德国最近的一项研究表明,建筑物翻新可以节省高达51%的空间供暖需求。其作者声称,如果对建筑物进行改造,大规模应用热能储存和带有备用燃气锅炉的单独混合式热泵,整个欧洲的热成本可能会显著降低。


热泵为建筑物和家庭供暖的电气化带来了巨大的希望。然而,它们的性能仍然被认为不足以完全满足供热需求。另一方面,它们在技术和财务上的可行性仍受到不同观点的影响,一些人声称回收时间仍然太长,另一些人说,它们远未达到确保有效提供供暖或制冷所需的水平。

建筑装修对热泵的部署至关重要

根据德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的最新研究,能源效率和建筑装修可能是减少供暖需求的关键因素,从而创造条件帮助业主和房地产开发商尽可能采用热泵实现供暖电气化。


科学家们特别分析说,实施建筑改造和热能储存,以及安装带有备用燃气锅炉的单独混合式热泵,是否有助于缓解欧洲可再生能源系统中二氧化碳净零排放的热量需求高峰。”欧洲的观点很重要,因为能源市场在国际上已经有很强的耦合性,因此有必要从跨部门的角度来理解,例如,热泵需求对电力供应的影响,”他们解释说。


在最近发表在《能源》杂志上的论文《缓解高度可再生欧洲能源系统中建筑物的热需求高峰》中,德国小组定义了一个模型,该模型考虑了住宅和服务业的空间和水加热。”“工业部门不包括在内,烹饪所需的能源也包含在电力需求中,”报告特别指出以人口密度为权重,对全国总需热量进行空间分布;在时间上,通过创建基于环境空气温度和典型终端用户行为的时间序列。”


在这种配置下,风能和太阳能占发电量的比例最大,高达95%,供热需求可以通过以下方式得到满足:电能转换为热能,如热泵和电阻加热器;燃气制热,如热电联产(CHP)、燃气锅炉和燃料电池;或太阳能集热器和固体生物质供热,在区域供热网络有两种类型的热泵被考虑:地源热泵、盐水热泵和空气热泵,由于土地的需要,这两种热泵仅限于农村地区使用,而空气热泵可用于人口密度高的地区,注意到他们的模型考虑了建筑改造措施,比如增加保温材料和更换节能窗户。


通过这一分析,研究人员发现,随着上述三项措施的实施,欧洲供暖的总体成本可能会从零开始降低€7510亿至€6220亿,而建筑翻新可能会节省€每年1.04亿。”他们指出:“单个备用燃气锅炉的可用性影响较小。”在没有建筑物翻新的情况下,这些方案可使总成本降低6%。”


根据他们的说法,建筑改造、热能储存和带有备用燃气锅炉的独立热泵是缓解热需求高峰的有效工具,可能为欧洲能源系统节省高达17%的成本。”他们总结道:“建筑物的翻修可以节省44-51%的空间热需求,对降低总成本的影响最大,节省了14%的成本。”在农村地区,作为热泵备用的单个燃气锅炉可以完全拆除,如果对建筑物进行翻新,成本只会略微增加1-2%。”

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