通过区域供热创新缓解气候变化
27 Jun 2022
世界正在变暖，这是不争的事实。为了更好地保护地球，我们必须大幅减少二氧化碳（CO2）排放。那么，通过将我们的技术运用于协作式区域供热项目，GEA可以扮演怎样的角色？
在世界各国，围绕二氧化碳的辩论正进入白热化阶段。 去年，第26届联合国气候变化大会（COP26）在英国格拉斯哥举行。会上，十几个国家的政府重申了尽最大努力降低排放水平的承诺。食品加工和其他有影响力的行业对环境做出了重大承诺，因为它们需要为大部分有害排放负责。而区域供热系统着眼于整个地区而不仅仅是一个家庭或一家企业的排放，因此正迅速成为解决二氧化碳排放问题的热门解决方案。
热泵并非新鲜事物；但是，随着可再生能源的使用急速增长，热泵在减少二氧化碳排放的过程中已变得越来越重要。一旦与为家庭和市政建筑开发区域供热系统的倡议相结合，这种高效的热转换方法就具备了掀起一场革命的潜力。除此之外，随着氨等天然制冷剂的使用增加，能够真正实现“绿色”公用供热解决方案的所有技术均已到位。
对天然气的非必要依赖
欧盟统计局的数据显示，家庭消耗的能源约占欧洲总体能耗的27.2%。这其中，有接近80%用于热水和供热。1Statista近期的一项研究（2022年3月）表明，英国家庭的供热有87%依赖天然气。2此外，所有民用建筑（包括写字楼、图书馆、球场、游泳池、学校等）以及人类本身在供热方面对天然气的依赖程度也高得惊人。
不过，在GEA制热与制冷技术热泵产品经理Kenneth Hoffmann看来，这完全是不必要的。“如果你的家能够维持正常的温度，比如18到21°C，那么完全没必要以600°C的高温燃烧天然气来维持舒适度。使用热泵可以提高从室外进入室内的空气温度，这样不需要天然气也能让你的家变得非常舒适。”
如果将同样的概念推广到大量家庭，那么我们在减少总体排放的道路上将迈出一大步；如果再扩大到工业规模，为整个区域和社区都采取这种方法，那么我们将改变游戏规则！
热泵为什么是更好的选择？
如果要降低发电过程产生的碳排放，而热泵又依赖电力运转，那么怎样才能在现状的基础上继续改进呢？Kenneth Hoffmann指出，单纯依靠电力系统无法实现这一目标。他表示：“仅靠电力系统永远也无法满足日益增长的用电需求。但是，使用热泵可以将用电总量控制在可接受的范围内，因为热泵每消耗1kWh的一次能源（电能）所产生的热能比燃气或电锅炉高五倍。”
随着越来越多的电能来自可再生能源，今天安装的热泵每年产生的碳足迹将越来越小，直到电力100%来自可再生能源。Kenneth补充说：“在提高能效的同时减少天然气消耗，这样就能实现我们期待的无碳社会。”
区域供热系统
由使用氨制冷剂的热泵组成现代、高效的区域供热系统，将这一概念发挥到极致。只需要消耗少量电能（理想情况下是可再生电能），这套解决方案就能利用多种来源产生热量，包括空气、地面、工厂、地铁网络或水处理厂等等。这些热量的温度可以提升到高达95°C ，进而直接为社区供应暖气或热水（或者两者皆有）。
这套系统在人口密度高的地区效果最好，在地区开发初期或重大基础设施项目实施期间安装最具经济意义，但这并非先决条件。以瑞典南部的马尔默为例，该市在一座污水处理厂和港口附近的一座垃圾焚烧厂旁边安装了四台GEA的10兆瓦热泵。如今，这些热泵供应了全市约十万个家庭的能耗总量中的8%，每年减少二氧化碳排放近5万吨。
GEA将标准热泵的供热温度提升到 95°C
GEA技术和氨的重要性
氨的使用标志着区域供热技术取得了重大进展。许多老旧系统仍然使用氟化（F-）气体进行制冷，而这项技术在整个欧洲正面临逐步淘汰。与氟化气体不同，氨是气候友好型物质，容易获取而且价格低廉，对全球变暖也没有影响。近年来，GEA在这项技术的研发领域走在了前列。
GEA的工程师们首先研究并完善了方法，然后通过能够更好地服务当地社区并大幅降低公用事业所产生的二氧化碳水平的方式对这项技术加以运用，进而真正发挥了影响。
通过持续的创新，GEA不仅丰富了热泵产品阵容，也巩固了自身在区域供热领域的领先地位。我们将在短期内公布这项突破性技术的更多进展，包括最近在东欧获得的22兆瓦热泵订单，该产品将采用我们的新型高压螺杆压缩机。
技术运行中
现在，我们来看一些令人难以置信的创新成果，它们已经在帮助改善环境。挪威德拉门有一座规模巨大的Marienlyst溜冰场，在冬季可提供满足比赛标准的冰面，包括一条400米的赛道，在夏季则是一块标准尺寸的足球场。GEA热泵负责提取制冰时产生的热量，然后用于向当地城镇供热。夏季来临时，地表以下的温度升高，热泵可作为地源热泵运行，为住宅提供碳中和热水。
与此同时，在芬兰图尔库，GEA供应了一套10兆瓦区域供热系统，对热电厂的余热加以利用。氨热泵可将热量从25°C左右提高到85°C，通过家用供热网络为该市19万居民供热。除了越来越多地利用可再生能源获得更多电力外，整个过程也实现了碳中和。
在伦敦伊斯灵顿区，Bunhill热电网络（BHPN）利用伦敦地铁的余热（由GEA热泵输送）为大约1350户家庭、一所学校和两座休闲中心供应暖气和热水。该系统将为伊斯灵顿区在2030年实现碳中和目标做出重要的贡献。
GEA的工程师们每天都在世界各地为将GEA氨热泵的优势应用于区域供热系统而不懈努力，这里介绍的只是几个例子。
Bunhill 2能源中心安装的GEA热泵，可重新利用伦敦地铁的余热
要行动，不要空话
在全球能耗中，供热系统的占比超过一半。因此，供热系统的二氧化碳排放相当可观，这一点毋庸置疑。3如果要大幅提升可再生能源的利用率，我们就不能低估整合以及以系统为主导的方法的重要性，否则会导致热量被浪费。 同样，在积极创新的同时逐步淘汰煤炭和其他化石燃料也势在必行。在区域供热系统中使用热泵不仅有助于保护全球环境，还能产生局部效应；因为与燃气锅炉不同，热泵不会排放氮氧化物（NOx）。因此，热泵能够为城市和其他都市区带来更清洁的空气，同时还具有财务方面的优势。
让我们回到全世界对环境作出的承诺；据COP26预测，如果全球气温上升2°C，将对人类和自然产生严重而广泛的影响。如果只上升1.5°C，影响仍然很严重，但程度将有所减轻。后者仍然是眼下的目标，未来是否会提出更严格的要求还有待讨论。
可持续发展战略
早在多年前，GEA就开始实施可持续发展战略。我们的“可持续能源解决方案”（SEnS）在该战略中发挥了关键作用；它革新了流程和公用事业（供冷和供热）的整合，目的是降低能源消耗、减少碳足迹并大幅节约多个行业的成本。
要应对未来的气候挑战，合作和创新不可或缺。因此，我们将在2023年投入数百万欧元用于建设新的测试中心。这些测试中心将配备使用天然制冷剂的先进设备，自动化程度将达到90%，可全天候运行并为迎接工业4.0做好准备。
在整个解决方案中，由GEA热泵驱动的区域供热系统只是一个环节，但是非常重要。另外，我们也不应低估说服力的作用：如果户主看到他们的能源账单和排放因采用区域供热系统而减少，他们就更有可能支持其他可持续倡议，并鼓励大企业参与解决问题而不是制造问题。
要实现2050年全球二氧化碳零排放的目标，留给我们的时间不多了。GEA掌握了成功实施相关项目所需的知识、技术和能力，能够设计更清洁的供热解决方案，有助于确保符合当前和未来的排放目标，并为子孙后代的环境带来真正的改变。
