节能

从污水中汲取能量:“零排放”使污水源热泵更添社会效益

2016-07-19 11:10:20 经济日报 作者:刘成

“2015年,我国能源消耗总量折合成标准煤约为43亿吨,每一采暖季二氧化碳排放量达到26亿吨,能源变革刻不容缓。”在山东胶州日前召开的清洁能源供热供冷技术与产业交流会上,青岛科创蓝新能源股份有限公司总工程师吴荣华说。

青岛科创蓝新能源股份有限公司成立于2010年,其开发的污水及地表水源热泵技术与系统、疏导式取热装备被中科院、山东大学等高校院所专家鉴定为“国际领先水平”,已在全国诸多城市广泛应用。

7月8日上午,记者在该公司位于山东胶州胶北街道的厂区看到,所有建筑外墙上均未见空调外挂机,更难觅高耸的锅炉烟囱,但迈进办公楼的瞬间,却感到清凉的空气扑面而来。

“公司供热制冷系统的能量全部来自地下污水。”吴荣华说,与传统空调制冷、锅炉供热相比,污水源热泵系统不产生废渣、废水、废气和烟尘,环境效益显著。

据介绍,污水源热泵系统是通过污水换热器与中介水换热,只需消耗少量电能,就可以在冬天将污水中的低品质能量“汲取”出来,经管网供给室内采暖系统、生活热水系统;夏天,将室内的热量带走,并释放到污水中,为室内制冷并制取生活热水。

据了解,污水源热泵技术在理论上已经相当成熟,但将技术成果转化到日常应用却是一个崭新的课题,国外也只是在1980年前后才开始应用。

吴荣华于2003年开始研究污水源、地表水源、工业余热源热泵系统,成为我国污水源热泵技术的主要开创者和带头人。2010年,科创蓝公司对相关技术实施了科技成果转化。

科创蓝公司董事长迟芳介绍,经历10余年的技术革新与市场锤炼,公司先后攻克了防堵防垢、热泵提效以及自清洗等技术难点,形成专利池,拥有以疏导式换热技术与装备为核心的成熟且完整的技术和产品体系。“近期完成了凝固热以及多源耦合式供热供冷系统的研发,产品已在试运行阶段。”

相比现有的燃气、地源及空气源热泵、太阳能等清洁能源技术,污水及地表水源热泵系统在节能效果、初投资和运行成本等方面更具优势。

“污水及地表水源热泵系统初投资仅占燃煤供热的60%左右,经济效益显著。”迟芳说,以公司承接的“国家科技惠民计划项目”为例,项目计划以污水、地表水及土壤等热泵新能源为胶州市90万平方米的住宅供热。凭借成本优势,可实现减免居民采暖费达到15%,室内温度可达20至22摄氏度,实现惠民供热。

西安利君未来城是当前科创蓝公司规模最大的民用住宅污水源热泵项目,总建筑面积180万平方米,一期项目25万平方米的供热范围初投资仅为2200万元。“目前,设备已稳定高效运转度过第一个采暖季,为利君未来城年节约运行成本达100余万元。”西安水务集团新能源有限公司总经理曲国庆介绍。

节能之外,“零排放”使污水源热泵更添社会效益。以青岛地区1000万平方米的建筑项目为例,项目每年可节省原煤10万吨,减排二氧化硫670吨,减排二氧化碳26万吨,减排粉尘3000吨。吴荣华说,污水源热泵能源利用效率远高于其他形式的中央空调系统。

“目前北方城镇民用建筑中70%采用集中供热方式采暖,其余为分散采暖或无采暖设施。我国每年产生污水800亿吨,如果使用污水源热泵系统,可以为城市25%的建筑物供热,并为我国节省年0.75亿吨标煤的能耗。”吴荣华说。

承压能力高、不漏水、流动阻力小,不需要前置过滤,清洗及维护周期增加一倍,并提高换热效率30%以上,减小占地面积30%,实现了污水及地表水源热泵系统高效、可靠运行;初投资低至每平方米50元至80元,运行成本每平方米只需12元至18元,分别比传统供暖方式节省37%、40%。在2015年青岛市科学技术奖励大会上,科研成果《基于疏导换热的污水及地表水热泵供热供冷技术》被授予技术发明奖一等奖。

“企业要在竞争中立于不败之地,必须不断探索新方法、研发新技术。”迟芳表示,沿海地区的海水源热泵普及将是公司接下来布局全国市场的重中之重。

如今,青岛科创蓝新能源股份有限公司的科研团队囊括教授、博士后、研究员、教授级高工等各类高层次专业人才,已自主研发了50余项专利,完成了50余个项目的可行性研究、工程方案设计与系统运行调试。同时,配有专业安装施工队伍,长期从事相关领域的设备安装与施工,实力强、经验丰富。

“我们的目标是,将水源热泵系统推向全国,让大家都能用上低成本、低耗能、高效率的环保型新能源。”吴荣华说。

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