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热泵减碳效益分析(工业热泵碳减排分析)
2023-02-14       来源:热泵在线

综合考虑因发电系统升级引起的电力碳排放因子降低和我国工业用热规模的变化,进行2060年不同情景下的碳排放量核算,各情景计算指标如表5-6所示。工业热泵COP1.8。各情景设置如下:

当前情景(情景1):按照当前我国工业中低温用热量、热泵占比与COP计算得到碳排放量。

自然增长情景(情景2):工业中低温用热量发生变化,电力生产方式得到改造,电力碳排放因子降低,热泵COP随技术发展提高至2.502060年热泵自然增长,占比达到20%

显著增长情景(情景3):在情景2的基础上,热泵得到了大力推广而显著增长,2060年潜在可改造的中低温用热中热泵占比达到60%

5-12给出了我国工业中低温用热不同情景下的碳排放,现阶段(情景1)我国潜在可改造的中低温用热造成的碳排放达到了25.28亿tCO2/年;对于自然增长情景(情景2),热泵应用规模自然增长,2060年的碳排放有一定程度的下降,降至15.54亿tCO2/年;对于显著增长情景(情景3),热泵得到大力推广,热泵占比显著增长到60%,此时的碳排放量降低至9.45亿tCO2/,相对于当前降低了83%,比自然增长情景(情景2)降低6.09亿tCO2/年。显著增长情景(情景3)剩余的碳排放是由于热泵未完全覆盖和热泵消耗的电力仍存在碳排放,说明热泵技术的在工业用热中碳减排潜力十分巨大。

5-13给出了不同热泵增速下逐年的碳排放量和减排量,不同增速的热泵占比变化如表5-7所示。若热泵占比增速为零,碳排放量先增加后下降,到2060年达到了18.44亿tCO2/年,排放量下降主要是由于中低温用热需求降低。在高、中、低增速下,随着热泵带来较大减排量,碳排放量逐渐降低,且增速越大降低越快、越显著。低增速时,2060年碳排放仍然有15.54亿tCO2/年,将会成为碳中和的巨大负担;而在高增速时,2060年碳排放量仅有9.45亿tCO2/年,相对于现阶段的减排量达到了15.82亿tCO2/年,其中热泵减排量为8.99亿tCO2/年(占比57%),电力端减排量为0.13亿tCO2/年,需求侧减排量为6.70亿tCO2/年。可见,热泵高速发展可以为工业用热带来显著的碳减排。

5-142060年工业中低温用热碳排放量、减排量和减排百分比随热泵占比变化情况。随着2060年热泵占比增加,碳排放量迅速降低,潜在减排量和热泵减排量显著增加。当热泵占比10%时,相对于当前的减排百分比仅有33%,其中17%是由热泵带来的减排量;当热泵普及至100%时,相对于现阶段减碳89%,其中69%是纯粹由热泵应用带来的减排量,剩余的碳排放是由于热泵耗电存在的碳排放,若电力实现脱碳,则可以达到零碳排放。

由此可见,我国工业部门热泵应用碳减排潜力更加巨大,而现在工业热泵应用没有得到重视,因此要实现工业用热的碳中和,必须改革工业中低温用热的供给方式。热泵作为一种高效、清洁、低碳的供热方式,应该成为工业中低温用热的最优选择。工业部门热泵应用也将为我国工业碳减排做出很大贡献。



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