我国空气能利用现状开发潜力及对策建议

      空气能的利用不仅能够提高能源效率还满足了社会各方面对能源的需求，有助于整个经济社会与能源环境的可持续发展，预示着未来一段时间内能源发展的一个的趋势，成为推动节能环保的一支重要力量。本文通过分析空气能发展现状、潜力和存在问题，提出了促进空气能发展的建议。

 

     一、什么是空气能？

 

      空气能，即空气中所蕴含的低品位热能。目前空气能的利用方式主要是空气能热泵技术。空气能热泵是一种可替代锅炉及其他热水器的供暖设备，可将空气中大量低品位的热能(空气能)通过压缩机转变为高品位、可利用的热能，充分利用免费能源。

 

      空气能热泵最大的优点是“节能”,其能把空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能，加热水温。空气能热泵通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量，因此热效率高达380%～600%。

 

      以空气能热水器为例，制造相同的热水量，空气能热水器的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3。此外，由于空气能热水器通过介质交换热量进行加热，不需要电加热元件与水接触，因此完全没有电热水器可能漏电的危险，也消除了燃气热水器可能导致中毒和爆炸的隐患。

 

      总体上看，空气能热泵技术是一种典型的节约成本的节能减排技术，在节约能源、保护环境资源等诸多方面具有独特的优势。随着国家节能减排、发展低碳经济、改造热源等相关政策的大力推行，作为一种应用潜力范围大的节能减排技术，空气能热泵技术迎来了巨大的发展契机。

 

     二、空气能应用潜力有多大？

 

      当前，国家大力推广节能环保产品，促进了空气能热水器的快速发展。2010年国务院出台的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》就提出了要加快太阳能、空气能技术推广应用，这是国家首次对空气能明确而清晰的支持态度。在地方政府层面上，空气能热水器已被广东、上海、北京、江苏、浙江等经济发达地区列为“十二五”时期节能产业规划，作为节能减排的重要推广项目。随着国家及地方政府对空气能热水器的扶持力度加大，低碳节能发展趋势进一步凸显，未来空气能热水器将获得更为广阔的发展空间。

 

      空气能是一个朝阳产业，其高效、清洁是很多有机能源所不能及，随着技术的不断进步，空气能热泵技术应用领域已呈现多样化，目前已在普通生活热水、地板采暖、高温烘干、恒温泳池、农业保温烘干、工业预热、发廊酒店洗浴等都有广泛的利用。空气能热泵技术的应用地点也从传统的家庭、酒店、餐饮扩大到学校、医院、农业、工业、仓储加工等领域。

 

     （1）建筑领域

 

      我国建筑能耗占我国能源消费总量的30%左右，在既有的近600亿平方米建筑中，90%以上的建筑属于高耗能建筑。在建筑领域推动空气能的应用，对于推行建筑节能具有巨大的促进作用。空气能在建筑领域应用主要有：居民住宅、酒店、学校、宾馆、医院、企业单位、休闲娱乐场所等。主要利用方式是供应热水和供暖。

 

      从供应热水来看，在建筑领域逐步限制电、燃气等传统热水器产业的发展，转向推动空气能、太阳能等新节能环保技术的应用与发展是低碳建筑发展的大趋势。从供暖来看，集中供热(城市供热管网)目前在中国占主导地位，但传统的集中供热存在空气污染、效率低能源损失较大等缺点。在“铁腕治霾”的背景下，“十三五”时期重点污染地区燃煤小锅炉淘汰力度将加大，采用空气能热泵采暖等清洁供暖替代小型燃煤锅炉在一些中小城市和农村地区的潜力巨大。空气能热泵采暖将有效减少“污染程度”最高的燃煤小锅炉和散烧煤的污染，有力推进建筑领域的节能减排和大气污染治理。

 

     （2）工业生产领域

 

      在“低碳”大势的发展背景下，作为工业领域，如电镀业、化工业、漂染业等耗电与耗能的大户，在国家的“低碳”政策步步紧逼下，企业自身的发展亟需降低能源使用。高温空气能热泵在工业领域的应用促进了工业节能降成本的速度。

 

      高温空气源热泵技术作为一种高效、环保、节能的供热技术，在工业领域的应用主要有三个方面。第一，直接替代供热锅炉，对工业生产中的低温余热进行回收，虽然一次投资高于普通供热锅炉，但因其运行费用仅相当于燃煤锅炉的60%，其增加投资可以在3至5年内收回。第二，工业产品预热，一些工业行业中的需用热水温度在60℃以上的生产用水对产品进行预热，如电镀业、化工业、漂染业等，采用空气热泵热水器可以有效降低企业生产成本。第三，工业产品烘干，空气能热泵干燥设备主要适用于石膏、五金产品、冶金产品、矿山副产品、化工产品、粉煤、煤泥、褐煤等的烘干。第四，工业特种应用等新的应用领域。

 

     （3）农业领域

 

      空气能热泵在农业方面的应用主要是进行农产品烘干，从而降低农产品生产的能耗和生产成本。主要应用于粮食谷物烘干、中药材类烘干、经济作物农产品烘干、烟草烘干、水果类烘干、副食品烘干、花茶烘干、海产品烘干、有机肥烘干等，随着现代农业的发展，空气能热泵烘干的应用程度将会逐步提高。

 

      空气能热泵干燥法有三个主要优点。一是节约能源，运行费用低。与原来的燃煤蒸气烘干相比，可节省60%～70%的能耗成本，且节约人工成本，运用费用低。二是安全环保，热泵烘干机组采用了电气分离技术，具有很高的安全性，生产过程的零污染排放使环境更绿色环保。三是干燥物品质好，热泵烘干的温和干燥方式，接近自然干燥，其表面水分的蒸发速度与内部水分向表面迁移速度比较接近。整个干燥系统处于密闭状态，减少受热变性及变色，风味物质损失少，比传统干燥设备更有效地保护干燥物的色、香、味、个体形态和有效成分，所以成品品质好，等级高。

 

     （4）空气能+

 

      随着空气源热泵设备近年来保持高速增长，空气源热泵设备的应用不断拓展，并大量出现双联供、三联供的应用，发展出与燃气、太阳能耦合的家用和商用产品。将空气能与其他能源（如太阳能、天然气、电）等结合在一起，能够发挥各自的优势，提高能源的综合利用效率。同时在室外温度极低的情况下，切换到替换空气能的能源。

 

      以空气能与太阳能供热系统（简称“太空组合”）的结合为例。目前太阳能越来越多地应用到建筑热水供应和空调采暖系统之中，但是因为太阳能资源的不稳定性，基本上需要常规能源作为辅助，如采用电锅炉、燃油（气）锅炉辅助加热。将空气源热泵与太阳能结合用于建筑热水供应和采暖系统，一方面可以节省大量的能源费用，减少对环境的污染；另一方面，对太阳能热水的温度要求低，在满足供热温度的同时极大地提高了太阳能集热器的吸热效率，减少集热器的投资。“太空组合”节能效果明显，与电热水器相比节能95%，与燃气热水器相比节能85%，与传统太阳能电辅助加热相比节能75%，“太空组合”的应用潜力巨大。

 

     四、如何促进空气能应用与推广？

 

      总的来说,空气能具有巨大的节能减排潜力和应用空间,可以预见，未来十年将是空气能行业发展的“黄金十年”。但作为起步不久的朝阳产业，为了促进空气能产业的发展，在政策设计上引导市场起着至关重要的作用。

 

     1、将空气能纳入可再生能源范围

 

      2009年4月，欧盟已经批准认可空气能是可再生能源。我国《可再生能源法》第一章总则第二条规定，可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，未明确纳入空气能。空气能行业还是一个新兴的产业，国家从立法的角度，给空气能一个合法的社会地位，在我国大力发展可再生能源和清洁能源的背景下，对于该行业和技术创新发展具有巨大的推动作用。

 

     2、尽快出台相关激励政策促进空气能推广

 

      作为一种新能源产品，空气能产品受到世界各国政府在政策层面的支持和认可。大部分国家为空气能产品制定了优惠政策，促进空气能发展，加速电热水器等高能耗产品的淘汰。在我国“十三五”期间，应尽快出台激励政策扶持空气能发展。其一，进一步提高空气能热泵设备的购置补贴，使得其与其他设备具有价格竞争性。其二，给予空气能热泵设备的电价采用峰谷电价。其三，逐步提高能效标准。能效标准的提升能够淘汰一些杂乱无章的小品牌，促进行业进步。其四，加大对空气能热泵设备的节能减排效果的宣传，引导居民和企业的低碳节能需求。

 

     3、热泵技术应朝多元化一体化的方向发展

 

      未来空气能行业的发展，热泵技术应朝多元化一体化的方向发展。要提升企业自身的研发能力，尽可能使得热泵在用途上更加广泛，既能供热，又能制冷，还能提供洗澡用热水，这样就自然拉宽了行业的宽度。提高空气能相关产品的市场潜力和消费者接受程度。

 

     4、合同能源管理是未来方向

 

      要借助合同能源管理打造空气能在整个节能环保行业中的地位。目前来看，在国家层面上，空气能还没有获得像其他可再生能源（风能、太阳能、水能）的优惠待遇，因此需要借助合同能源管理这一形式进一步打造空气能的“品牌效应”。同时借助合同能源管理，社会单位更容易认可空气能。通过提供一整套的节能服务和改造来促进空气能的推广应用，弥补企业在节能改造方面资金和技术实力不足的缺陷。