本文选自《科技日报》2018年3月9日期，记者/刘晓军

为了蓝天白云

近些年，提起中国大气环境，“雾霾”已经是个绕不开的词，京津冀更是我国空气污染的重灾区，PM2.5俨然成为人们闻之色变的罪魁祸首。

    去年2月，为了推进“十三五”规划全面实施，国家能源局研究制订《2017年能源工作指导意见》指出：全国能源消费总量控制在44亿吨标准煤左右，其中煤炭消费比重下降到60%左右。全国能源生产总量36.7亿吨标准煤左右。单位国内生产总值能耗同比下降5%以上。燃煤电厂平均供电煤耗314克标准煤/千瓦时，同比减少1克，完成煤电节能改造规模6000万千瓦。

    当可持续发展成为世界潮流，“节能减排”成为时代主题，从需求和环保两方面考虑实现清洁供暖已成共识。“既要温暖过冬，又要蓝天白云”，我们需要科学合理，切实可行的能源利用方案。
    北京密云区石城镇西湾子新村，一幢幢白墙灰瓦的二层小楼房整齐排列，在绿色群山环绕中非常显眼。走进村民王稳瑞家的小楼，窗明地净、一尘不染……王稳瑞说：“与之前燃煤取暖相比，现在更干净、更安全、更暖和，晚上睡觉更踏实。”

    据介绍，西湾子新村全村80户人家全部采用空气源热泵采暖技术，从根本上改变了传统的燃煤取暖方式，享受到与城里人一样的清洁采暖生活。

    同方人工环境有限公司总经理高沛沣表示，热泵就是通过消耗一定的能量，从低温物体向高温物体搬运热量的装置，类似于水泵通过消耗电能，实现了水从低位向高位的传送。“这一技术很好地诠释了节能可持续、绿色发展的理念。”

    加快“煤改电”步伐

    我国“十三五”规划提出，到2020年，生态环境质量总体改善，以北京市、保定市、廊坊市为重点，突出抓好冬季散煤治理，改善区域空气质量，推进电力替代煤炭，大幅减少冬季散煤使用量等节能减排举措。

    对此，北京市启动实施了我国规模最大的“煤改电”项目，为热泵技术大规模应用吹来一股春风。密云石城镇西湾子村新农村安置房项目是由环保部对外合作中心利用多边基金部分资金开展的环保低碳热泵采暖系统示范项目，由同方人环负责能源解决方案和工程项目实施，对全村80户全部采用“低温空气源热泵+地板采暖系统”方式进行分户供暖，采暖效果得到了用户高度认可。据悉，该项目还是北京市首例整村规模化采用环保工质的低温空气源热泵采暖项目。

    同方人环总工程师孔维利告诉记者，该种方式解决了居民的基本供暖需求，具有系统简单、维护方便、造价相对较低、节能环保等特点，非常适合农村使用。

    “以前燃煤取暖一年要花4000—5000元，现在只需要3000多元。”王稳瑞说，不仅如此，还能享受到政府补贴，基本不要自掏腰包。此外，燃煤取暖不仅取暖效果差，而且担心煤气中毒等安全问题发生。现在使用空气源热泵技术采暖，这些问题都无需担心了。

    据了解，除西湾子新村采暖项目外，同方人环还实施了密云司马台新村热泵采暖项目、门头沟东马各庄村险村搬迁项目等多个“煤改电”标志性示范工程。

    这些示范工程的成功实施为热泵技术成为清洁能源，成为替代燃煤的最佳方案奠定了基础，从而大大推动了北方地区“煤改电”工作的进展，也带动了更多有社会责任的企业投入其中，政府的政策力度也逐步加大，整体的环境治理工作进入有序的良性循环。为此，同方人环多次获得“突出贡献单位”“清洁能源供暖优秀工程奖”等殊荣。

    助力蓝天保卫战

    热泵技术除在单体建筑民用领域应用之外，在大型建筑、工农业领域的应用正在逐渐扩大，并发挥更大的节能减排作用，为打赢蓝天保卫战助力。

    “热泵技术不仅仅应用于民用采暖领域，还可为更大面积的场所提供采暖。”清华控股副总裁李中祥说，如从北京的SOHO到中国湿地博物馆；从奥运乒乓球馆到大唐国际锦州热电厂余热回收综合利用项目……其“踪迹”遍及全国各地。

    例如大唐国际锦州热电厂余热回收综合利用项目采用同方人环研发的吸收式余热回收技术，共配置4台73.4兆瓦蒸汽型吸收式热泵机组，以汽轮机抽汽为动力，回收电厂冷却塔循环水余热，承担锦州市区60%的供暖任务，极大缓解了锦州城区的市政供热压力。

    李中祥表示，这个项目的实施不仅为企业带来了巨大的经济效益，在节能减排、环境保护方面具有不可估量的社会效益。可实现年回收余热量158.4万GJ、每采暖季可节省标煤4.4万吨、减少二氧化碳排放1.56万吨、节约用水52.55万吨。

    截至目前，同方人环已累计实施热泵项目超过3.5亿平方米，平均年节约标准煤360万吨、节电105亿度、减少二氧化碳排放940万吨，节资超过29亿元，积极践行了国家节能减排、绿色发展的理念，未来，热泵的前景将更加广泛。

    热泵技术可以走得更远更好

    热泵技术对减排治霾、改善空气环境质量具有重要意义。作为清洁能源改造的先行者，同方人环是清华控股和同方股份在能源环保产业布局的骨干企业之一，1993年就成功开发了风冷模块式热泵机组并应用。从那时起，其专注热泵技术的创新和推广至今已有25年，是热泵技术行业发展的先行者和领路人。

    20多年前，同方人环提出向空气要“热能”时，一些业内专家认为这是“天方夜谭”。然而，面对雾霾与环境污染的威胁，同方人环为了这个“天方夜谭”不懈努力，依托清华大学的科研力量，经过多年科技攻关，开发了低环温空气源热泵机组，突破了我国北方寒冬对热泵技术应用的封锁。

    “为了突破热泵核心技术，同方人环进行大量的试验和实践。”高沛沣表示，热泵技术试验应用从长江流域到黄河流域再到华北地区，横跨大江南北，探索出了适用于我国北方地区-25℃环境下的热泵采暖系统解决方案。同时热源也更加多样化，除了空气源热泵技术外，同方人环还研发了地源热泵技术、水源热泵技术、工业余热源热泵技术等，向不同的物体要热量，向更多的自然资源要热量，可实现在不同地理环境下的清洁供暖。

    未来，热泵技术围绕更舒适、更节能、更稳定、更广的适应性，还有更远的路要走，同时，热泵系统也需要更多的创新实践和应用。

农村地区散煤供暖替代解决方案
—— 技术案例

    在北方地区，农村居民冬季燃煤采暖造成了诸多环境问题和安全隐患，也是雾霾天气频发的主要原因之一。空气源热泵技术能够完美匹配农村居民的供暖条件：对热源的要求低（只需要室外机通风顺畅），单台设备适合分户供暖，适应暖气片、风机盘管、地板辐射多种供暖系统。农村地区采用空气源热泵供暖一方面能够淘汰污染严重的燃煤、燃气锅炉以及能源消耗严重的电采暖设备，避免了传统供暖方式造成的环境污染；另一方面，热泵技术高效的能源转换率减少了能源的消耗，为农村散煤燃烧治理和清洁能源替代提供最佳的解决方案。