推廣熱泵技術打造城市綠網

熱泵技術自上世紀90年代引進國內以來，得到了快速的發展。二十年來，全國利用各類熱泵技術（地源、地下水源、其他各種水源如地表水、海水以及中/污水等）進行的供暖—製冷—生活用熱水的所謂“三聯供”已在各地推廣、應用，並得到建設部門和廣大用戶的認可。特別是2008年北京奧運會、2010年上海世博會熱泵技術的應用更使這一技術聲名鵲起。截至2013年底，全國利用熱泵技術供暖的總建築面積已達到3.5億平方米，取得了很好的效果。

去年，國家能源局等四部委公佈的“關於促進地熱能開發利用的指導意見”中明確提出要積極推廣淺層地熱能的開發利用。並指出到2015年，全國地熱供暖面積要達到5億平方米。其中，採用熱泵技術的供暖面積將大幅度增加，這是一項新的挑戰和機遇。

我認為，廣大地熱工作者和産業、企業部門在完成上述指標任務過程中，能否再思考一個問題，即如何在原有基礎上，再接再厲，更上一層樓，讓熱泵技術在打造城市熱網中發揮作用並作出貢獻。

眾所週知，和水網、電網一樣，熱網在　需要供暖/製冷的城市中是不可或缺的一個組成部分，同時也是更複雜、更不容易實現的薄弱環節。目前國際上已將目光投在這一問題上。具體來説，他們將注意力聚焦到如何利用熱泵技術將分散在城市中的各種“廢”熱集中起來加以利用，打造成城市熱網或在已有的熱網中作出貢獻。

城市中的“廢”熱大致可分為三類：一是沿著地下排水管道中流失的熱量。據報道，2012年全美國由地下排水管道帶走的熱量高達3500億千瓦時的能量，相當於全年美國水力發電的總量。二是地鐵等地下建築物周邊散發出來的熱量或新建隧道等地下建築物施工過程中所散失的熱量。一家德國公司與奧地利合作，將奧地利一段僅54米長的高速鐵路修建隧道過程中所散發出來的熱量，利用熱泵技術將其集中起來，為附近的市政大樓供暖，獲得成功。三是城市中發電或其他廠礦（如煉化廠等）生産過程中排放出來的廢熱。

若能將這三大塊的“廢”熱集中起來加以利用，當會對城市熱網的建設作出很大貢獻，而將廢熱集中起來的手段，非熱泵技術莫屬！除“節能”目的之外，利用熱泵技術打造城市熱網更深層次的意義還在於“減排”。大家知道，應對全球氣候變化，保護環境是各國當前的一項主要任務。

我國，尤其是北方諸多冬季利用燃煤供暖的中小城市，這一任務更為艱巨。去年七月筆者有機會去瑞典出差，首都斯德哥爾摩及其郊區的碧水藍天給我留下深刻印象。難怪北歐諸國是世界上熱泵技術應用的積極倡導者和強大推動者。挪威首都奧斯陸是利用熱溫的污水來實現大規模供暖的首批城市之一。丹麥、瑞典、芬蘭是全球率先利用熱泵技術來處理城市廢水的國家。

我國正處於城鎮化快速發展的關鍵時期，如何打造新型的綠色城市，能源供應是重中之重。最近李克強總理在中南海召開兩院院士專家座談會，專門聽取他們對這一問題的意見。當然我們也應該清醒的看到，打造城市綠色熱網是一項艱巨的任務和系統工程。這裡需要大量基礎設施（如鋪設管網，建設集熱站、觀測站網等）的建設和管理，更需要科技創新（如熱泵技術的改進、提高，熱量集輸系統的智慧化等）。但無論如何，我們應該面對現實和未來，先找一個城市進行試點，建立示範區，然後逐步加以推廣應用。

（作者：汪集暘中科院院士、中科院地質與地球物理研究所研究員）