低碳供热系统的能效提升与安全升级.pdf

1、低碳供热系统的能效提升与安全升级低碳供热系统的能效提升与安全升级郑忠海郑忠海 博士博士/教授级高工教授级高工清华大学清华大学建筑技术科学建筑技术科学系系清华大学山西清洁能源研究院清华大学山西清洁能源研究院 2024-05-0920242024年第二届精准供热安全节能论坛年第二届精准供热安全节能论坛能源：热电能源：热电发电、供热发电、供热供热供热工业蒸汽工业蒸汽供暖供暖生活生活热水热水能源：热电能源：热电中国国情中国国情、中国特色中国特色中国丹麦芬兰全系统健康：源全系统健康：源-储储-网网-站站-荷荷能源系统基础设施的复杂化、多元化能源系统基础设施的复杂化、多元化5能源能源电气化电气化+电力低电

2、力低碳化碳化新型电力新型电力系统系统动态：供热动态：供热“看天运行看天运行”、发电、发电“靠天吃饭靠天吃饭”资料来源：www.smard.de7新型供热系统新型供热系统能源能源技术进步：摩尔技术进步：摩尔定律定律Haegel,Nancy M.,et al.Terawatt-scale photovoltaics:Trajectories and challenges.Science 356.6334(2017):141-143.热力行业的热力行业的新挑战新挑战能源成本增加能源成本增加煤价逐年上涨，涨幅较高热成本升高，燃煤锅炉/热电联产成本都上升0101新能源冲击，电厂产热经济性下降新能源冲击，

3、电厂产热经济性下降电厂为风电/光伏调峰，产热不稳定电力价格日间波动大高电价多发电，少抽气，少供热低电价降负荷，少产热0202可感知、可预测、可自动维护的可感知、可预测、可自动维护的智能系统的前提：智能系统的前提：安全、健康安全、健康直埋管道的正常使用寿命为直埋管道的正常使用寿命为30503050年年，系统全生命周期寿命短；系统全生命周期寿命短；热网水力热力平衡（跑冒滴漏热损、不平衡过量供热）；安全事故日益频发；热网水力热力平衡（跑冒滴漏热损、不平衡过量供热）；安全事故日益频发；归根到底是数字化、信息化和智能化水平滞后和落后问题归根到底是数字化、信息化和智能化水平滞后和落后问题0303全全系统健

4、康：源系统健康：源-储储-网网-站站-荷荷二次管网一次管网一次管网CHP城市集中热网0.406 GJ/m2区域燃煤锅炉房0.477 GJ/m2热力站0.355 GJ/m2小区分布燃气锅炉房0.313 GJ/m2分户壁挂炉0.276 GJ/m2建筑热负荷能耗指标0.259GJ/m2(25W/m2)某地不同环节的供热能耗0404荷荷：热源热负荷指标：热源热负荷指标热负荷指标设计热负荷指标设计值值从从5050303020W/m20W/m2 2耗热量指标从耗热量指标从0.350.350.20.20.1GJ/m0.1GJ/m2 2室温从室温从18182020 2 2采暖时间：采暖时间：9999天天121

5、121天天增量：四步节能增量：四步节能+超低、近超低、近零能耗零能耗建筑建筑00.20.40.60.81020406080100120140供热负荷率供暖时间/天资料：西安热力05101520253035-4-202468101214热负荷W/m2室外温度/不同室外温度下热负荷朝阳门站城北站电厂南门站余热供余热供热热电厂乏汽余热、钢铁、化工、污水厂等工业余热热电联产、核电水热同输储能储能管网储能日间调节储能跨季节储能低温侧：低品位高温侧：高品位010103030202热力行业热力行业的的机遇机遇电动热泵供热电动热泵供热热力精细化热力精细化运营运营提升调节管理能力节能降耗提升供热质量050505

6、050404数字化数字化转型转型以数据为抓手以数据为抓手掌握热力运行全局用数据提升管理运行用数据促进节能增效智慧智慧+低低碳碳供热的时代供热的时代清洁取暖新要求：智慧清洁取暖新要求：智慧供热、低碳供热供热、低碳供热供热是民生和民心供热是民生和民心工程工程供热是能源和环境工程供热是能源和环境工程（节能减（节能减排低碳的协同）排低碳的协同）智慧供热是融合智慧能源基础设施的新智慧供热是融合智慧能源基础设施的新基建工程基建工程供热供热企业本质是企业企业本质是企业 智慧智慧+供热系统：供热系统：后天教育后天教育+先天优生先天优生 智慧智慧服务服务供热系统供热系统：源：源-网网-储储-荷荷气田气田太阳能太阳能风能风能火电火电集中集中热网热网燃气燃气管网管网集中集中电网电网CHPCHP热泵热泵锅炉锅炉热热电电储热储热冷冷热泵热泵太阳能太阳能空气空气水源水源地热地热用户用户热网热网储热储热热热能源供给侧能源供给侧站点站点输配网络输配网络热源生产存储热源生产存储用户用户负荷需求侧负荷需求侧生活生活热水热水暖暖炊事炊事负荷负荷生活办公生活办公电负荷电负荷用户用户热网热网燃气燃气煤煤核能核能电网电网工业工业