青岛市热泵技术发展现状及对策

厉 娜 管 泉 王淑玲 刘 瑾

青岛市热泵技术发展现状及对策

厉 娜 管 泉 王淑玲 刘 瑾

在全球矿物资源日益紧张的背景下，热泵技术作为一条节能与环保并重的途径，已经成为越来越多学者关注的焦点。青岛市在热泵技术研发和产业发展方面具有优越的区位优势、良好的学科及产业基础，但其发展仍有很大的空间，亟需在关键共性技术攻关、热泵产业链部署、热泵推广应用示范、财政资金引导等方面进行统筹协调。

所谓热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。在土壤、水、空气、工业废热中蕴藏着大量难以直接利用的低品位能源，通过热泵技术对其进行开发利用，可以把难以直接利用的低品位能源转化为可利用的高品位能源，从而达到节约部分高品位能源的目的。作为一种清洁新能源利用技术，热泵技术对相关产业的辐射拉动作用强、技术扩散作用大，推广应用热泵技术成为提高能源利用率的有效手段，对减少温室气体排放、科学配置能源、改善生态环境具有重要作用。

国内外热泵技术发展现状

在全球范围能源危机冲击和可持续发展要求的形势下，开发利用清洁新能源成为大多数发达国家和部分发展中国家能源发展战略的基本选择。

早在1978年，美国能源部就投入大量科技基金开始对地源热泵进行研发；1998年，环保署颁布法规要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用热泵系统；另外，美国多个公共组织与相关企业、实验室以及大学等合作建立热泵技术研发项目。作为“月光计划”的核心内容，日本也将发展热泵技术作为节约能源工程的主要项目，政府采取提供补贴、优惠税率等财政措施，并在市政建设项目和公益性建筑中推广应用热泵技术进行供暖、制冷机热水供应等综合性服务。欧盟和一些欧洲国家也发布了一系列推广热泵的法规和激励政策，行业主管协会通过张贴热泵产品质量标志、将热泵知识纳入安装商官方培训课程等方式消除市场的不良认知，加快热泵产品的市场化进程。

我国也一直积极倡导对浅层地热能、海水等清洁新能源的综合利用，并在多项国家标准、行业标准及政策文件中命令推广热泵技术。1997年11月，中国科技部和美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，从国家政府层面对地源热泵进行扶持。《建设部建筑节能“十五”计划纲要》中明确指出“大力推进太阳能、河水、湖水、海水与地下能源及其他可再生能源在建筑中利用的工作”。2008年，国家发展和改革委员会组织编制的《国家重点节能技术推广目录（第一批）》中明确提出利用热泵节能技术对建筑物进行采暖供冷。

青岛市热泵技术与产业发展现状分析

青岛市是一个能源相对紧缺、生态环境相对脆弱的城市，市委市政府根据城市特征决定了走节能、降耗、减污、增效的发展之路，率先在国内进行热泵关键技术的研发与示范项目的推广。根据青岛市清洁能源供热规划，到2020年，全市新增热泵供热面积4348万m2，与使用传统燃煤集中供热相比，建成后每年可结余原煤133万t，减排二氧化硫2682t，氮氧化物2299t，烟尘670t。

区位优势

青岛市地处黄海之滨，海岸线总长度为862km，海湾49处，拥有取之不尽、用之不竭的海水资源，具备发展应用海水源热泵的优势条件；青岛地区的地质以花岗岩、变质岩结构为主，其传热性能较好，市区浅层地热能储存总量为2.34×1018J，可以为地源热泵提供大量的热源。

另外，青岛市共有十多座污水处理厂，污水处理厂的夏季平均出水温度在22～25℃左右，冬季平均水温度在10～13℃左右。将污水中的热量进行最大化的利用，根据青岛市污水处理后温度及冬季室外平均温度和现有热泵机组供热能力平均水平计算，可以为900万m2的建筑解决供暖供冷问题。

科研基础

青岛市从二十世纪八十年代末就已经开始海水源及土壤源热泵技术的研究与开发。1989年，青岛理工大学同瑞典皇家工学院合作建立国内第一个水平埋管热泵实验室，率先开展了闭式耦合水平埋管和垂直埋管土壤源热泵的研究工作；2010年，青岛科创新能源科技有限公司与青岛大学联合开展污水及地表水源热泵技术攻关，技术水平达到了国际领先水平；经过二十多年的技术沉淀，青岛市积累了大量的研究成果和技术经验，为热泵技术产业化提供了技术支撑。

热泵产业概况

随着热泵技术的日益成熟，热泵产业也逐步发展起来。青岛的大型设计院如腾远设计院、北洋设计院等都从事地源热泵的设计工作；海尔集团、海信集团等国内知名企业迅速进军相关设备制造业，支撑了可再生能源的规模化应用；青岛河海新能源有限公司、科创新能源科技有限公司、阿尔普尔新能源科技股份有限公司等多家企业致力于热泵系统集成、安装施工及项目的运营维护等。据不完全统计，青岛市热泵机组制造企业、研发机构、系统集成、施工安装公司近200家，具有强大的热泵产业基础。

青岛市积极进行热泵示范工程项目的开展，推广应用海水源、污水源、地下水源、土壤源热泵等供热制冷新技术，用这些绿色新能源替代燃煤、燃气、燃油，有效地减少大气污染，促进大气环境质量的持续改善。表1列举了青岛市的部分示范工程项目。

表1 青岛市部分热泵示范工程项目

通过示范工程的带动，青岛市加大了相关关键核心技术研究，加快推广普及步伐，带动相关产品装备的技术进步及产业化，形成具有自主知识产权的技术体系，建立了长效的机制，降低了建筑对常规能源的消耗。

青岛市热泵技术发展过程中存在的问题

虽然青岛市在热泵技术研发和产业发展方面具有优越的区位优势、良好的学科及产业基础，但其发展过程中仍存在一定的问题。

一是鼓励推广使用热泵的政策需进一步完善。热泵的推广应用涉及面广，需要政策、规划、建设等多方面的相互协调及密切配合，而目前青岛市在热泵领域仍存在缺乏政策扶持和研发力量分散的问题。

二是热泵系统关键设备及核心关键技术亟待攻关。与国外发达国家相比，青岛市在热泵机组的优化设计和工程应用方面仍存在一定的差距，个别关键核心产品还需要进口，导致热泵产品成本较高，影响其推广应用。加强核心技术攻关，研制具有自主知识产权的热泵产品已成当务之急。

青岛市热泵技术推进措施及对策建议

为更好地推动青岛市热泵技术发展，提高能源利用率、减少温室气体排放、改善生态环境，须着重做好以下几项工作。

一是组织开展热泵关键共性技术攻关。加大对热泵核心关键技术的研发投入，搭建以企业为主体的热泵技术创新平台，推动产学研联合攻关；依靠一批具有自主知识产权的核心专利技术，建设技术研发中心；组建热泵产业技术创新战略联盟，鼓励联盟成员集成和共享技术创新资源，开展技术创新合作，取得热泵领域共性和关键技术问题的重大突破，提升产业自主创新能力。

二是优化部署热泵产业链。加强宣传引导，及时向热泵行业内企业和清洁新能源周边企业传递政府最新的战略规划和政策动向，吸引更多的企业投资热泵产业；规划建设热泵特色产业园区，吸引新能源公司入驻产业园区，打造热泵全产业链产业基地，促进热泵产业链上下游企业的对接，推动热泵产业集聚发展。

三是抓好热泵技术推广应用示范工程的建设。出台鼓励和扶持投资建设热泵项目的政策措施，对未实现集中供热及虽能实现集中供热但社会与环保代价太高的近海岸地区大型建筑及区域，进行热泵集中供热供冷的试点及示范工程建设，以点带面，通过示范工程使热泵技术在青岛市得到推广应用。

四是积极发挥财政资金的引导作用。落实国家、省、市关于扶持新能源发展的税收、补贴等各项政策，发挥政府资金的引导作用，综合运用引导基金、奖励补助、贷款贴息等方式，加大对热泵示范工程、重大研发项目的资金支持力度，努力在热泵技术研发、推广应用等环节上有所突破。

厉 娜 管 泉 王淑玲 刘 瑾

青岛市科学技术信息研究所

厉娜，女，助理研究员，青岛市科学技术信息研究所，主要方向为战略研究。

本文系青岛市软科学课题“青岛市生物技术领域及低品位热能综合利用技术创新现状及发展路径研究”（14-4-3-1-（7）-zhc）的阶段性研究成果

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001