厲 娜 管 泉 王淑玲 劉 瑾

青島市熱泵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對策

厲 娜 管 泉 王淑玲 劉 瑾

在全球礦物資源日益緊張的背景下，熱泵技術(shù)作為一條節(jié)能與環(huán)保并重的途徑，已經(jīng)成為越來越多學者關(guān)注的焦點。青島市在熱泵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面具有優(yōu)越的區(qū)位優(yōu)勢、良好的學科及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但其發(fā)展仍有很大的空間，亟需在關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)、熱泵產(chǎn)業(yè)鏈部署、熱泵推廣應用示范、財政資金引導等方面進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

所謂熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置。在土壤、水、空氣、工業(yè)廢熱中蘊藏著大量難以直接利用的低品位能源，通過熱泵技術(shù)對其進行開發(fā)利用，可以把難以直接利用的低品位能源轉(zhuǎn)化為可利用的高品位能源，從而達到節(jié)約部分高品位能源的目的。作為一種清潔新能源利用技術(shù)，熱泵技術(shù)對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的輻射拉動作用強、技術(shù)擴散作用大，推廣應用熱泵技術(shù)成為提高能源利用率的有效手段，對減少溫室氣體排放、科學配置能源、改善生態(tài)環(huán)境具有重要作用。

國內(nèi)外熱泵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在全球范圍能源危機沖擊和可持續(xù)發(fā)展要求的形勢下，開發(fā)利用清潔新能源成為大多數(shù)發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇。

早在1978年，美國能源部就投入大量科技基金開始對地源熱泵進行研發(fā)；1998年，環(huán)保署頒布法規(guī)要求在全國聯(lián)邦政府機構(gòu)的建筑中推廣應用熱泵系統(tǒng)；另外，美國多個公共組織與相關(guān)企業(yè)、實驗室以及大學等合作建立熱泵技術(shù)研發(fā)項目。作為“月光計劃”的核心內(nèi)容，日本也將發(fā)展熱泵技術(shù)作為節(jié)約能源工程的主要項目，政府采取提供補貼、優(yōu)惠稅率等財政措施，并在市政建設(shè)項目和公益性建筑中推廣應用熱泵技術(shù)進行供暖、制冷機熱水供應等綜合性服務。歐盟和一些歐洲國家也發(fā)布了一系列推廣熱泵的法規(guī)和激勵政策，行業(yè)主管協(xié)會通過張貼熱泵產(chǎn)品質(zhì)量標志、將熱泵知識納入安裝商官方培訓課程等方式消除市場的不良認知，加快熱泵產(chǎn)品的市場化進程。

我國也一直積極倡導對淺層地熱能、海水等清潔新能源的綜合利用，并在多項國家標準、行業(yè)標準及政策文件中命令推廣熱泵技術(shù)。1997年11月，中國科技部和美國能源部簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，從國家政府層面對地源熱泵進行扶持?！督ㄔO(shè)部建筑節(jié)能“十五”計劃綱要》中明確指出“大力推進太陽能、河水、湖水、海水與地下能源及其他可再生能源在建筑中利用的工作”。2008年，國家發(fā)展和改革委員會組織編制的《國家重點節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第一批）》中明確提出利用熱泵節(jié)能技術(shù)對建筑物進行采暖供冷。

青島市熱泵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

青島市是一個能源相對緊缺、生態(tài)環(huán)境相對脆弱的城市，市委市政府根據(jù)城市特征決定了走節(jié)能、降耗、減污、增效的發(fā)展之路，率先在國內(nèi)進行熱泵關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與示范項目的推廣。根據(jù)青島市清潔能源供熱規(guī)劃，到2020年，全市新增熱泵供熱面積4348萬m2，與使用傳統(tǒng)燃煤集中供熱相比，建成后每年可結(jié)余原煤133萬t，減排二氧化硫2682t，氮氧化物2299t，煙塵670t。

區(qū)位優(yōu)勢

青島市地處黃海之濱，海岸線總長度為862km，海灣49處，擁有取之不盡、用之不竭的海水資源，具備發(fā)展應用海水源熱泵的優(yōu)勢條件；青島地區(qū)的地質(zhì)以花崗巖、變質(zhì)巖結(jié)構(gòu)為主，其傳熱性能較好，市區(qū)淺層地熱能儲存總量為2.34×1018J，可以為地源熱泵提供大量的熱源。

另外，青島市共有十多座污水處理廠，污水處理廠的夏季平均出水溫度在22～25℃左右，冬季平均水溫度在10～13℃左右。將污水中的熱量進行最大化的利用，根據(jù)青島市污水處理后溫度及冬季室外平均溫度和現(xiàn)有熱泵機組供熱能力平均水平計算，可以為900萬m2的建筑解決供暖供冷問題。

科研基礎(chǔ)

青島市從二十世紀八十年代末就已經(jīng)開始海水源及土壤源熱泵技術(shù)的研究與開發(fā)。1989年，青島理工大學同瑞典皇家工學院合作建立國內(nèi)第一個水平埋管熱泵實驗室，率先開展了閉式耦合水平埋管和垂直埋管土壤源熱泵的研究工作；2010年，青島科創(chuàng)新能源科技有限公司與青島大學聯(lián)合開展污水及地表水源熱泵技術(shù)攻關(guān)，技術(shù)水平達到了國際領(lǐng)先水平；經(jīng)過二十多年的技術(shù)沉淀，青島市積累了大量的研究成果和技術(shù)經(jīng)驗，為熱泵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)支撐。

熱泵產(chǎn)業(yè)概況

隨著熱泵技術(shù)的日益成熟，熱泵產(chǎn)業(yè)也逐步發(fā)展起來。青島的大型設(shè)計院如騰遠設(shè)計院、北洋設(shè)計院等都從事地源熱泵的設(shè)計工作；海爾集團、海信集團等國內(nèi)知名企業(yè)迅速進軍相關(guān)設(shè)備制造業(yè)，支撐了可再生能源的規(guī)?；瘧?；青島河海新能源有限公司、科創(chuàng)新能源科技有限公司、阿爾普爾新能源科技股份有限公司等多家企業(yè)致力于熱泵系統(tǒng)集成、安裝施工及項目的運營維護等。據(jù)不完全統(tǒng)計，青島市熱泵機組制造企業(yè)、研發(fā)機構(gòu)、系統(tǒng)集成、施工安裝公司近200家，具有強大的熱泵產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

青島市積極進行熱泵示范工程項目的開展，推廣應用海水源、污水源、地下水源、土壤源熱泵等供熱制冷新技術(shù)，用這些綠色新能源替代燃煤、燃氣、燃油，有效地減少大氣污染，促進大氣環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善。表1列舉了青島市的部分示范工程項目。

表1 青島市部分熱泵示范工程項目

通過示范工程的帶動，青島市加大了相關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)研究，加快推廣普及步伐，帶動相關(guān)產(chǎn)品裝備的技術(shù)進步及產(chǎn)業(yè)化，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，建立了長效的機制，降低了建筑對常規(guī)能源的消耗。

青島市熱泵技術(shù)發(fā)展過程中存在的問題

雖然青島市在熱泵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面具有優(yōu)越的區(qū)位優(yōu)勢、良好的學科及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但其發(fā)展過程中仍存在一定的問題。

一是鼓勵推廣使用熱泵的政策需進一步完善。熱泵的推廣應用涉及面廣，需要政策、規(guī)劃、建設(shè)等多方面的相互協(xié)調(diào)及密切配合，而目前青島市在熱泵領(lǐng)域仍存在缺乏政策扶持和研發(fā)力量分散的問題。

二是熱泵系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備及核心關(guān)鍵技術(shù)亟待攻關(guān)。與國外發(fā)達國家相比，青島市在熱泵機組的優(yōu)化設(shè)計和工程應用方面仍存在一定的差距，個別關(guān)鍵核心產(chǎn)品還需要進口，導致熱泵產(chǎn)品成本較高，影響其推廣應用。加強核心技術(shù)攻關(guān)，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的熱泵產(chǎn)品已成當務之急。

青島市熱泵技術(shù)推進措施及對策建議

為更好地推動青島市熱泵技術(shù)發(fā)展，提高能源利用率、減少溫室氣體排放、改善生態(tài)環(huán)境，須著重做好以下幾項工作。

一是組織開展熱泵關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。加大對熱泵核心關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)投入，搭建以企業(yè)為主體的熱泵技術(shù)創(chuàng)新平臺，推動產(chǎn)學研聯(lián)合攻關(guān)；依靠一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心專利技術(shù)，建設(shè)技術(shù)研發(fā)中心；組建熱泵產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，鼓勵聯(lián)盟成員集成和共享技術(shù)創(chuàng)新資源，開展技術(shù)創(chuàng)新合作，取得熱泵領(lǐng)域共性和關(guān)鍵技術(shù)問題的重大突破，提升產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力。

二是優(yōu)化部署熱泵產(chǎn)業(yè)鏈。加強宣傳引導，及時向熱泵行業(yè)內(nèi)企業(yè)和清潔新能源周邊企業(yè)傳遞政府最新的戰(zhàn)略規(guī)劃和政策動向，吸引更多的企業(yè)投資熱泵產(chǎn)業(yè)；規(guī)劃建設(shè)熱泵特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)，吸引新能源公司入駐產(chǎn)業(yè)園區(qū)，打造熱泵全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)基地，促進熱泵產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的對接，推動熱泵產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。

三是抓好熱泵技術(shù)推廣應用示范工程的建設(shè)。出臺鼓勵和扶持投資建設(shè)熱泵項目的政策措施，對未實現(xiàn)集中供熱及雖能實現(xiàn)集中供熱但社會與環(huán)保代價太高的近海岸地區(qū)大型建筑及區(qū)域，進行熱泵集中供熱供冷的試點及示范工程建設(shè)，以點帶面，通過示范工程使熱泵技術(shù)在青島市得到推廣應用。

四是積極發(fā)揮財政資金的引導作用。落實國家、省、市關(guān)于扶持新能源發(fā)展的稅收、補貼等各項政策，發(fā)揮政府資金的引導作用，綜合運用引導基金、獎勵補助、貸款貼息等方式，加大對熱泵示范工程、重大研發(fā)項目的資金支持力度，努力在熱泵技術(shù)研發(fā)、推廣應用等環(huán)節(jié)上有所突破。

厲 娜 管 泉 王淑玲 劉 瑾

青島市科學技術(shù)信息研究所

厲娜，女，助理研究員，青島市科學技術(shù)信息研究所，主要方向為戰(zhàn)略研究。

本文系青島市軟科學課題“青島市生物技術(shù)領(lǐng)域及低品位熱能綜合利用技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀及發(fā)展路徑研究”（14-4-3-1-（7）-zhc）的階段性研究成果

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001