    满足天下冷暖需要,是我们的事业,也是关系全球气候变化与未来能源革命的大事。推进绿色低碳科技自立自强,需要我们抓住机遇、迎接挑战,创新发展、不负使命。

    文字:江亿 为中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任

    转自:光明日报

    来源: 国传创想