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挖掘潜能 | 西欧水热利用计划与实践

时间:2021-06-09 09:22

来源: 水业碳中和资讯

作者:张益宁,郝晓地等

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  1、英国:未来居民住宅由污水处理厂供暖

  未来低碳的英国家庭供暖将来自数据中心和污水处理厂的废热。来自工业和焚烧之热也将同样被收集并输送至家庭、医院、学校和办公室等场所。英国还将利用与冰箱制冷方式相反的热泵设备,从河流、海洋、甚至废弃矿井积水中收集热能。

  政府顾问表示,区域集中供热网络将提供建筑物所需热能的1/5。这些是铺设在城市街道下的管道系统,输送利用低碳技术集中加热后的温水。

  废弃矿井积水中热能用于住宅供暖

  这是英国承诺的“采暖革命“的一部分,终结天然气燃烧方式供暖以应对气候变化。至今,争论的焦点是家庭利用空气源热泵供热和氢气供热的选择。

  但政府气候变化咨询委员会Chris Stark向BBC新闻表示:“讨论区域集中供热是十分必要的。这对人口密集的城市来说很具吸引力。”“对保护区”(指英国城市中具有建筑艺术特色或历史价值的地区)而言,升级建筑物自身结构存在困难且成本昂贵,而这种区域集中供热模式为住宅供暖提供了一种低碳解决方案。

  矿井中的热能

  在斯堪的纳维亚地区(北欧),这种区域集中供热网络很常见,燃料大多来自木材厂碎屑或源自居家废弃物。Stark先生认为,每一个乡镇和城市都应开始规划并确定自身热能“脱碳”计划,他说:“此事规划越早越好”。他期望到在2030年前政府投资200亿英镑用于区域集中供热。他认为,废弃矿井积水将能够提供有效热源。

  伦敦市已经开启了从地铁(Tube)里回收热能用于区域集中供热网络的第一个阶段。(隧道吸收地铁废气及加速产生热,热量传输到敷设于隧道的管道水,升温水通过管道进入区域集中供热网络)。CCC集团(Climate Change Capital,英国气候变化资本集团)强烈要求政府在即将出台的《热与建筑战略》(Heat and Buildings Strategy)为地区规划提供长期资助。在CCC集团规划中,计划到2050年将有约18%的住宅供暖来自区域集中供热。

  更大的暖气片

  这对英国刚刚起步的区域集中供热行业(目前其供热量仅占总供热量的2%到3%)来说将是一种巨大挑战。因为目前热能几乎都来源于大型天然气锅炉,所以,必须转向利用低碳资源方能使计划奏效。居民可能不得不安装比过去大1/5新暖气片,以便供暖系统在较低温度下可有效工作。

  英国地区能源协会(UKDEA,UK DistrictEnergy Association) 的Simon Woodward告诉BBC新闻:“英国工业和其它行业的热源已经足够每天提供全国所有居民住宅供暖,现在关键问题是如何收集这些热量,并将其输送到所需之处?”

  英国政府目前正在规划确定到2025年能够采用区域集中供热的地区。当地政府将协同试运行或直接参与实施。Woodward表示区域集中供热可能主要用于大型建筑,他承认过去的一些区域集中供暖用户曾被“宰”过。因此,他促请部长们能采纳地方机构基于公平的能源价格向用户收费方案,而非坚持100%的成本回报。

   2、荷兰:建立水热项目网站助力水热回收

  水热网络(Netwerk Aquathermie,荷兰语)是可持续供暖和冷却系统的总称。水热(Aquathermie,荷兰语)主要来自地表水(TEO)、污水(TEA)和饮用水(TED)。水热回用是《气候协定》中可持续供暖的替代方案之一。2019年5月14日,20个集团签署了《绿色交易水热协议》(Green Deal Aquathermie)。陆续又有两个集团加入。该联盟正在稳步扩增,现今已有超过35个合作伙伴支持绿色交易目标。该水热网络主要绘制水热资源用于建筑物供暖或制冷可能性,主要促进向水热回用转型。建立该网站(https://www.aquathermie.nl/home/default.aspx)旨在作为绿色交易水热网各方和合作伙伴的平台,用于检索和分享知识和实践经验,相互沟通和讨论。

  水热潜力

  根据《气候协定》,预计2030年建筑环境的热能需求为333 MJ。荷兰研究咨询机构CE Delft在应用水研究基金会 (STOWA)分析报告中指出,地表水(TEO)热能潜力为150 MJ,污水(TEA)热能潜力为56 MJ,饮用水(TED)热能潜力为每年4~6 MJ。这意味着水中热能(水热)至少可供给全国一半的热能需求。

  水热实践与项目地图概览

  水热实践已经取得许多成果,目前有60多个已实现的水热能项目。荷兰许多地区也正在研究回收水热利用的可能性。这种计划是值得肯定的,其宝贵经验也可为其它项目提供参考和借鉴。2019年,该网站收集了40多个已完成的水热项目关键数据,并绘制了地图。这些项目包括各类地表水、污水水和饮用水热回用项目。地图也将不断更新信息,定期添加新的项目。他们希望通过这种方式,总结荷兰目前的作法,发现并正确解决问题,总结并确定未来更好的实践和发展。这有助于实现绿色交易水热目标,确定水热在实践中的价值。与已完成的水热项目一样,我们还在 NAT 内保存了一份水热计划清单(PDF)。通过这种方式,网站可以知道哪些措施正在发挥作用,以及这些举措处于哪个阶段。

  https://www.aquathermie.nl/praktijk/aquathermie+projectenkaart/default.aspx

  水热计划清单

https://www.aardgasvrijewijken.nl/proeftuinen/huidigeproeftuinen/default.aspx

  网站愿景

  网站的建立水热地图的目的是激发和分享知识,对于现阶段荷兰已完成但未列入的水热项目希望可以提供相关信息。该网站提供了常见问题解答(https://www.aquathermie.nl/faq/default.aspx),给出在实现水热项目实践中可能遇到问题的解决措施。此外,热力专业中心 (ECW) 还编写了一份关于水热的概况介绍,包含于指南中。

  特别指出的是荷兰水热利用政策,无天然气社区计划(PAW,Programma Aardgasvrije Wijken https://www.aardgasvrijewijken.nl/themas/default.aspx)是荷兰政府、荷兰市政协会、省际协商和水务委员会联盟之间的合作项目,旨在实现越来越多的居民区零天然气使用。该计划的目标是在未来几年内使荷兰的 100个居民区实现零天然气(荷兰将在2030年全面停止天然气使用)。PAW 通过选择和财务支持实验室、分享知识和聚集人才措施来实现这一目标。

  现在已经有两轮8个市区(卡特维克、德里默伦、阿姆斯特丹、杜斯堡、芬洛、阿珀尔多伦、阿纳姆和德文特)获得了各区水热PAW补贴。该计划提供了将更多水热项目绘制于地图上的机会。有了这些新的水热项目,网站将学到并分享更多知识,从而为绿色交易水热目标做出贡献。

编辑:王媛媛

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