丹麥巨型熱泵將利用海水為 25,000 戶家庭供暖
大多數(shù)觀察家認(rèn)為熱泵是用于住宅、商業(yè)和公寓樓的小型供暖系統(tǒng)。但超大型熱泵已投入使用，并在整個(gè)城市區(qū)域發(fā)揮著同樣的作用。如果這些熱泵的應(yīng)用成功，將成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)脫碳的重要資產(chǎn)。Paul Hockenos 報(bào)道。
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丹麥埃斯比約市處于領(lǐng)先地位——但不會(huì)持續(xù)太久。
它擁有兩臺(tái)工業(yè)規(guī)模的熱泵，為這座擁有10萬人口的城市提供來自其沿海地區(qū)——瓦登海——的豐富熱能。其目標(biāo)是至少部分取代埃斯比約的燃煤發(fā)電廠，并最終完全取代。
這些熱泵利用二氧化碳作為天然制冷劑，從海水中提取熱量， 并將其輸送至更高的溫度。這些海水熱泵由德國(guó)曼恩公司制造，總供熱能力為70兆瓦，自2025年起將與一臺(tái)60兆瓦的木屑鍋爐和一臺(tái)40兆瓦的電鍋爐機(jī)組協(xié)同運(yùn)行?；旌霞夹g(shù)最大限度地降低了投資和運(yùn)營(yíng)成本，并增強(qiáng)了應(yīng)對(duì)燃料和電力市場(chǎng)波動(dòng)的靈活性。
它們每年將為家庭供暖用戶提供約28萬兆瓦時(shí)的無碳熱能。迄今為止，還沒有哪臺(tái)熱泵能夠產(chǎn)生如此高的熱量，但埃斯比約的熱泵也難以長(zhǎng)期占據(jù)領(lǐng)先地位。在科隆，MAN正在建造另一臺(tái)熱泵，其容量將是埃斯比約的兩倍。
歐洲已達(dá)成共識(shí)，認(rèn)為熱泵對(duì)于實(shí)現(xiàn)供熱脫碳至關(guān)重要。系統(tǒng)供應(yīng)商GEA集團(tuán)總結(jié)道：“電驅(qū)動(dòng)熱泵能夠取代基于化石燃料的傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)。它們利用現(xiàn)有的工藝廢熱或環(huán)境中的其他熱源，并將熱量轉(zhuǎn)化為高溫。例如，即使使用純煤發(fā)電，熱泵也因其卓越的效率而比傳統(tǒng)鍋爐更具可持續(xù)性，因?yàn)樗鼉H需消耗鍋爐約三分之一的一次能源即可達(dá)到相同的輸出功率。”
這些超大規(guī)模系統(tǒng)在諸多方面都獨(dú)具創(chuàng)新：它們還可用作峰值和備用負(fù)載設(shè)施。其靈活的運(yùn)行能力——可在不到30秒的時(shí)間內(nèi)從最小負(fù)載升至最大負(fù)載，并從（熱）備用升至滿負(fù)載——使其成為多功能系統(tǒng)。據(jù)曼恩能源解決方案公司稱，它們可以輕松平衡電網(wǎng)，例如，支持整合太陽能和風(fēng)能等依賴天氣的發(fā)電設(shè)施。
根據(jù)國(guó)際能源署熱泵技術(shù)合作計(jì)劃，丹麥試點(diǎn)項(xiàng)目“證明利用無毒天然制冷劑二氧化碳的大規(guī)模海水熱泵在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟(jì)上也是可行的” 。
丹麥擁有廣泛的區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)到2035年，其一半的供暖將通過電力供應(yīng)。區(qū)域供熱概念也被視為德國(guó)供暖行業(yè)脫碳的關(guān)鍵措施。由社會(huì)民主黨、綠黨和自由黨組成的上屆政府計(jì)劃每年增加10萬戶家庭加入?yún)^(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)，以促進(jìn)這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。由基督教民主黨領(lǐng)導(dǎo)的新政府同意德國(guó)應(yīng)該增加區(qū)域供熱，但并未具體說明每年的具體數(shù)字。
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德國(guó)已經(jīng)擁有幾臺(tái)大型熱泵，其中一臺(tái)距離我在柏林新克爾恩的辦公室不遠(yuǎn)，盡管其規(guī)模遠(yuǎn)不及埃斯比約的那臺(tái)。在新克爾恩，一臺(tái)8.5噸的熱泵與幾臺(tái)大型鍋爐相連，七臺(tái)熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）機(jī)組位于供熱廠區(qū)。使用的燃料包括化石燃?xì)?、木質(zhì)顆粒、硬煤、生物甲烷和燃油。除了計(jì)劃中的熱電聯(lián)產(chǎn)空冷系統(tǒng)外，還將提供其他潛在的熱源（河水熱量和地?zé)崮埽?。這項(xiàng)新技術(shù)充分利用了廢熱，提高了制冷的能源效率，并利用可再生電力提供綠色熱能。
柏林新克爾恩區(qū)和鄰近的柏林克羅伊茨貝格區(qū)的水泵產(chǎn)生的熱量以熱水的形式輸送至約55,000戶已接入的居民家庭。熱水釋放熱量后，通過循環(huán)系統(tǒng)流回新克爾恩供熱廠。該區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)每年鋪設(shè)約兩到四公里長(zhǎng)的管道，現(xiàn)已覆蓋新克爾恩區(qū)和克羅伊茨貝格區(qū)的大部分地區(qū)。
德國(guó)智庫 Agora Energiewende 認(rèn)為，從技術(shù)角度來看，德國(guó)最高 200 華氏度（約 90 攝氏度）的供暖需求均可通過熱泵滿足。“作為其中的一部分，大型熱泵可以充分利用地?zé)崮?、水體和廢熱的巨大潛力，”該機(jī)構(gòu)在一份報(bào)告中指出。“到 2045 年，大型熱泵可以提供 70% 的區(qū)域供熱，從而取代很大一部分化石燃?xì)狻?rdquo;
斯圖加特和曼海姆
德國(guó)最大的熱泵即將落戶斯圖加特，由 EnBW 建造，熱電聯(lián)產(chǎn)站排出的冷卻水廢熱將產(chǎn)生高達(dá) 24 兆瓦的電力用于區(qū)域供熱。
在德國(guó)，除了斯圖加特，柏林新克爾恩、曼海姆和羅森海姆也計(jì)劃安裝大型熱泵，這些熱泵將于2026年春季投入使用——所有這些都得到了聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部的支持。曼海姆將擁有德國(guó)最大的河流熱泵，利用萊茵河的水為3500戶家庭供暖。
Agora Energiewende 強(qiáng)調(diào)，大規(guī)模熱泵的推廣需要政府的支持。德國(guó)供暖脫碳這一更宏大的項(xiàng)目“需要三方面的支持：公共部門的戰(zhàn)略目標(biāo)和激勵(lì)措施、制造商的技術(shù)創(chuàng)新，以及區(qū)域供熱供應(yīng)商和行業(yè)的加速實(shí)施。”
氣候中性的供熱對(duì)于德國(guó)實(shí)現(xiàn)其氣候目標(biāo)至關(guān)重要。隨著大型熱泵的出現(xiàn)，Agora能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃中所有待辦事項(xiàng)似乎都與德國(guó)或歐盟無關(guān)
