集中供热系统节能降碳技术：从节能型到零碳型的未来发展趋势

集中供热系统存在很多问题，如管网热损失大、水力失调严重、热量分配不均等，能源浪费很多。但是，在我国以煤为主的能源结构下，集中供热是最优方案。

随着双碳政策的推进，集中供热系统节能降碳也发生了很大变化。根据技术发展方向，未来的集中供热系统呈现多步走的态势。

第一步，节能型集中供热系统

这个阶段主要针对集中供热系统的弊端进行改造，涵盖热源、热网及换热站等方面。主要技术有以下几种。大温差供热：利用大温差吸收式换热机组等设备，降低热网回水温度，解决城市管网输配能力不足的问题，低温回水也为深度回收余热创造条件。

热源余热回收：利用吸收式热泵、压缩式热泵等余热利用装置，回收电厂乏汽余热、锅炉烟气余热及各类工业余热，提高热源供热能力，降低供热成本。长距离输热：利用大温差带来的小流量优势，实现经济地长距离输热，将更远的电厂、工厂及核电站余热送入集中供热系统，取消燃气等高价格的清洁供热模式，降低供热成本和能源消耗。

智慧供热：利用包含水力模型的智慧控制软件对供热系统优化控制，结合大数据和物联网技术，解决管网水力失调、分配不均的问题，实现按需供热。智慧供热已经从一次网向二次网逐步延伸，直达用户室温控制。热电协同：利用大规模热负荷，采用蓄热方式对电厂发电量进行深度调节，既满足电网的灵活性调节需求，又能降低供热成本。集中供热系统的弊端比较多，对应的节能技术也很多，以上几方面只是其中一部分。随着各种技术的实施，集中供热系统会形成越来越大的优势。

第二步，低碳型余热跨季节供热系统

第一阶段的集中供热系统还局限在供热季，从余热的角度来看，非采暖季仍有大量浪费。第二阶段进行余热的跨季节储存，用于采暖季供暖。跨季节储热路线主要有两个：一是低温储热，二是高温储热。低温储热以地埋管土壤蓄热为主，采暖季利用热泵吸收土壤热量对外供热，非采暖季将各种余热通过供热管网送入土壤。土壤储热的问题是散热损失大，但因为补充的热量是低品位余热，即使损失超过50%也可以接受。这种储热方式适合中小系统、分布式建设，单个储热体占地可控。

高温储热以水池蓄热为代表，非采暖季利用谷电、蒸汽等能源驱动，回收余热产生90℃以上的热水送入水池储存，采暖季通过换热器、热泵等方式将水池温度降低至20℃甚至更低。由于储存的高温热含有一部分高品位能源，需要尽量避免长时储热的散热损失，做好保温是一方面，同时扩大水体体积，减小相对表面积，降低散热量。高温水池蓄热的体积非常大，可达百万立方的规模，是大型蓄热系统，需要足够的场地。

第三步，零碳型余热共享系统

第三阶段的零碳型余热共享系统是在第二阶段高温水池蓄热的基础上实施的。各余热源全年均产生90℃的热水送入集中供热系统；热用户除了冬季采暖外，还包括全年的工艺制冷、制蒸汽，以及夏季舒适性空调等，能够随时从热网中取得高温热水供热、制冷、供蒸汽。热源供热量与用热需求不匹配时，高温蓄热水池作为调节装置，实现余热共享。

集中供热虽然是不得已而为之的技术，却在当前形势下成为低碳供热的核心。充分发挥集中供热管网的串联作用，结合各类热源、热用户及新技术，能够实现真正的零碳余热共享系统，实现能量梯级利用。