热泵

清华大学团队及其合作伙伴提出到2030年实现每人1千瓦光伏的行动倡议，其目的非常明确——以人均1千瓦光伏作为关键载体，在中国农村推行“全电化、绿电化、零碳化”三步走的零碳乡村建设路线，协同推进农村的供热能源转型、交通能源转型，以及农业现代化和低碳化。他们提出的“光伏+高效电供热”的零碳供热方案，创造性地设计了一种村民零初装费模式，为中国广大北方地区以及长江流域地区提供了一种零碳转型与绿色发展的新路径。这不仅能够加速中国的能源转型，也促进了中国农村的现代化，为公平转型提供了一种现实可操作的方案。热泵是高效电供热的代表，和燃煤供暖相比，它更便宜、方便、卫生、安全，便于管理。该团队目前正在开展的"太阳能+热泵"项目倡导大规模无碳供热，将覆盖中国北方10万户农村家庭。我很高兴见证了他们在许多县取得的进展。我向所有人，包括中国以外的其他国家和地区，强烈推荐这一项目。

​6月30日，河南濮阳市商务局发布招商引资工作周动态。其中提到，本周国家电投集团雄安能源有限公司用户侧综合智慧能源项目成功签约。据了解该项目投资19亿元，主要在濮阳县域内推进围绕党政机关、学校、医院、村委会、工商业厂房和农村居民等屋顶分布式光伏开发与建设，同时探索区域内分散式风电、热泵、用户侧储能、供热（冷）、智能微网、多能协同能源站等项目。

近日，江西省发布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见。意见中提到，推动化石能源清洁高效利用。有序控制煤炭消费增长，合理控制石油消费，有序引导天然气消费。积极推进终端用能领域电能替代，推广新能源车船、热泵、电窑炉等新兴用能方式，全面提升生产生活终端用能设备的电气化率。统筹煤电、可再生能源发展和保供调峰，支持应急和调峰电源发展，做好重大风险研判化解方案。

近日，江西省人民政府发布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见。意见中提到，推动化石能源清洁高效利用。有序控制煤炭消费增长，合理控制石油消费，有序引导天然气消费。积极推进终端用能领域电能替代，推广新能源车船、热泵、电窑炉等新兴用能方式，全面提升生产生活终端用能设备的电气化率。统筹煤电、可再生能源发展和保供调峰，支持应急和调峰电源发展，做好重大风险研判化解方案。

针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题，提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先，为使矿区伴生能源得到充分利用，搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次，为降低矿区碳排放量，在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时，引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT)，通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后，调用CPLEX商业求解器，以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明：优化后的CMIES碳排放量显著降低，运行成本大幅减少。

详细介绍了中科院广州能源研究所最新研发的高温热泵蒸汽机技术和冰源热泵供暖技术及典型案例。其中，热泵蒸汽机技术通过回收多种低品位工业余热来制取饱和蒸汽，与燃煤或燃气锅炉相比，节能率达到50%-60%。与电锅炉相比，能效系数更是其2-3倍，而且蒸汽制取过程清洁，不产生CO2和NOX。该技术将在电能替代中发挥重要作用，有着广阔的市场应用前景。

光伏小镇能源系统是以光伏为主体，结合其他本地能源的综合能源系统。为充分利用太阳能和地热能，文中提出一种考虑源荷不确定性的两阶段鲁棒优化方法，引入不确定性调节参数以避免为保证供电可靠性而牺牲经济效益。建立以系统综合成本最小为目标的max-min-max两阶段鲁棒优化配置模型，对光伏小镇的光伏、热电联产机组、地源热泵、储能进行优化配置。光伏和负荷的不确定性采用不依赖于概率分布的盒式不确定集描述，以上下边界区间表示光伏和负荷的波动范围，形成鲁棒约束，通过列和约束生成算法以及强对偶转换降低求解的复杂度。以我国北方某光伏小镇为研究案例，通过改变不确定性调节参数，有效控制配置方案的保守性，在保证供电可靠性、降低负荷缺电率的同时，降低配置成本、改善弃光率，该方案具有很强的适用性。

吸收式热泵从汽轮机低压紅进汽导管上抽汽并从凝汽器的排汽损失中回收热量，这与传统的汽水换热器供热方式不同。汽轮机、凝汽器和吸收式热泵三者之间的耦合，改变了原已优化的热力系统参数。需要根据供热参数，将吸收式热泵作为电厂热力系统的有机组成部分，重新考虑其对冷端系统的影响。吸收式热泵供热系统中凝汽器的工作特性将同时影响汽轮机发电和热泵供热两个方面。若维持汽轮机的主蒸汽参数和中压缸排汽参数不变，发电功率只与供热抽汽量和背压有关：供热抽汽量由热泵热负荷和热泵的性能系数决定，汽轮机背压与凝汽器的入口水温度有关。因此在确定的供热负荷和电负荷条件下，最基本的变量就是凝汽器的入口水温度：凝汽器入口水温度升高，背压升高，发电功率有减小的趋势；同时热泵的C0P增大，消耗的蒸汽量减少，进入低压缸的蒸汽量增加，汽轮机发电功率又有增大的趋势。反之，汽轮机功率变化趋势相反。因此，在一定的热电负荷范围内，就可能存在一个最佳的入口水温度、机组真空和供热抽气量，使得供热机组煤耗率最低，从而获得较高的经济收益。由于供热系统的各个模型并不是孤立的，各个设备相互耦合，因此找到热泵低温余热利用系统的优化运行措施对进一步提高供热电厂整体经济性就显得必要而又紧迫。