热泵

Electricity is central to the functioning of modern societies and economies – and its importance is only growing as technologies that run on electricity, such as electric vehicles and heat pumps, become increasingly popular. Power generation is currently the largest source of carbon dioxide (CO2) emissions in the world, but it is also the sector leading the transition to net zero emissions through the rapid expansion of renewable energy sources such as solar and wind power. Ensuring consumers have secure and affordable access to electricity while also reducing global carbon dioxide (CO2) emissions is one of the core challenges of the energy transition. Given these trends, the International Energy Agency’s Electricity 2024 is essential reading. It offers a deep and comprehensive analysis of recent policies and market developments, and provides forecasts through 2026 for electricity demand, supply and CO2 emissions. The IEA’s electricity sector report, which has been published regularly since 2020, provides insight into the evolving generation mix. In addition, this year’s report features in-depth analysis on the drivers of recent. 电力是现代社会和经济运行的核心——随着电动汽车和热泵等电力驱动技术越来越受欢迎，电力的重要性也与日俱增。发电目前是世界上最大的二氧化碳(CO2)排放源，但它也是通过太阳能和风能等可再生能源的快速扩张而引领向净零排放过渡的部门。确保消费者获得安全且负担得起的电力，同时减少全球二氧化碳(CO2)排放，是能源转型的核心挑战之一。 鉴于这些趋势，国际能源署的《2024年电力行业报告》是必读书。它对最近的政策和市场发展进行了深入而全面的分析，并提供了到2026年的电力需求、供应和二氧化碳排放预测。自2020年以来，国际能源署定期发布的《电力行业报告》提供了对不断发展的发电组合的洞察。此外，今年的报告对最近欧洲电力需求下降的驱动因素进行了深入分析；数据中心行业对电力消耗的影响；以及全球核能部门的最新发展。

​6月30日，河南濮阳市商务局发布招商引资工作周动态。其中提到，本周国家电投集团雄安能源有限公司用户侧综合智慧能源项目成功签约。据了解该项目投资19亿元，主要在濮阳县域内推进围绕党政机关、学校、医院、村委会、工商业厂房和农村居民等屋顶分布式光伏开发与建设，同时探索区域内分散式风电、热泵、用户侧储能、供热（冷）、智能微网、多能协同能源站等项目。

清华大学团队及其合作伙伴提出到2030年实现每人1千瓦光伏的行动倡议，其目的非常明确——以人均1千瓦光伏作为关键载体，在中国农村推行“全电化、绿电化、零碳化”三步走的零碳乡村建设路线，协同推进农村的供热能源转型、交通能源转型，以及农业现代化和低碳化。他们提出的“光伏+高效电供热”的零碳供热方案，创造性地设计了一种村民零初装费模式，为中国广大北方地区以及长江流域地区提供了一种零碳转型与绿色发展的新路径。这不仅能够加速中国的能源转型，也促进了中国农村的现代化，为公平转型提供了一种现实可操作的方案。热泵是高效电供热的代表，和燃煤供暖相比，它更便宜、方便、卫生、安全，便于管理。该团队目前正在开展的"太阳能+热泵"项目倡导大规模无碳供热，将覆盖中国北方10万户农村家庭。我很高兴见证了他们在许多县取得的进展。我向所有人，包括中国以外的其他国家和地区，强烈推荐这一项目。

近日，江西省发布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见。意见中提到，推动化石能源清洁高效利用。有序控制煤炭消费增长，合理控制石油消费，有序引导天然气消费。积极推进终端用能领域电能替代，推广新能源车船、热泵、电窑炉等新兴用能方式，全面提升生产生活终端用能设备的电气化率。统筹煤电、可再生能源发展和保供调峰，支持应急和调峰电源发展，做好重大风险研判化解方案。

近日，江西省人民政府发布关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见。意见中提到，推动化石能源清洁高效利用。有序控制煤炭消费增长，合理控制石油消费，有序引导天然气消费。积极推进终端用能领域电能替代，推广新能源车船、热泵、电窑炉等新兴用能方式，全面提升生产生活终端用能设备的电气化率。统筹煤电、可再生能源发展和保供调峰，支持应急和调峰电源发展，做好重大风险研判化解方案。

工业园区微电网中动态工业生产流程与其能源供应是紧密联系的，通过灵活调控其工业生产流程的用能计划，参与到配电市场中，可进一步减少其用电成本。提出一种基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的能量管理与生产流程协同优化模型与方法，并引入地源热泵进一步提高能效。首先，提出了含地源热泵的工业园区微电网的用能架构，建立了工业生产流程与用能关系的通用模型。其次，构建了基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的双层优化模型，分别以工业园区微电网能量管理与生产流程调度协同优化模型为上层模型，以配电市场出清模型为下层模型，双层模型之间交换功率和电价信息。然后，基于KKT条件、对偶原理以及大M法将双层模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming, MISOCP)模型。最后，以短流程炼钢厂、水泥厂等典型工业园区为例进行算例分析。结果表明所提出方法可对工业生产流程进行有效建模，并降低工业用户的用能成本，缓解电网调峰压力。

针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题，提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先，为使矿区伴生能源得到充分利用，搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次，为降低矿区碳排放量，在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时，引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT)，通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后，调用CPLEX商业求解器，以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明：优化后的CMIES碳排放量显著降低，运行成本大幅减少。

详细介绍了中科院广州能源研究所最新研发的高温热泵蒸汽机技术和冰源热泵供暖技术及典型案例。其中，热泵蒸汽机技术通过回收多种低品位工业余热来制取饱和蒸汽，与燃煤或燃气锅炉相比，节能率达到50%-60%。与电锅炉相比，能效系数更是其2-3倍，而且蒸汽制取过程清洁，不产生CO2和NOX。该技术将在电能替代中发挥重要作用，有着广阔的市场应用前景。