2021年5月12日，由中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會、中展智奧（北京）國際展覽有限公司、法蘭克福展覽（上海）有限公司主辦的“中國國際暖通高峰論壇——碳達峰碳中和與清潔供熱綠色發(fā)展國際峰會”在北京新國展盛大召開。

會上，江億院士作了關于“城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)的碳中和路徑”的主題演講。江億院士從“為什么要做碳中和碳達峰？”“北方大的城市集中供暖到底靠什么？”“電力系統(tǒng)的特點是什么？”等一系列問題出發(fā)，對供熱系統(tǒng)實現(xiàn)碳達峰碳中和的路徑進行了分析講解。他提出，要逐步通過對建筑節(jié)能、降低回水溫度的改造，熱源的進一步開發(fā)和余熱的深度回收以及管網的規(guī)劃和改造實現(xiàn)未來供熱碳中和的四大任務。中國要實現(xiàn)供熱系統(tǒng)零碳改造，就要從中國的現(xiàn)實情況出發(fā)，然后向零碳目標推進，科學規(guī)劃、分步實施。先于房屋建設達峰，與電力系統(tǒng)同步實現(xiàn)碳中和。

課件內容分享如下：

尊敬的各位同行，各位朋友，下午好。實現(xiàn)2060年碳中和、2030年碳達峰，也是國家對供熱行業(yè)一個大要求，作為供熱企業(yè)要努力探索供熱系統(tǒng)碳中和路徑。

首先，為什么要做碳中和碳達峰這件事？為應對氣候變化，保護好地球環(huán)境。再深入看，現(xiàn)在我們能源系統(tǒng)完全靠化石能源。如果一直用氣，就存在大比例靠進口、大氣污染等問題。要從根本上解決能源安全問題、大氣污染問題，最有效的辦法是改變能源結構，由現(xiàn)在燃煤、燃油、燃氣的能源結構變成零碳能源結構。比如風電、水電、光電、核電、生物質能源，從根本擺脫對化石能源的依賴，從而實現(xiàn)能源安全和可持續(xù)發(fā)展。

生物質能源占總能源供應里百分之十五~百分之二十，剩下就靠零碳能源，包括水電、風電、光電、核電。這樣將使得能源系統(tǒng)鏈條中，電成為一次能源，用能方式就發(fā)生巨大變化。

隨著我國電力系統(tǒng)實現(xiàn)零碳后，建筑也就成為了零碳運行。供熱熱源各類的燃煤、燃氣鍋爐應下狠心慢慢去掉。熱泵是比較高效的，用電力變成熱量，解決熱需求問題的途徑。

北方大的城市集中供暖到底靠什么？兩種觀點，一種是改熱泵、電鍋爐，電清潔了我們供熱也清潔了。這個可否可行還需要討論。另一種觀點是自己積極努力。

按照協(xié)會統(tǒng)計，中國大部分地區(qū)集中供熱企業(yè)一多半都實現(xiàn)熱電聯(lián)產的熱源，占了近60%。以后到底怎么辦，取決于電力系統(tǒng)狀況。

那就先看看電力系統(tǒng)。這些電力的特點分別是什么？

先看水電，可調性很好，但目前中國水電裝機容量3.8億千瓦，發(fā)電量是1.5萬億度電。水電的上限應該是兩萬一度電每年。好東西但資源有限。

再看核電，核電是持續(xù)運行的。面臨地質條件、冷卻安全等問題，預計2萬億度電。核電和水電一共3.5億度電。

中國需要的電力下限是12萬億度電。還剩8.5萬億度電。因此，未來重點解決電力，就是風電、光電。

那么最核心的問題就是：風電、光電不可調控，完全由氣候、天氣決定。所以蓄能是核心，包括化學儲能?，F(xiàn)在要談最重要的問題就是一個冬夏季節(jié)差的問題。

水電不是全年恒定的，比如說黃河上游水力充足，但是到了冬天，可能會有冰凌問題，山西境內結冰之后會把冰頂起來，把兩岸的房屋都給擠塌了。所以為了避免冰凌，黃河上游嚴格控制冬天的流量，冬天不到夏天的40%。所以冬天的水電要少。

長江水主要是靠下雨和喜馬拉雅山的雪山融化，冬天水量急劇減少，夏天又鬧洪水，有個季節(jié)差的問題。三江流域都有類似的問題。

太陽能光伏也是這樣，冬天的光伏不到夏天的一半，會出現(xiàn)冬夏季節(jié)差的問題。青海就是典型?，F(xiàn)在是夜里電多，白天電少，冬天電多，夏天電少，是以煤為主的狀況。但是將來改成零碳電力的時候，這些矛盾都翻過來，變成冬天電缺，夏天電多，晚上電缺，白天電多。以后實現(xiàn)由燃料改為可再生電力，所以我們一定要充分考慮到未來的變化。

這個就是一年的中國用電狀況。藍色的是核電，橙色的是風電，灰色是光電，黃的就是水電，整個都疊加起來就變成了夏天多冬天少的狀況。風、光、水、核基本上就能滿足電力需求，但到冬天就出問題了，電該從哪來？這就面臨問題。有一種方法，電解水制氫，然后儲藏。冬天利用燃料電池發(fā)電，技術上可行，但是投資較大。

另種方法，多裝風電、光電。但是投資也會大幅增加。

第三個方案就是留點火電，在冬天發(fā)1.5萬億度電。燒4.5億噸的標煤、1.5億噸生物質能，再做CCS分離二氧化碳，這就解決了冬天的缺口，偶爾碰到連陰天，也可以啟動火電，成為電力保障。

所以最后的解決方法應該就是6億千瓦的火電，每年發(fā)電1.5萬億。為整個電網起一個保駕護航的作用。火電發(fā)電就會有余熱，接著把余熱再利用起來，解決未來50億吉焦的城鎮(zhèn)建筑供熱，這樣未來供暖的熱源就有了。

全國6億千瓦的火電，起碼會有一半在北方地區(qū)，如果經過深度熱回收，大概能提供4.5億千瓦的余熱，就可以提供充足的余熱熱源。

這樣一來，我們來看未來北方地區(qū)到底有多少供熱熱源。北方1億千瓦的核電，好好把余熱收集起來，至少有1.5億千瓦的余熱。5億千瓦的余熱就能滿足160億平米建筑每平米30瓦的熱源要求，然后再用末端調峰。

未來大概是200億城鎮(zhèn)建筑，那么剩下的40億就可以采用多種熱源方式，比如說電驅動的空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵，還有工業(yè)低品位余熱，包括垃圾焚燒，包括數(shù)據(jù)中心的熱量等等，都可以拿來作為我們供熱，就會形成一個新的供熱格局。

剛才說火電，現(xiàn)在說一下一億千瓦核電。底下連云港，到丹東，這一片經濟非常發(fā)達，有核電、火電，這一圈有5000多萬千瓦的發(fā)電裝機容量，預計將來會到1億千瓦，這塊都是嚴重缺水地區(qū)，現(xiàn)在提出的新的方案就是用火電、核電的余熱做海水淡化，讓它生產95度左右的熱淡水，再一換熱，降到20度以下進自來水廠，城里供熱參數(shù)要求90度供熱，15度回水，這樣叫水熱分離。分析計算一下，一冬天能產生35億噸淡水，其熱量能夠滿足40億平米的建筑冬天供熱。這一片建筑采暖的熱源也都解決了。

從這個思路出發(fā)，已經在青島和煙臺中間搭出來一個示范系統(tǒng)——海陽核電站，利用海陽核電站的余熱，加海水淡化，送到10公里以外生活區(qū)，一方面把熱換出來給建筑供熱，一方面水變成自來水，水經過檢驗都是很好的指標。就變成了零熱耗制水。

加一個大型跨季節(jié)蓄熱裝置全年都可以持續(xù)運行，可以全年持續(xù)的為城市供熱。一年能出100億噸淡水，這100億平米的熱，算下來各種單耗的投資就低得多了，這樣一來就有可能解決我們國家北方沿海地區(qū)水資源問題和零碳供熱問題。

如何高效率的儲藏非采暖季的余熱，大型跨季節(jié)蓄熱又該是什么樣裝置？