昨天看到了两个特别有意思的新闻。
一个是北京市出台了《北京市新增产业的禁止和限制目录》，全市层面由原禁止新增燃煤火力发电，燃气热电联产调整为禁止新增火力发电，热电联产。
另一个是北京城市副中心综合交通枢纽工程中深层地热试验井项目顺利通过专家评审验收。验收报告中提到，该项目符合国家绿色，低碳，高质量发展的政策方向，是解决未来低碳供暖热源的重要途径。
作为暖通专业的博士生，我似乎嗅到了一点味道。
今年已经看了挺多新闻，比如一些地方禁止新增火电厂，比如北极星电力网发的一篇文章《热电联产如何“一石三鸟”》，文章提到热电联产并非万能，因为热电联产仅能满足供电和供热需求，且由于热电比的限制，造成机组灵活性较差，使得火电机组难以实现调峰功能。
因此，实现热电解耦，以此提高火电机组发电灵活性显得尤为重要，在去年11月份国务院印发的《全国煤电机组改造升级实施方案》中我们也能找到类似的答案。供热改造中提到鼓励现有燃煤发电机组替代供热，灵活性改造中提到存量煤电机组灵活性改造应改尽改，增加系统调节能力3000-4000万千瓦。
整合上面新闻的所有信息，我发现了两个矛盾点：
（1）一方面不允许增加火电厂的建设，一方面还需要增加火电厂调峰能力，改善系统灵活性。
（2）一方面要降低发电和供热的二氧化碳排放，实现清洁供暖，一方面还得保证人民温暖过冬，适应日益增长的供热规模。
第一个矛盾点在于，火电厂调峰能力限制主要是由于热电联产机组的不灵活造成的。在不能新增火电厂规模的前提下，增加调峰能力，只能从热电联产机组的改造入手，2020年热电联产机组目前占火电的比例为40%，考虑到热电联产机组一般多建于北方需要供暖和发电的地方，因此这是一个相当大数字。
第二个矛盾点在于，目前北方城镇供暖大多都是采用热电联产机组进行的，而这种供暖方式并不清洁，也不灵活，给未来碳中和的发展形成了一定阻碍。如果未来北方城市都采取北京这种发展模式，禁止新建热电联产机组，或者将一部分热电联产机组进行改造，还原为调峰机组，那么未来北方的集中供暖又该如何实现呢？
《中国清洁供热产业发展报告2019》对于不同的清洁采暖方式进行了定性对比：
再结合北京，天津近期出台的一些政策，以及《全国煤电机组改造升级实施方案》中提到的供热改造措施，我们不难得到以下结论：
（1）热电联产机组供暖是目前最安全，也是应用规模最广的供暖方式，但由于排碳量高，且对火电厂机组灵活性的要求的提高，未来很有可能不会像十三五规划期间保持高速的增幅，可能会催生出新的供暖方式的规模化发展，以满足日益增长的供热规模需求。
（2）工业余热供暖，地源热泵，空气源热泵，吸收式热泵，中深层地热应用，以及可再生能源供热的技术路线未来可能会开始实现供暖方案的替代，但究竟未来北方地区的供暖方案应该以哪种方案为主，可能需要根据技术的局限性，因地制宜。
以下是从专业角度分析几种清洁供暖方案的可行性
空气源热泵在北方的使用需解决低温环境下运行可靠性的问题，室外冷凝器结霜会造成供热效果变差，上送热风还会存在头热脚冷的不舒适感，目前已有从机组化霜运行，室外冷凝器防结霜材料等方面的一些研究，也有一些厂家在北方地区推行热泵热风机，以改善人员冬天采暖的不舒适问题。也有研究提出，空气源热泵更适合用于室外温度相对不是很低的夏热冬冷地区（具体研究内容和结论可参考清华大学李先庭组）
地源热泵最大的问题就是取热的不平衡问题，冬季，地源热泵需要从土壤中取热，而夏季，需要向土壤排热，如果取热量大于排热量，地温温度会越来越低，造成供暖水温度随着运行时间的推移越来越低，供热效果越来越差。
中深层地热是从地下2000m利用地热能进行供暖，其成本相对较高。（具体研究和结论可参考清华大学魏庆芃组）
吸收式换热技术是利用第一类吸收式换热器和第二类吸收式换热器进行供热，电厂侧使用第二类吸收式换热器，以实现供回水温差的增加，在用户侧使用第一类吸收式热泵，以实现供回水温差的减小。这种技术有点类似于长距离高压输电减少损失的方式，在长距离输配过程中，通过扩大了供回水温差，减少了热水输配流量，进而减少了输配的泵耗，因此适合长距离供暖。（具体研究内容可参考清华大学付林组）
工业余热回收目前也是节能环保的一大趋势之一，在出差的时候，我在车上也随手拍了一些化工行业余热排放的现状，应该说目前确实存在很多余热没有被合理利用，也蕴含着巨大的节能潜力。
引用中国绿发会对《全国煤电机组改造升级实施方案》的解读，清洁供暖应做到“一个也不能少”。个人认为，至少从碳中和的目标而言，清洁供暖的改造还有很大的发展空间。
涉及上述技术的公司归纳
吸收式热泵（双良，冰轮等）
热泵部件（阀门：三花，盾安等；压缩机：汉钟，海立等）