将热泵技术融入清洁供热
——访睿博能源智库顾问王轩
——访睿博能源智库顾问王轩
热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。在欧美，伴随着电力行业的低碳化和建筑行业的电气化，热泵在节能降耗方面发挥着重要作用，同时还被用于提高电力系统的灵活性。2021年，英国《经济学人》网站发表题为《下一个是什么？2022年值得关注的22项新兴技术》文章，热泵技术位列其中。在中国，双碳目标赋予了热泵更为广阔的发展机遇。中国工程院院士江亿在《双碳目标下的热泵行业发展机遇》中提到，热泵可为全社会提供15%的减碳量。近日，睿博能源智库顾问王轩接受了记者的采访，介绍了热泵的优势以及在清洁供热领域应用的国际经验。她表示，将供热融入综合能源规划可以更好地发挥热泵的作用。
近日，睿博能源智库顾问王轩接受了记者的采访，介绍了热泵的优势以及在清洁供热领域应用的国际经验。她表示，将供热融入综合能源规划可以更好地发挥热泵的作用。
近日，睿博能源智库顾问王轩接受了记者的采访，介绍了热泵的优势以及在清洁供热领域应用的国际经验。她表示，将供热融入综合能源规划可以更好地发挥热泵的作用。
热泵的优势
中能传媒：
热泵对双碳目标有怎样的意义？ 对电力系统的贡献体现在哪些方面？
热泵对双碳目标有怎样的意义？ 对电力系统的贡献体现在哪些方面？
王轩：
在中国总的碳排放中，建筑运行产生的排放大概贡献了约20%，其中75%来自与建筑相关的用电和供热的化石燃料非直接燃烧。2020年，供暖和热水占到中国建筑运行总能源消耗的60%。最近几年，由于中国城市化进程和经济水平的提高，建筑领域的碳排放增长相比其他国家更快，并且这种趋势可能在未来几十年还会继续。
根据国际能源署（IEA）的估计，为了满足中国的双碳目标，高比例发展可再生能源，大力开发建筑节能潜力以及电气化将是建筑领域脱碳的关键。电能在总的建筑能耗的比例需要从2020年的35%增长到2060年60%，而热泵将会从目前仅满足3%发展到满足超过20%空间供暖需求。
在中国总的碳排放中，建筑运行产生的排放大概贡献了约20%，其中75%来自与建筑相关的用电和供热的化石燃料非直接燃烧。2020年，供暖和热水占到中国建筑运行总能源消耗的60%。最近几年，由于中国城市化进程和经济水平的提高，建筑领域的碳排放增长相比其他国家更快，并且这种趋势可能在未来几十年还会继续。
根据国际能源署（IEA）的估计，为了满足中国的双碳目标，高比例发展可再生能源，大力开发建筑节能潜力以及电气化将是建筑领域脱碳的关键。电能在总的建筑能耗的比例需要从2020年的35%增长到2060年60%，而热泵将会从目前仅满足3%发展到满足超过20%空间供暖需求。
热泵对于电力系统的贡献可以体现在四个方面：热泵是一种极为高效的电气化供热/制冷方式，从而减少能耗，降低排放；热泵可以更多地利用清洁的可再生能源发电（风电、光伏）；由于其灵活可控的特点，可以通过低谷用电减少用电峰值负荷，以及在系统需要时提供辅助服务以增加系统的可靠性；减少输配电扩容和升级需要，降低所需的可再生能源投资。我们希望进一步讨论如何更好地利用热泵，并促进热泵在提供电力系统灵活性方面的作用。要实现这一目标，需要市场和政策的共同作用，并加强电力系统改革的多个方面。
清洁供热的国际经验
中能传媒：
能否详细谈一谈清洁供热的国际经验？
能否详细谈一谈清洁供热的国际经验？
王轩：
在国际社会，人们更多关注如何使用清洁发电和电气化产品来替代传统化石能源在供热系统中的使用，减少未来对新增燃煤、燃气调峰电厂的需求。因此，也出现了一些跨行业的综合能源规划方法，例如，电力和供热综合能源规划，从而更好地为电力和热力系统提供灵活性，优化电力和热力的生产和使用。通常从以下四个方面着手：
在国际社会，人们更多关注如何使用清洁发电和电气化产品来替代传统化石能源在供热系统中的使用，减少未来对新增燃煤、燃气调峰电厂的需求。因此，也出现了一些跨行业的综合能源规划方法，例如，电力和供热综合能源规划，从而更好地为电力和热力系统提供灵活性，优化电力和热力的生产和使用。通常从以下四个方面着手：
在保障电力和供热系统运行可靠的前提下，利用综合能源满足电力和热力需求，减少成本，降低二氧化碳和其他污染物排放。
在电力领域，需要充分考虑到电气化和气候变化对负荷增长和输配电的影响，以及所产生的成本和排放的改变。
在热力领域，需要充分考虑到低碳供暖技术的分布和组成以及供暖网络和储能在匹配热力供应和需求方面的作用。
在热力领域，需要充分考虑到低碳供暖技术的分布和组成以及供暖网络和储能在匹配热力供应和需求方面的作用。
从经济、社会、环境方面综合评估，确定最优综合资源方案，允许清洁需求侧资源替代传统燃煤燃气发电或供热机组。
中能传媒：
有哪些国家展开了跨行业综合能源规划？
有哪些国家展开了跨行业综合能源规划？
王轩：
美国许多州都开展了电力行业的综合能源规划，最近几年一些比较先进的州，如加利福尼亚州和华盛顿州才开始探索综合建筑、交通和电力的资源规划。类似的跨行业综合能源规划也被应用于欧洲国家，例如，丹麦,英国和德国。在苏格兰，这种综合能源规划被称为Energy Masterplanning。苏格兰政府于2009年出台气候变化法案，并于2013和2015年陆续发布了电力和热力政策声明，向低碳综合能源方向转型。
美国许多州都开展了电力行业的综合能源规划，最近几年一些比较先进的州，如加利福尼亚州和华盛顿州才开始探索综合建筑、交通和电力的资源规划。类似的跨行业综合能源规划也被应用于欧洲国家，例如，丹麦,英国和德国。在苏格兰，这种综合能源规划被称为Energy Masterplanning。苏格兰政府于2009年出台气候变化法案，并于2013和2015年陆续发布了电力和热力政策声明，向低碳综合能源方向转型。
在这些国家政策目标下，区域和城市制定了综合能源发展策略，根据区域和城市的资源情况在电力和热力领域找到了一系列技术选择，特别是发展分布式能源的机会。在此基础上，针对单个项目进行全生命周期社会、经济、环境评估和模拟分析来支持最优决策，最后再通过可行性分析确定包括商业模式以及热力电力传输等具体实施细节。
挑战与建议
中能传媒：
将供热融入综合能源规划时，需要注意什么问题？
王轩：
综合能源规划也面临着一些挑战，特别是需要完善对热负荷和电负荷的预测方面，除了在电力系统内部协调发电、输电和配电规划，还要进一步将研究领域扩展到其他能源和基础设施，例如，天然气、生物质能、地热能和供热网络，并需要进行时间、空间多维度的优化，以及应对不确定性和风险管理。最后，在整个电力和热力综合资源规划的过程中，需要有负责热力和电力的监管者，能源服务公司以及终端用户等各个相关方的参与才能更好地合作协调，实现综合能源规划所带来的多重收益。
综合能源规划也面临着一些挑战，特别是需要完善对热负荷和电负荷的预测方面，除了在电力系统内部协调发电、输电和配电规划，还要进一步将研究领域扩展到其他能源和基础设施，例如，天然气、生物质能、地热能和供热网络，并需要进行时间、空间多维度的优化，以及应对不确定性和风险管理。最后，在整个电力和热力综合资源规划的过程中，需要有负责热力和电力的监管者，能源服务公司以及终端用户等各个相关方的参与才能更好地合作协调，实现综合能源规划所带来的多重收益。
中能传媒：
您对中国城市供热政策有什么建议？
王轩：
中国建筑低碳化的一些关键技术（例如热泵）的发展已经趋于成熟，未来的政策应该从提供经济补贴支持技术本身，逐步将重点转移到顶层设计以及电力和热力系统能源结构的转变(减少化石能源的使用）。我们建议中央和地方政府创造协同机制，在电力和热力行业继续深化体制改革。
中国建筑低碳化的一些关键技术（例如热泵）的发展已经趋于成熟，未来的政策应该从提供经济补贴支持技术本身，逐步将重点转移到顶层设计以及电力和热力系统能源结构的转变(减少化石能源的使用）。我们建议中央和地方政府创造协同机制，在电力和热力行业继续深化体制改革。
中央政府可以出台相关法律法规，要求区域和城市制定清晰的综合能源发展政策目标和路线图，在具体项目层面通过综合资源规划进行技术经济分析，确定包括热泵在内的清洁技术在满足供暖/制冷和热水需求的规模，以充分发挥新技术在节能减排和降低成本的作用。通过改善电力市场的设计，使得灵活性资源（例如，储能、需求响应）能够公平参与竞争，获得合理回报。此外，还需要更好地实施分时电价，反映电力系统不同时间发输配环节的成本，从而激励电力用户灵活使用建筑电气化终端。
