北方地区供暖电气化的挑战及其影响

选取济南、大连、沈阳3个城市,探讨供暖电气化对社会用能的影响。假定所有供暖热负荷均由热泵系统满足,根据各地气象参数,采用面积指标法得出供暖热负荷,根据热泵系统COP计算供暖耗电量,与全社会耗电量、居民耗电量、工业耗电量进行对比。借助Dymola仿真模型,计算各城市当前风力、光伏装机容量下可再生能源发电量,分析其与供暖耗电量关系。给出未来中国建筑供暖的发展建议。结果表明:现阶段,北方地区实行供暖电气化将给现有电网带来强烈冲击,3个城市供暖期光伏发电几乎可以忽略,风力发电受间歇性影响严重。借鉴欧盟能源转型路径,未来需保持终端用能与设备多样化发展,以保证能源系统的弹性。

我国城市建筑碳达峰与碳中和路径探讨

对我国城市民用建筑的隐含碳排放和运行碳排放作了测算。指出了影响我国城市建筑碳达峰的主要因素:一是建设规模和建筑寿命,二是北方城市集中供暖的高碳和高能耗。如果按既有发展模式(BAU),我国城市建筑在2030年很难碳达峰。而在控制建设规模、供暖系统电气化和提升效率、实现建筑能耗限额设计等措施基础上,我国城市建筑在2030年将可实现碳达峰21亿t,这一峰值比BAU减少近50%。提出了城市建筑碳中和的5项基本措施,即:超低能耗建筑,降低碳负荷;建筑电气化和提高能效;现场可再生能源利用;为高渗透率可变可再生能源提供弹性;空气中碳捕集和碳利用。强调了城市开发建设的方式必须从粗放型外延式发展转向集约型内涵式发展,从增量建设逐步转向存量提质改造。

疫情之后:能源总线与第5代区域供热供冷系统的发展

分析了全球气候变化和能源转型的形势。指出大规模利用可再生能源和实现城市供暖和交通的电气化,应该成为新冠疫情之后全球经济复苏的重要选项。能源总线系统(第5代区域供热供冷系统)的概念来源于地源热泵(GSHP)系统和水环热泵系统,通过暖管和冷管为分布式水源热泵提供热源和热汇,可以利用低品位可再生热源和废热余热资源提高系统效率,利用不同用途的建筑物之间的能源协同实现热回收。分析了能源总线应用中几项关键技术,提出了需要研究的几项重要技术。指出能源总线可以做到比传统系统更高的能效和更好的经济效益,可以作为疫情之后促进消费、拉动投资、改善民生的一项措施。

碳中和城市建筑能源系统(1):能源篇

作为碳中和城市建筑能源系统系列文章的首篇,从节能优先、供暖电气化、可再生能源应用、能源供应去中心化和多源化等几个方面,概要介绍了碳中和城市建筑能源系统源侧的主要技术、系统构成、适用性,以及需要引起注意的问题。