产业报告2019丨技术篇：五、电动热泵供热技术

第三篇 技术篇

五、电动热泵供热技术

电动热泵供热技术，是采用各类电驱动热泵（以下简称“电动热泵”），电用锅炉（蓄热）等集中式供暖设施或发热电缆、电热膜、蓄热电暖器等方式（以下简称“电直热”）。

电直热方式可以在电力负荷低谷期把多余电力转换为热量，不仅为当时的供热需求提供热源，还储存热量满足电力负荷高峰期供热需求。这样做，从局部看确实避免了使用燃煤燃气锅炉供热的污染物排放，通过蓄热解决了电力供给侧和需求侧不同步的矛盾，似乎是实现清洁取暖的有效途径。但是，通过直接电热方式把电转换为热是典型的“高能低用”。主要存在以下问题：

①不节能：能量高质低用，COP≤1，考虑发电结构，一次能源效率约为0.4。即使是可再生能源电力，也应高效利用；

②不环保：使用电力虽然当地无污染，但我国电力60%以上来自于燃煤电厂，因而存在间接排放，低效使用将导致整体排放量的增加；

③不省钱：100平方米的初投资约1～1.5万元，电网负荷需求约是电动热泵方式的3倍，需要大规模电网扩容。运行成本高(0.4元/kWh电价约合为110元/GJ供热成本)，如果不是夜间优惠电价用户难以承受；优惠电价应激励高效利用方式，尽管“消纳电”可以提高电的利用效率；

④基础设施支撑不了：农村电网基础设施薄弱，用电负荷水平低，电力基础设施投入较大，改造成本高。

因此，在燃气、热力等基础设施缺乏、资源匮乏及建筑等特殊要求，如文物建筑，局部取暖等情况下，电直热应当尽量少用、分散应用，不宜普遍推广。

电动热泵方式（heat pumps）是一种将低温热源热能转换成高温热源的装置。热源往往是低品位的，可分为空气、地表水（江河水、湖泊水、海水等）、地下水、城市自来水、土壤、废热等。通过1份电力回收2份低品位热量，热泵能效COP=3，一次能源效率约1.2（发电效率40%）。热泵供热方式可以避免电直热的低效、电力增容和运行成本昂贵等问题，也可以通过蓄热措施和初末寒期运行调节，尽量利用电网低谷电，还能利用弃风、弃光、弃核等因与常规电网用户负荷不匹配而浪费的电力。

从技术发展和应用看，各类热泵受资源规模、利用条件限制，各有适用场合和对象（如表3-3所示），一般宜为分散供热系统，否则较大规模或较长距离输送，因为低温侧和高温侧输送温差远小于集中供热（温差50℃以上），输配电耗巨大，造成系统COP低；若低于2甚至1，则不利于节能，运行费用也高。

表3-3各种热泵形式优缺点