为进一步提升北京市可再生能源应用比重,扩大新能源供热领域新技术的示范应用,近日, 北京市发展改革委发布《北京市新能源供热新技术目录清单(2025年)》,8项具有先进性、创新性、节能降碳效果显著的新能源供热技术入选,类型涵盖中深层地热、中浅层地源热泵、空气源及余热热泵等4个领域,对推动北京市新能源供热领域核心技术、材料、设备等研发攻关,加快技术成果转化和迭代升级,支撑北京市能源结构绿色低碳转型具有重要意义。
中浅层高效复合式地源热泵供能技术
以中浅层地源热泵为核心的高效复合式创新技术体系,系统整合中浅层高效地埋管技术(深度可达到200—500米)、固定式+移动储能供能复合式供热系统、光储热一体化技术、智慧化运行管控技术等关键核心技术工艺,进一步提高热泵系统运行效率,适用于机场、高铁站、学校、办公楼、医院等供能需求大、供能时长长、建筑供暖与制冷系统需同步建设的公共建筑。同时结合智慧化管控平台应用,地热能提取效率提升8%—12%。
一体化智能烟气余热回收技术
采用不对称板式结构,配置烟温传感器、水温传感器、烟气微压差传感器、热量表、水泵等,实现运行数据采集、自动控制,运行能效实时计算统计等,实现根据烟气流量和温度对水泵流量进行实时调节,同时采用物联网技术,实现手机App和云平台的实时监控。可广泛应用于各类存在排烟设施的场合,如大型燃气锅炉房、热电联产电厂、冶金厂等工业领域。回收的热量可用于预热锅炉补水、供暖或生产工艺,直接减少化石能源消耗和碳排放,经济效益显著,平均节能率超过8%。
新型热源塔热泵系统
核心工艺为闭式循环结构、超低温热泵主机设计、智慧能源管理系统及多能耦合技术,以空气为热源,通过热源塔的热交换和热泵作用,实现制冷、供暖以及生活热水等多种功能。智能化控制平台以“数据驱动+智能算法”为核心,通过对用户末端的冷、热负荷预测,对管网水力平衡进行分析,优化群控策略实现热源塔热泵系统的自适应控制,从而提升控制精度,适合为各类建筑提供全年的空调和热水服务,运行稳定性和能效优于传统空气源热泵,综合运行费用降低20%—30%。
CO₂空气源热泵
超低温CO₂空气源热泵技术:采用CO₂跨临界复合式循环系统,通过两种工质的压缩制冷循环,吸取空气中的热量用于供暖。通过对CO₂高温热能的梯级利用及涡流管技术,提高CO₂提取室外环境中空气热能的能力,该技术出水温度可以达到70℃,可在零下45℃环境温度下正常运行,成为北方“煤改电”清洁取暖的重要选择,为农村、城镇住宅提供稳定供暖。
跨临界CO₂热泵技术:热泵压缩机把低温低压气态CO₂压缩成高压高温的气态,与水进行热交换,高压的CO₂在常温下被冷却、冷凝为液态,再经过蒸发器(空气热交换器)吸收空气中的热能,由液态CO₂变为气态CO₂,低温低压的气态CO₂再由压缩机吸入,压缩成高压高温气态CO₂。如此往复循环,不断地从空气中吸热,在水侧换热器放热,制取热水。适合用于酒店、医院、泳池等需要大量高温热水的场所。
中深层地热
中深层地下岩热型供热系统:通过钻机向地下深度2000—3000米、温度70—90℃的中高温岩土层钻孔,在钻孔中安装一种密闭的金属换热器,通过换热器内的闭路循环介质传导将地下深处的热能导出,并通过专用设备系统向地面建筑物供热。单孔取热量约500—700千瓦,全系统COP为5。
中深层无干扰地热能供暖技术:该技术应用中深层地岩热同轴套管换热器设计、中深层地岩2500米深换热孔施工技术和中深层地岩热供热系统智能控制技术,向地下2000米深处岩土层钻孔,孔径约200毫米,在钻孔中安装密闭的金属换热器,将软化水作为循环工质注入换热器,通过热传导及热对流方式将岩土层中的热能导出,通过地面专用机组系统向用户供热。
上述两项技术均通过钻探至地下2000—3000米的中深层岩层,通过密闭的金属套管(“取热不取水”)与干热岩层或热水层进行热交换,但井距有区别。单孔取热量约500—700千瓦,运行成本约每月1.5—2元/平方米,适用于开展集中供暖的城市,可为城市集中热网、新建城区、大型园区、机场、交通枢纽等公共设施提供热源,也可为工厂、农业设施提供中低温热源,是替代燃气锅炉、实现清洁取暖的重要技术路径。
基于超长重力热管的变革性地热开采及高效利用技术
在地热井内安装全封闭的管体,通过管内工质的沸腾-凝结实现地热能由地下(沸腾吸热)到地面(凝结释热)的长距离传输。重力热管靠近地下一端为蒸发段,靠近地面一端为冷凝段。在蒸发段受热时,液体状的工质吸收热量气化成蒸汽,蒸汽流向地面端,在冷凝器内由于受到冷却使蒸汽释放汽化潜热凝结成液体,液体在重力的作用下,回流到蒸发端并再次气化,以此循环提取利用地热能。单根热管传热能力为3兆瓦,适用于地热资源丰富但水资源匮乏或地质条件敏感的地区。因其低运行功耗的特点,在偏远地区供热、工业余热提取等领域也具有较大应用潜力。
此次发布的8项新能源供热技术,围绕 “清洁替代、高效用能”核心目标形成多元技术矩阵,从开采地下深部地热资源、高效利用浅层地热能与空气热能,到回收工业废热,共同构成了多维度、多场景的低碳供能解决方案,为推动建筑和工业领域的节能降碳提供了坚实的技术支撑。
撰文/编辑 王希学