綠色供冷助力碳減排

炎炎夏日，空調成為人們避暑降溫的重要工具。根據國際能源署公布的數據，到2050年，全球建筑物中的空調數量將從2018年的16億臺增長(cháng)到56億臺。為探索更綠色高效的供冷模式，阿聯(lián)酋、新加坡和德國正推動(dòng)區域集中供冷系統發(fā)展，將其作為實(shí)現綠色供冷、減少碳排放的重要途徑，以更好應對氣候變化、實(shí)現能源轉型。

阿聯(lián)酋——

技術(shù)創(chuàng )新助推區域制冷發(fā)展

近來(lái)，阿聯(lián)酋迪拜的最高氣溫已超過(guò)40攝氏度。走進(jìn)迪拜購物中心，涼爽舒適的冷氣撲面而來(lái)。通過(guò)專(zhuān)用管道，源源不斷的冷水從制冷站流淌至建筑中，供制冷所需。

由于阿聯(lián)酋平均氣溫高，供冷需求較大，區域集中供冷成為商場(chǎng)和寫(xiě)字樓等公用設施的主要供冷手段。區域集中供冷是指在一定區域內設置集中的制冷站制備冷源，替代各公共建筑自建的分散制冷系統，然后通過(guò)輸配管網(wǎng)將低溫水輸送進(jìn)換冷站，經(jīng)過(guò)冷交換后將7至9攝氏度的低溫水輸送到各用戶(hù)的末端風(fēng)盤(pán)系統。據阿布扎比能源部能源政策部門(mén)負責人卡洛斯介紹，與傳統制冷系統相比，區域集中供冷耗電量更低，在節約能源、降低成本等方面具有一定優(yōu)勢。

近年來(lái)，阿聯(lián)酋大力發(fā)展區域集中供冷。阿聯(lián)酋通訊社報道說(shuō)，建筑物制冷占阿聯(lián)酋電力消耗的70%，區域供冷可以有效提高供冷的能源效率，顯著(zhù)減少能源消耗。迪拜政府將發(fā)展區域供冷作為減少水資源和能源消耗的一大舉措，提出到2030年，40%的制冷通過(guò)區域集中供冷解決。阿聯(lián)酋區域制冷企業(yè)也實(shí)現快速發(fā)展。2023年，阿聯(lián)酋中央制冷系統公司為迪拜超過(guò)1500棟建筑提供區域供冷服務(wù)，管道網(wǎng)絡(luò )總長(cháng)度約400千米;阿聯(lián)酋國家中央制冷公司區域供冷裝機量新增3.1萬(wàn)冷噸，裝機總量超過(guò)130萬(wàn)冷噸。

利用人工智能技術(shù)管理制冷設備、改進(jìn)泵送設備等提升制冷效率……除了加快制冷廠(chǎng)等基礎設施建設，阿聯(lián)酋還通過(guò)技術(shù)優(yōu)化創(chuàng )新等方式推動(dòng)區域制冷發(fā)展。2023年底，海灣地區首個(gè)利用地熱能的區域冷卻項目正式運營(yíng)。該項目由阿布扎比國家石油公司和阿聯(lián)酋國家中央制冷公司合作開(kāi)發(fā)，通過(guò)兩個(gè)地熱井提取地下天然熱水，再利用吸收式冷卻裝置產(chǎn)生區域集中供冷所需的低溫水。“建筑物制冷是海灣地區能源消耗最大的項目之一，我們期待能與合作伙伴一起，探索更多方式，實(shí)現綠色發(fā)展。”阿布扎比國家石油公司低碳解決方案和國際發(fā)展負責人卡比表示。

國際區域能源協(xié)會(huì )總裁兼首席執行官羅布表示，區域制冷是阿聯(lián)酋提高能源效率和減少碳排放的重要支柱之一，也是應對全球氣候變化挑戰的明智之舉。阿聯(lián)酋中央制冷系統公司首席執行官艾哈邁德表示：“我們將繼續提高區域制冷系統和配送網(wǎng)絡(luò )的效率，為保護阿聯(lián)酋及全球的資源、環(huán)境和氣候作出貢獻。”

新加坡——

商用和組屋區域加大推廣力度

在新加坡濱海灣金沙商場(chǎng)的地下，有一座管道縱橫交錯、24小時(shí)不停運轉的大型制冷廠(chǎng)。制冷廠(chǎng)深入地下20多米，面積約1萬(wàn)平方米，每天輸送出溫度約4.5攝氏度的冷卻水。這座地下制冷廠(chǎng)是濱海灣區域供冷系統網(wǎng)絡(luò )的一部分。該區域供冷系統由新加坡能源集團設計、建造并運營(yíng)，利用一臺臺大型制冷機，將水冷卻后，再通過(guò)管道輸送給濱海灣區域各個(gè)聯(lián)網(wǎng)的大樓。大樓業(yè)主可根據需求利用管道里的冷卻水降低室內溫度。在制冷過(guò)程中產(chǎn)生的熱量可用來(lái)產(chǎn)生熱水，供應給酒店和餐廳。

為實(shí)現綠色供冷，近年來(lái)新加坡大力推廣建設區域供冷系統。以濱海灣區域供冷系統為例，它為濱海灣區域20多個(gè)建筑設施供冷，幫助該地區節約了40%的能源消耗。此外，濱海灣地下集中供冷系統還為當地節省了大量機房面積，釋放約1.6萬(wàn)平方米的空間。據悉，濱海灣區域供冷網(wǎng)將進(jìn)一步發(fā)展擴大，到2027年將涵蓋32個(gè)項目，每年可減少2.5萬(wàn)噸碳排放量，相當于馬路上減少2.27萬(wàn)輛汽車(chē)。

除了商用，新加坡登加新鎮的組屋區也將嘗試大規模使用區域制冷系統。區域制冷系統將安裝在組屋樓頂，通過(guò)閉環(huán)的管道，將冷卻水輸送到各個(gè)室內冷氣機，達到降溫效果。每一組制冷機可為8—10座組屋供冷，并與多組制冷機聯(lián)網(wǎng)，形成區域供冷系統。據悉，若所有住戶(hù)使用區域制冷系統，每年節省的能源可以為約4500戶(hù)四房式組屋供電。與傳統分體式冷氣系統相比，用中央制冷系統平均可以節省30%的能源，加上每年的維修等成本，住戶(hù)可省下兩成費用。

新加坡能源集團可持續能源方案董事總經(jīng)理哈沙說(shuō)，制冷可占建筑多達60%的用電量，在節省成本、可靠性和能源效率等方面，區域供冷系統可以成為更合理的方案之一。此外，新加坡政府還采取增加綠化面積等方式來(lái)降溫，推出“打造翠綠都市和空中綠意”計劃，鼓勵建筑開(kāi)發(fā)商將高樓綠地或樓頂花園納入設計藍圖，并提供相應補貼。在各種措施作用下，新加坡的高樓綠地面積10年來(lái)增加超過(guò)一倍。

德國——

推動(dòng)制冷和制熱技術(shù)相結合

近年來(lái)，德國加快探索發(fā)展生態(tài)型區域供冷模式。以慕尼黑為例，該市正在建造大型區域供冷中心，計劃充分利用地下水、河流等自然冷水，或利用地熱等能源來(lái)制冷。這一區域供冷設施通過(guò)一條長(cháng)達6千米的管道連接到市中心。預計2029年建成后，該中心的供冷能力將達到36兆瓦。慕尼黑城市公共事業(yè)公司希望2030年可以將制冷能力提升到至少130兆瓦。據介紹，與單獨的空調供冷相比，區域供冷可以減少50%—70%的耗電量。

與此同時(shí)，制冷和制熱技術(shù)可以相結合，提高能源效率。在2022年開(kāi)始運營(yíng)的慕尼黑新電動(dòng)巴士車(chē)庫中，區域供冷設施的地下水被用于冷卻充電裝置和服務(wù)器機房，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱則被進(jìn)一步利用。一方面，廢熱使得車(chē)庫進(jìn)出口在寒冷季節不會(huì )結冰;另一方面，通過(guò)區域供冷網(wǎng)絡(luò )的回水管道，廢熱還可為附近的114套公寓供暖?；亓鞯臒崴禍睾笤俅位氐叫钏畬?，開(kāi)始新一輪的循環(huán)利用。

德國聯(lián)邦環(huán)境、自然保護、核安全和消費者保護部報告指出，低效的建筑和冷卻管理將導致能源消耗和溫室氣體排放不斷增加，如不采取干預措施，建筑物的溫室氣體排放量預計將在未來(lái)30年增加兩倍。為推動(dòng)綠色制冷可持續發(fā)展，德國政府積極推動(dòng)跨領(lǐng)域合作。比如在黑森州巴特瑙海姆市，當地公用事業(yè)公司、能源公司和紐倫堡工業(yè)大學(xué)、德累斯頓工業(yè)大學(xué)等研究機構共同參與建設了一項區域供冷項目。

據介紹，巴特瑙海姆市政工程公司通過(guò)在地下1.5米處鋪設地熱收集器，收集全年保持在10攝氏度左右的地熱。智能中心及時(shí)收集地下傳感器、地下水測量點(diǎn)和溫度傳感器等方面數據，熱泵網(wǎng)絡(luò )再根據數據分析適時(shí)為用戶(hù)供暖或供冷。該系統通過(guò)對地熱的高效收集和創(chuàng )新使用，為南部約400個(gè)家庭的1200名居民在夏季提供綠色供冷、冬季提供綠色供暖。參與該項目的學(xué)者沃爾克·斯托金格指出，這是一個(gè)利用近地表地熱能進(jìn)行創(chuàng )新供暖和制冷供應的旗艦項目，值得推廣。