都市部の暖房における熱回収の応用
地域暖房における熱回収の応用は本質的にエネルギーのカスケード利用と循環再生を実現することであり、その核心的価値は「エネルギーの無駄」と「暖房需要」の間の構造的な不一致を解消することにある。工業生産や都市運営の過程では、大量の中低温廃熱が直接環境中に放出され、エネルギー損失を引き起こすだけでなく、熱汚染を引き起こす可能性があります。中国省エネ協会火力産業委員会のデータによると、国家産業部門で年間回収可能な余熱は標準石炭換算で約10億8000万トン、このうち経済的に実現可能な回収可能量は標準石炭換算で約3億2000万トンで、これは2023年の都市集中暖房の総エネルギー消費量の47％に相当する。これは地域暖房に十分な潜在的な熱源を提供する。従来の暖房モードと比較して、熱回収暖房は新しい化石燃料の消費に依存しません。地域の住民、商業施設、公共施設の暖房ニーズを満たす技術的手段によってのみ、アイドル廃熱を回収、浄化、輸送することができ、「省エネと炭素削減」と「生活の安全」という二重の目標を達成します。
現在、地域暖房における熱回収技術の応用は、産業廃熱や都市廃熱などの複数の分野をカバーし、さまざまな地域の暖房ニーズや資源資源に適応する多様なシナリオを形成しています。産業廃熱回収は、最も成熟しており、広く使用されているシナリオです。鉄鋼、セメント、化学、電気などの主要な高エネルギー消費産業によって生成されるプロセス廃ガス、冷却水、煙道ガス、その他の廃熱は、対象を絞った技術処理の後、地域暖房ネットワークに直接接続できます。例えば、山東省の「済南に熱を伝える」プロジェクトでは、聊城新発グループの発電所からの産業廃熱を熱源として利用し、長さ100キロメートル以上の暖房パイプラインネットワークを通じて済南に熱エネルギーを送っている。フル容量に達した後は、済南市の約1億平方メートルの暖房需要を満たすことができます。各暖房シーズンでは、標準的な石炭約 129 万 9,000 トンを置き換えることができ、二酸化炭素排出量を約 356 万トン削減できます。これは、炭素隔離のためのサイハンバ森林農場を 1 年間に 4 か所新たに追加するのに相当し、地域横断的な産業廃熱暖房のベンチマーク プロジェクトになります。
都市廃熱回収は、廃棄物焼却廃熱、データセンター廃熱、下水処理プラント流出廃熱などの新しい熱源をカバーし、人口密集都市部の暖房に革新的な経路を提供します。天津東麗区は、ゴミ焼却で発生する中低温の廃熱を熱源に変換する熱エネルギーカスケード利用技術を革新的に採用しています。 3 段階の熱抽出プロセスを通じて、廃熱は 80 度の暖房温水に変換され、300 万平方メートルの暖房エリアをカバーする 12 キロメートルの暖房パイプラインを通じて大碧荘暖房ステーションに輸送されます。これにより、ゴミ焼却場で1日あたり1900トンの家庭ゴミを処理する際に発生する廃熱を最大限に活用するだけでなく、光熱費も直接的に半減することができます。 1 シーズンの暖房で政府の補助金が約 3,400 万元節約され、環境面でも経済面でも有利な状況が実現します。{10}さらに、北京市宜荘市のデータセンターでは、ヒートポンプ システムを使用して廃熱を回収し、周囲の住宅地 120,000 平方メートルに冬場の暖房を提供しています。年間の熱回収量は 150,000 GJ に達し、炭素排出量を約 4,200 トン削減し、都市の新しいインフラにおける廃熱利用の大きな可能性を実証しています。
技術革新は、熱回収による地域暖房の強化の中核的なサポートです。長年の開発を経て、主にヒートポンプ技術、吸収熱交換、有機ランキンサイクル（ORC）、高温水蒸気変換システムなど、さまざまなタイプの廃熱に適応する成熟した技術システムが形成されました。-中でもヒートポンプ技術は低温（100度以下）の廃熱の回収・利用に適しています。{3}少量の電力を消費することで、低級廃熱を暖房のニーズを満たす温度まで上昇させることができ、エネルギー効率比は 3{9}}4 以上になります。データセンターや下水処理場などの低温廃熱シナリオで広く使用されています。{10}吸収熱交換および高温水蒸気変換システムは、中高温廃熱（100度以上）に適しており、工業生産からの高温廃熱を追加の加熱処理なしで加熱エネルギーに直接変換でき、エネルギー損失を低減します。同時に、インテリジェント技術の統合により、熱回収暖房システムの安定性と効率がさらに向上します。 AI アルゴリズムに基づいた熱負荷予測および動的制御システムは、屋外温度とユーザーの需要に応じてリアルタイムで加熱量を調整し、エネルギーの無駄を回避します。新しい相変化蓄熱材料の適用により、不安定な廃熱供給の問題点が効果的に解決され、加熱の継続性が確保されます。
