青島市熱泵技術發展現狀及對策

厲 娜 管 泉 王淑玲 劉 瑾

青島市熱泵技術發展現狀及對策

厲 娜 管 泉 王淑玲 劉 瑾

在全球礦物資源日益緊張的背景下，熱泵技術作為一條節能與環保并重的途徑，已經成為越來越多學者關注的焦點。青島市在熱泵技術研發和產業發展方面具有優越的區位優勢、良好的學科及產業基礎，但其發展仍有很大的空間，亟需在關鍵共性技術攻關、熱泵產業鏈部署、熱泵推廣應用示范、財政資金引導等方面進行統籌協調。

所謂熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節能裝置。在土壤、水、空氣、工業廢熱中蘊藏著大量難以直接利用的低品位能源，通過熱泵技術對其進行開發利用，可以把難以直接利用的低品位能源轉化為可利用的高品位能源，從而達到節約部分高品位能源的目的。作為一種清潔新能源利用技術，熱泵技術對相關產業的輻射拉動作用強、技術擴散作用大，推廣應用熱泵技術成為提高能源利用率的有效手段，對減少溫室氣體排放、科學配置能源、改善生態環境具有重要作用。

國內外熱泵技術發展現狀

在全球范圍能源危機沖擊和可持續發展要求的形勢下，開發利用清潔新能源成為大多數發達國家和部分發展中國家能源發展戰略的基本選擇。

早在1978年，美國能源部就投入大量科技基金開始對地源熱泵進行研發；1998年，環保署頒布法規要求在全國聯邦政府機構的建筑中推廣應用熱泵系統；另外，美國多個公共組織與相關企業、實驗室以及大學等合作建立熱泵技術研發項目。作為“月光計劃”的核心內容，日本也將發展熱泵技術作為節約能源工程的主要項目，政府采取提供補貼、優惠稅率等財政措施，并在市政建設項目和公益性建筑中推廣應用熱泵技術進行供暖、制冷機熱水供應等綜合性服務。歐盟和一些歐洲國家也發布了一系列推廣熱泵的法規和激勵政策，行業主管協會通過張貼熱泵產品質量標志、將熱泵知識納入安裝商官方培訓課程等方式消除市場的不良認知，加快熱泵產品的市場化進程。

我國也一直積極倡導對淺層地熱能、海水等清潔新能源的綜合利用，并在多項國家標準、行業標準及政策文件中命令推廣熱泵技術。1997年11月，中國科技部和美國能源部簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，從國家政府層面對地源熱泵進行扶持。《建設部建筑節能“十五”計劃綱要》中明確指出“大力推進太陽能、河水、湖水、海水與地下能源及其他可再生能源在建筑中利用的工作”。2008年，國家發展和改革委員會組織編制的《國家重點節能技術推廣目錄（第一批）》中明確提出利用熱泵節能技術對建筑物進行采暖供冷。

青島市熱泵技術與產業發展現狀分析

青島市是一個能源相對緊缺、生態環境相對脆弱的城市，市委市政府根據城市特征決定了走節能、降耗、減污、增效的發展之路，率先在國內進行熱泵關鍵技術的研發與示范項目的推廣。根據青島市清潔能源供熱規劃，到2020年，全市新增熱泵供熱面積4348萬m2，與使用傳統燃煤集中供熱相比，建成后每年可結余原煤133萬t，減排二氧化硫2682t，氮氧化物2299t，煙塵670t。

區位優勢

青島市地處黃海之濱，海岸線總長度為862km，海灣49處，擁有取之不盡、用之不竭的海水資源，具備發展應用海水源熱泵的優勢條件；青島地區的地質以花崗巖、變質巖結構為主，其傳熱性能較好，市區淺層地熱能儲存總量為2.34×1018J，可以為地源熱泵提供大量的熱源。

另外，青島市共有十多座污水處理廠，污水處理廠的夏季平均出水溫度在22～25℃左右，冬季平均水溫度在10～13℃左右。將污水中的熱量進行最大化的利用，根據青島市污水處理后溫度及冬季室外平均溫度和現有熱泵機組供熱能力平均水平計算，可以為900萬m2的建筑解決供暖供冷問題。

科研基礎

青島市從二十世紀八十年代末就已經開始海水源及土壤源熱泵技術的研究與開發。1989年，青島理工大學同瑞典皇家工學院合作建立國內第一個水平埋管熱泵實驗室，率先開展了閉式耦合水平埋管和垂直埋管土壤源熱泵的研究工作；2010年，青島科創新能源科技有限公司與青島大學聯合開展污水及地表水源熱泵技術攻關，技術水平達到了國際領先水平；經過二十多年的技術沉淀，青島市積累了大量的研究成果和技術經驗，為熱泵技術產業化提供了技術支撐。

熱泵產業概況

隨著熱泵技術的日益成熟，熱泵產業也逐步發展起來。青島的大型設計院如騰遠設計院、北洋設計院等都從事地源熱泵的設計工作；海爾集團、海信集團等國內知名企業迅速進軍相關設備制造業，支撐了可再生能源的規模化應用；青島河海新能源有限公司、科創新能源科技有限公司、阿爾普爾新能源科技股份有限公司等多家企業致力于熱泵系統集成、安裝施工及項目的運營維護等。據不完全統計，青島市熱泵機組制造企業、研發機構、系統集成、施工安裝公司近200家，具有強大的熱泵產業基礎。

青島市積極進行熱泵示范工程項目的開展，推廣應用海水源、污水源、地下水源、土壤源熱泵等供熱制冷新技術，用這些綠色新能源替代燃煤、燃氣、燃油，有效地減少大氣污染，促進大氣環境質量的持續改善。表1列舉了青島市的部分示范工程項目。

表1 青島市部分熱泵示范工程項目

通過示范工程的帶動，青島市加大了相關關鍵核心技術研究，加快推廣普及步伐，帶動相關產品裝備的技術進步及產業化，形成具有自主知識產權的技術體系，建立了長效的機制，降低了建筑對常規能源的消耗。

青島市熱泵技術發展過程中存在的問題

雖然青島市在熱泵技術研發和產業發展方面具有優越的區位優勢、良好的學科及產業基礎，但其發展過程中仍存在一定的問題。

一是鼓勵推廣使用熱泵的政策需進一步完善。熱泵的推廣應用涉及面廣，需要政策、規劃、建設等多方面的相互協調及密切配合，而目前青島市在熱泵領域仍存在缺乏政策扶持和研發力量分散的問題。

二是熱泵系統關鍵設備及核心關鍵技術亟待攻關。與國外發達國家相比，青島市在熱泵機組的優化設計和工程應用方面仍存在一定的差距，個別關鍵核心產品還需要進口，導致熱泵產品成本較高，影響其推廣應用。加強核心技術攻關，研制具有自主知識產權的熱泵產品已成當務之急。

青島市熱泵技術推進措施及對策建議

為更好地推動青島市熱泵技術發展，提高能源利用率、減少溫室氣體排放、改善生態環境，須著重做好以下幾項工作。

一是組織開展熱泵關鍵共性技術攻關。加大對熱泵核心關鍵技術的研發投入，搭建以企業為主體的熱泵技術創新平臺，推動產學研聯合攻關；依靠一批具有自主知識產權的核心專利技術，建設技術研發中心；組建熱泵產業技術創新戰略聯盟，鼓勵聯盟成員集成和共享技術創新資源，開展技術創新合作，取得熱泵領域共性和關鍵技術問題的重大突破，提升產業自主創新能力。

二是優化部署熱泵產業鏈。加強宣傳引導，及時向熱泵行業內企業和清潔新能源周邊企業傳遞政府最新的戰略規劃和政策動向，吸引更多的企業投資熱泵產業；規劃建設熱泵特色產業園區，吸引新能源公司入駐產業園區，打造熱泵全產業鏈產業基地，促進熱泵產業鏈上下游企業的對接，推動熱泵產業集聚發展。

三是抓好熱泵技術推廣應用示范工程的建設。出臺鼓勵和扶持投資建設熱泵項目的政策措施，對未實現集中供熱及雖能實現集中供熱但社會與環保代價太高的近海岸地區大型建筑及區域，進行熱泵集中供熱供冷的試點及示范工程建設，以點帶面，通過示范工程使熱泵技術在青島市得到推廣應用。

四是積極發揮財政資金的引導作用。落實國家、省、市關于扶持新能源發展的稅收、補貼等各項政策，發揮政府資金的引導作用，綜合運用引導基金、獎勵補助、貸款貼息等方式，加大對熱泵示范工程、重大研發項目的資金支持力度，努力在熱泵技術研發、推廣應用等環節上有所突破。

厲 娜 管 泉 王淑玲 劉 瑾

青島市科學技術信息研究所

厲娜，女，助理研究員，青島市科學技術信息研究所，主要方向為戰略研究。

本文系青島市軟科學課題“青島市生物技術領域及低品位熱能綜合利用技術創新現狀及發展路徑研究”（14-4-3-1-（7）-zhc）的階段性研究成果

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001