弗劳恩霍夫研究所的热泵系统在波鸿,德国。

弗劳恩霍夫研究所的热泵系统在波鸿,德国。法比安斯特拉赫/ picture-alliance / dpa /美联社图片

在欧洲的清洁能源过渡,行业看起来热泵

与乌克兰天然气价格飙升由于战争和欧盟减排推动欧洲产业正越来越多地转向高温、高效热泵。结合住宅使用的繁荣,欧盟现在希望热泵革命。

Uttendorf落入的砖厂,奥地利,提洛尔人的阿尔卑斯山脉,一直需要一个稳定的90度(华氏194度(摄氏)热干建筑块。这个过程将是一个昂贵的公司在俄罗斯减少天然气出口去欧洲,就像大多数的欧洲能源密集型的建筑行业。但四年前,落入——世界上最大的砖生产商——对未来的投资,现在偿还:它取代Uttendorf燃气锅炉的工业规模的热泵,一来工厂的能源法案的425年左右,00欧元一年。

几十年来,电动热泵已经使用在欧洲房屋和其他建筑物取暖和冷却,但他们得到的制造业,具有更高的能源需求生产热水和蒸汽。因为化石燃料一直是相对便宜,行业几乎没有动力去替代天然气和燃油系统与环保设备。现在,随着热泵的发展能够提供温度高达160摄氏度(320华氏度)的一小部分天然气锅炉的价格和天然气价格飞涨,由于战争在乌克兰,微积分被打开。许多欧洲企业正在重新考虑其能源同时也削减温室气体排放量,欧盟要求。欧洲行业负责超过四分之一欧盟的温室气体。

热泵三到五倍的效率比天然气锅炉,根据国际能源机构(iea)。

实现其崇高的能源目标,打破对俄罗斯天然气的依赖,欧盟正指望不亚于热泵革命。在许多国家,销售热泵-主要用于住宅翻了一倍在2022年上半年。在德国,欧洲最大的俄罗斯天然气消费国,去年需求上涨52%,而欧盟在2021年增长35%。与此同时,一些干预行动对制造业正在加速过渡到热泵。落入外国,例如,现在安装类似泵的砖铸造厂在荷兰,英国在奥地利、波兰、罗马尼亚、和其他地方。

“五年前,大多数公司对热泵一无所知,”Veronika Wilk说,奥地利理工学院高级研究工程师。“现在公司都意识到了他们,更多的热泵安装行业。”

一个压缩热泵能温暖和凉爽的空气。在冬天,它提出了室内温度通过移除热量从水,从地球深处,或从室外空气,然后加大其温度使用少量的电力和室内空气移动。甚至空气冷-12摄氏度(10华氏度)包含足够的能源热泵提取和提高它的温度。在夏天,电动热泵降低室内温度,将热量从室内空气和分流外面。吸收式热泵运行不是电,而是一个热源,这可能是天然气但也可以太阳能水甚至废热从数据中心或下水道。他们把这个加热温度“有用”,然后把它作为热空气或热水。

热泵用电压缩制冷剂,提高它的温度。

热泵用电压缩制冷剂,提高它的温度。国际能源机构

这取决于热运动——在室内或——热泵的活塞压缩或扩展一种流体,使其升温或降温,分别。因为热泵只移动液体,它们可以超过两倍节能加热器燃烧燃料。

根据国际能源机构(IEA)热泵三到五倍比天然气更有效率。如果他们运行在太阳能、风能、水电、或废热,他们没有排放。

与住宅热泵的户外组件大小的洗衣机,工业版本-一样大房子可以利用“过程”能源浪费从工厂调水温超过190摄氏度(374华氏度)。在落入外国工厂,例如,砖烘干机消耗大量的能源,干燥室释放主要是水蒸气。这是凝聚成热水。然后热泵提高其温度从大约40摄氏度到90摄氏度左右,并将它返回给干燥过程。由于电源热泵余热本身,这个序列能量消耗近80%低于当植物气体。

欧盟认为热泵方面的削减温室气体排放的目标的关键。

系统是一个闭环,Johannes Rath说,落入的首席技术官。“因为我们从更高的温度,得到更高的温度”比住宅生产的泵。

原型制造的热泵挪威已经运行在180摄氏度左右,专家预计在十年内工程师设计技术,达到的温度超过200度C,这个进步将打开更多的能源密集型的化学过程,纸张、食物、和炼油行业的热泵技术。

现在这些重型热泵用于宾馆、饭店、糖果、仓库、游泳池、温室、化学制造和材料如纸和干燥的淀粉。吸收式热泵尤其适合设施同时使用加热和冷却。

芬兰公司Kiilto例如,制造化学物质,像胶水一样,建设部门。Lempaala工厂现在使用一种混合工业热泵回收热量从现场电动冷却过程,以及从附近的地热资源,提升温度高达75摄氏度。

一个工业热泵在Veghel火星糖果,荷兰。

一个工业热泵在Veghel火星糖果,荷兰。赫亚

在玛氏箭牌糖果在荷兰,世界上最大的巧克力工厂,热泵提取和提高否则无法使用废热制冷机组,生产高达63度c水是通过工厂的管道网络巧克力和糖浆保暖。工厂技术降低了6%的能源法案和挽救了核电站约26每人的天然气——相当于625年欧洲家庭能源消费的数量。第二个热泵加热水清洗到80摄氏度,提供额外的节省12.25每人。

水是另一种可行的热源。Inntal托儿所在巴伐利亚,德国使用地下水从井附近的旅馆河和一个water-to-air热泵大小的谢尔曼坦克加热温室30000平方米。水是卷入热泵,提高到35摄氏度,通过地板下供暖系统发送,然后冷却,回到河里。

最近的一个转换是德国化工巨头巴斯夫,雇工人,卡车和公共汽车而闻名的德国工程公司,建造世界上最大的热泵位于路德维希港的巴斯夫网站,在德国西部。大小的系统,传统的发电厂,会利用冷却过程中产生的废热150吨的蒸汽每小时,从而防止每年估计有390000吨二氧化碳进入大气。

德国智库估计普遍转换热泵可以在五年内减少32%的欧盟天然气使用。

除了更高效的操作的好处,公司与低碳过程还可以降低二氧化碳排放的成本,每吨为他们宣传通过欧盟的排放交易体系。大约85欧元每公吨的二氧化碳——去年12月的价格,储蓄是十分重要的。

欧盟认为热泵的构建,为工业和非工业的建筑,至关重要的目标削减温室气体排放量在2030年之前至少55%。其REPowerEU计划旨在加快更换多达三分之一的1.5亿年热锅炉目前使用热泵。越来越多的大型热泵将提供蒸汽或热水区热网络,做的是目前在挪威、瑞典和丹麦。写作环境友好型建筑规范,使用回收材料在建筑施工、安装先进的绝缘和加大节能将进一步促进节约能源。

德国智库集市Energiewende估计普遍转换到住宅和工业热泵结合效率的措施,可以减少32%的欧盟天然气使用5年。一起增加液化天然气供应,这将完全消除欧洲对俄罗斯天然气的需求。随着工业化技术的进步使热泵能够达到500摄氏度(932华氏度)的高温在不久的将来,智库预测、电可能取代气更加广泛。

2020 - 2021年的热泵销售增长率在几个国家。

2020 - 2021年的热泵销售增长率在几个国家。国际能源机构

在最近出版的国际能源署估计,欧盟可以削减600亿欧元的天然气进口如果欧元区作为一个整体转向热泵,国内商业和工业使用。它声称,到2050年,热泵将世界上大部分的加热和冷却的需求。

预计欧盟和国家优惠和补贴,加快欧洲产业的转型。落入,制砖工人,例如,预计将支付250万欧元至300万欧元一张新的压缩泵系统在整个欧洲,补贴将讨论其中的20 - 40%的成本。他们将在太阳能电池板发电运行。

至于美国,很大程度上依赖化石燃料取暖,一份报告表明,扩大国内热泵在独栋房屋可以削减每年排放1.42亿吨,减少能源行业碳排放量减少14%。对美国的房主,一个标准的空气源热泵运行之间3500美元到7500美元。总统拜登的通货膨胀削减法案提供补贴和税收减免30%的国内热泵的价格为中低收入家庭(或更多)。该法案授权激励工业设施。但对许多在美国投资成本仍然是一个主要障碍,即使补贴。

在欧洲,不过,对这一技术的热情,在家庭、商业建筑,工业,是引人注目的。在大多数地区,有一个为期一年的等待热泵安装。