中国如何在各部门推广热泵?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/09/27 08:56

扩大行动,通过在轻工业和区域供热领域使用热泵,推动余能回收。

1.在中国建筑部门推广热泵的措施

热泵在中国建筑部门的部署可以迅速扩大,尤其是在农村地区和特定气候区,如 长江流域和夏热冬冷地区,因为在这些地区无法或难以实施集中供暖。尤其是空 气源和地源热泵,随着其成本降低,在这些地区的保有量可能会大幅增长。随着 收入的持续增长,尤其是中国中产阶级收入的增长,对可调节气候的居住和工作 空间的需求也将增加,这为热泵创造了新的机遇。 热泵的推广必须与更广泛的行动相协调,以实现电气化进程与清洁电力供应的平 衡。本节中的政策建议特别提到了分散式建筑,包括不属于集中供暖系统的城市 地区,以及农村地区的建筑,这些地区具有最大的热泵普及潜力。

 

促进大规模综合改造,将围护结构改造与热泵推广相结合

根据“十四五”规划,中国的目标是完成超过3.5亿平方米的既有建筑节能翻新。 此举规模之大,为采取措施,为加快建筑部门热力脱碳铺平道路提供了重要机遇, 包括通过高效热泵技术的应用。在考虑未来的热泵普及时,务必要让既有建筑的 热围护结构能够升级,以确保热泵普及在带来最高能效的同时,也避免大量热损 失。 通过着力于对既有建筑进行全面翻新,将改善热围护结构与改用清洁供暖结合起 来,中国政府的宏远目标可以更上一层楼。与改造激励措施、监管和信息相关的 所有政策都应进行调整,以便根据这一目标推动更全面的翻新项目。可以调整补 贴计划,为更全面的翻新项目提供额外的激励措施。例如,在捷克的新绿色储蓄 计划之下,如果同时对几个部分进行翻新,如在安装热泵的同时进行墙体保温或 更换窗户,则可获得深度改造“奖励”补贴。

村、县或区级计划可以帮助民众降低综合改造项目的复杂性,因为许多项目管理 职能和行政负担都由协调工作的专业人员承担。此类计划还会创造降低热泵前期 和安装成本所需的规模经济。中国的整县光伏计划旨在让各县至少要在一定比例 的屋顶上安装太阳能光伏,这可以为改造计划提供灵感。中国庞大的能源服务企 业(ESCO)行业可以协调大规模的保温和热泵安装计划。 应设立咨询服务机构,与参与大型翻新项目的民众以及自行开展综合翻新项目的 独户住宅业主进行接触。在爱尔兰,一站式服务为家庭提供能源升级的全套设计 和管理,减轻了消费者在翻新方面的行政负担。

中国政府可以加强能源性能基准,以指导此类全面的大规模翻新项目。自 2013 年 起,所有欧盟成员国都为进行重大翻新的既有建筑制定了建筑规范。39虽然欧盟建 筑能效指令(EPBD)只设定了至少达到成本最优水平的要求,但包括德国、瑞典 和丹麦在内的一些国家已经制定了更加严格的要求,与新建建筑的标准更趋于对 齐。更严格的建筑翻新规范可以确保更多正在进行改造的建筑具备适合安装热泵 的条件,无论是将热泵作为改造的一部分,还是以后再安装。相比之下,荷兰对 大型翻新工程的要求相对不那么严格,但制定了一项自愿性保温标准,鼓励建筑 业主比法律要求更进一步,确保翻新后的建筑能够很好地适应任何清洁供暖方案。

在新建建筑法规中纳入更严格的性能要求,以扩大热泵普及

通过改善能源和热性能,以降低建筑的未来总体供暖负荷,将是最大限度地提高 热泵普及带来的能效增长,以及限制其对电网影响的关键。建筑能源规范是目前 提高能源性能的最有效途径,尤其考虑到大多数建筑通常要使用数十年。在第 28 届缔约方大会(COP)上,中国承诺致力于“建筑突破”计划,响应在2030年前, 让近零排放和弹性建筑成为常态的呼吁。该承诺建立在建筑部门“十四五”规划 所设立的目标之上,即在 2025 年前建造 5000 多万平方米的超低能耗和近零能耗建 筑。

中国应争取在不久的将来,将这些要求推广到所有新建建筑,无论是城市还是农 村建筑。在国家建筑规范中对清洁取暖和热性能提出明确的最低要求,将向制造 商、开发商和消费者发出关于中国建筑供暖未来的强烈信号。欧盟在建筑能效指 令中设立了目标,该指令在 2010 年首次提出,要求成员国确保所有新建公共建筑 在 2018 年 12 月 31 日之后近零能耗,所有新建建筑在 2020 年底之前近零能耗。在 2023 年的修订中,欧盟建议在 2030 年前将现有的近零能耗建筑转变为零排放建筑 (ZEB),并在 2030 年 1 月 1 日之前将零排放建筑要求适用于所有新建建筑。 此外,建筑规范的更新应包括与新建建筑中安装热泵和其他清洁技术的空间有关 的要求,以避免目前许多存量建筑面临的安装难题。

提供有针对性的激励措施并开发市场化模式,加强对热泵前期 成本的支持

为了让热泵更具可负担性,中国可以更有效地将促进煤改电取暖的既有税收抵免 和资金,转用于支持向热泵的转变,因为这是能效最高的可用技术。为热泵提供 更有针对性的支持,可以借助现有的提供供暖补贴的完备行政架构,特别是在集 中供暖方面和农村地区。在大规模集中供暖有限的夏热冬冷区域,扩大支持热泵 普及的政策将变得越来越重要。这可以与目前正在进行的促进分布式可再生能源 的工作结合起来,例如正在农村地区开展的工作。此外,还应考虑热泵的运营成 本。让使用热泵的家庭优先享受现有的电价补贴,无需额外政府资金,就能提供 额外的激励措施。 世界各国对热泵实行了一系列补贴方式,包括现金补助、回扣和减税,这些都可 以为中国的政策设计提供经验(专栏 4.3)。国内也有运营成本补贴的例子,例如 山西省的煤改电计划为家庭提供电费补贴。与以可再生能源为重点的计划相类似, 将这种支持与更大规模的热泵推广计划相结合,将进一步帮助降低成本,让更多 家庭和企业获得清洁供暖技术。鉴于提供补贴可能会对政府预算造成负担,中国 应探索市场化模式,以继续激励对清洁的高效供暖技术的投资和普及,而无需长 期的补贴支持。

2.在中国工业部门推广热泵的措施

热泵在中国工业中的最大潜力在于轻工业、化工以及纸浆和造纸行业,因为与其 他工业部门相比,其所需的平均工艺温度较低,而且在热力需求上预计将有所增 长。尽管装机量目前还很低,但预计未来几十年将大幅增长。 目前,由于人们对工业热泵的认识不足,而且其与燃气锅炉等替代品相比,投资 成本较高(最多可达燃气锅炉的六倍),因此普及率有限。与天然气和煤炭燃料 相比,热泵电力成本较高,这进一步限制了改用热泵的积极性,尽管后者效率更 高。此外,由于需要针对个别工业过程进行特定设计,因此工业热泵市场的标准 化和规模化更具挑战性。要扩大热泵在中国工业中的应用,需要克服一些具体的 政策和技术挑战。

 

扩大行动,通过在轻工业和区域供热领域使用热泵,推动余能 回收

目前,中国的工业余热供热余热主要集中在钢铁、水泥等能源密集型产业。由于 各种挑战,区域供热管网和轻工业中的余热利用较为有限,包括冬季余热输出不 稳定(由环境政策造成)、小型工业企业参与余热利用的激励措施有限,以及缺 乏对热力流的综合规划。通过使用大型热泵,并在较暖月份蓄热为供冬季供热季 使用,可以更多地捕集余热。

中国应加强顶层设计和规划以提高余热利用,包括突出热泵应用的关键机会。为 促进中国轻工业和区域供热提高余热的循环利用,可加强对潜在余热回收方案的 识别和梳理,例如实施示范项目和梳理来自工业、发电厂、废水处理厂、数据中 心和其他应用场景的可用余热。识别低品位余热还有利于发现可利用的机会,例 如将其整合到区域能源管网中(专栏 4.7)。中国可以考虑在地方一级出台强制性 热力规划,以便加强在未来利用余热回收的机会,并在整体供应规划中优先考虑 余热。

在统筹顶层规划和设计的同时,中国应致力于为应用余热的热泵项目的规划、设 计和实施制定更明确的标准。对现行标准和做法进行审查,并梳理热泵应用的关 键机会,将有助于更全面地了解热泵的潜力。为支持这一举措,可以扩大对热泵 技术余热回收的财政支持,并提供激励措施,扩大将热泵应用于余热回收的规模, 以进一步加快投资。 2020 年,韩国政府发起了全国热力地图,涵盖发电厂、焚化炉、区域供热、燃料 电池和工业用地的所有余热能源,以促进余热利用、加快提高能效。中国可以考 虑设计和实施激励机制,并在热力供应规划中优先考虑余热,以进一步刺激增长。 余热系统的规划、设计、建设和运营的标准化也将是关键所在,能提高此类项目 未来的融资能力。可以制定评级措施,奖励良好设计和能效改进的项目,向更广 泛的行业终端用户宣传最佳做法。

将热泵作为部分行业供热脱碳的推荐技术选择

许多工业生产过程和方法都需要大量的工艺热力,这通常会给相关企业带来大量 能源成本。因此,对供热系统进行全面的能源优化可以大大降低能耗和成本。整体热力系统的优化应着眼于采取系列方案措施、最大限度地减少需求和损耗、利 用热回收、采用最节能的组件和技术,并优化控制系统。 中国《工业能效提升行动计划》目前着重于将提高燃气锅炉能效作为降低能耗的 关键措施,其中包括最近制定的在 2025 年前将平均运营热效率较 2021 年水平提高 5%的目标。计划中提到,热泵是工业技术多样化和加速工业电气化的一种选择。

在未来的行动计划中,中国可以考虑对目标部门的热泵提出更具体的要求,将重 点放在轻工业,并在可行的情况下也着力于纸浆和造纸以及化工行业。例如,热 泵可以作为高能效选项,纳入中国年度《产业结构调整指导目录》,该目录鼓励 采用符合碳中和目标的技术。实施促进过程整合等旨在优化供热和制冷热回收的 措施,有助于通过热泵捕集更多余热。这可以鼓励工业终端用户在升级系统时, 考虑不同供热技术的能效。对热泵的节能潜力进行研究,可以进一步帮助制定长 期战略,欧洲造纸业就是一个案例。

提高认识,支持工业消费者选择量身定制的热泵解决方案

尽管输出温度低于 200°C 的热泵已在全球多个工业应用中得到实施或测试,但在 中国,对该技术的认识和使用仍然较少。在工业过程中改用热泵需要专门的规划、 设计、制造和安装。对热泵的优势以及如何选择最有效的热泵方案的认识有限,可能会限制关键行业 对热泵的普及。因此,短期的优先事项应该是提高工业和商业消费者选择和安装 适合其项目具体要求的热泵的能力。

为此,中国可以建立一个信息和知识库以支持工业热泵的集成,让热泵制造商和 工业界参与开发工具,帮助用户选择最适合其需求的热泵设计。通过促进金融机 构与制造商之间的联系来推动对清洁技术的投资,也有助于提高认识。例如,欧 洲复兴开发银行资助的绿色技术选择器,提供了一个平台,让包括热泵在内的各 项技术的零售商与金融机构建立联系。这种平台还可以与财政支持衔接,以激励 行业利益攸关方选择最高能效的技术。 提供易于获取的教育材料、培训课程、工艺集成与优化的方法、标准指南、技术 支持和技术示范都将是这一进程的关键。此类支持的例子包括巴西的 PotencializEE 项目,它为工业能效专家提供培训,帮助企业确定清洁高效的技术。 此外,澳大利亚能源生产力联盟(A2EP)的在线热泵估算工具,让工业终端用户 可以根据自身的具体需求选择潜在的热泵方案。

3.支持发展可持续热泵供应链的措施

为建筑、工业和区域供热使用的清洁热力制定明确分类标准

尽管热泵现已在全球许多市场得到普及,但在如何对热泵进行分类、如何收集数 据以及如何将其计入各关键市场的可再生能源目标等方面,仍存在显著差异。这 给跟踪全球市场增长和部署的总体趋势带来了挑战。为帮助克服这一挑战,中国 应努力为热泵在国内市场的分类制定明确的标准。 对清洁供热以及可再生能源所产热力进行明确定义,将有助于政策制定者将支持和 资金分配给能效最高的低排放技术,并为行业利益攸关方和消费者提供更明确的信 息,以帮助他们采用这些技术。此外,政策制定者还可以进一步明确热泵如何促进 可再生能源和电气化目标的实现,包括制定准则,说明如何根据国家能源和气候目 标对使用化石燃料和可再生能源的热力进行计算。欧洲热泵协会(EHPA)的目标还 包括使热泵在欧盟分类标准下被认定为“可持续发展”,向投资者释放信号。

中国可以与其他关键市场(如欧洲、美国和日本)的利益攸关方合作,就各自市 场的分类工作和相关数据收集促进交流。这将有助于增进对全球几个最大热泵市 场的了解,并有可能推动实现标准化分类和数据收集的长远目标。由于某些市场 各自的特点,不同的方法可能会继续存在,但加强对话有助于对全球热泵市场、 未来需求增长和潜在挑战有一个更加统一的整体认识。

加强数据监督并利用供热调查,以更好地了解热泵乃至供热脱 碳的机会

改进省级和地方一级的热泵数据收集和报告工作,可以更有效地监管热泵的安装。 对全国的安装率做出更准确的估计,也有利于为未来市场份额或安装量的目标设 定提供信息。更详细地了解热泵在一段时间内的推广情况,也有助于与供应链的 其他方面以及电力系统基础设施规划相互协调。这可能包括收集以往热泵项目的 数据,以总结经验教训。 热泵安装可通过适当的认证机制进行报告,例如英国将用清洁热力市场机制 (CHMM)来产生信用额。英国的在线热泵监控器还对安装数据进行跟踪,其结果 表明技术人员接受详细培训能提高效率。这种机制可用于确保达标,并可记录有 关电器品牌、机型和容量的信息。

城市或县级消费者调查也可提供有关当地对采用热泵的认知、行为和潜在障碍的 信息。此类研究有助于更好地了解供热行为和随时间推移发生的变化、使用的供 热技术以及对节能供热做法的认识水平。调查的目的还可以是评估热泵普及支持 计划(如有)的有效性,从而支持地方政府设计和推出补贴、现金补助和其他激 励措施。包括英国和比利时在内的欧洲多国政府广泛采用供热调查,以便为更广 泛的供热政策制定提供信息。德国能源署(DENA)委托进行的一项调查发现,在 接受调查的 1000 多人中,有一半以上希望在供热方面节约能源。调查还收集了有 关供热行为的信息。

制定目标,增加热泵在全国供热市场的销售和部署

长期政策的一致性和监管确定性,以及加强供应链的有针对性的行动,将是满足 未来不断增长的需求,并确保该行业能够支持中国实现碳中和目标的关键。 中国可以为热泵和其他清洁供热方案的部署制定量化目标,这将向市场释放明确 信号,并促进对研发、制造和部署的更广泛投资。例如在欧盟,某些成员国设定 的安装目标促使热泵制造领域的投资总额在 2021、2022 和 2023 年超过 30 亿欧元 (240 亿人民币,32.5 亿美元)。

基于义务的政策还可以在降低成本的同时,刺激清洁供热热力技术的制造生产和 销售。中国可以对供热热力设备的制造商和零售商提出要求,确保热泵至少在全 部的销售额中占一定比例。这些措施可以与激励措施相结合,例如允许销售量超 过配额的公司与未达到配额的公司进行信用额或证书交易。这可以借鉴中国建立 可再生能源证书交易计划的早期经验,以及英国的近期进展。