Penerapan Pemulihan Panas pada Pemanasan Wilayah Perkotaan

Penerapan pemulihan panas dalam pemanasan regional pada dasarnya adalah untuk mencapai pemanfaatan berjenjang dan regenerasi energi secara melingkar, dan nilai intinya terletak pada memutus ketidaksesuaian struktural antara "pemborosan energi" dan "kebutuhan pemanasan". Dalam proses produksi industri dan operasi perkotaan, sejumlah besar limbah panas bersuhu sedang dan rendah langsung dibuang ke lingkungan, yang tidak hanya menyebabkan hilangnya energi tetapi juga dapat menyebabkan polusi panas. Menurut data dari Komite Industri Tenaga Termal dari Asosiasi Konservasi Energi Tiongkok, sisa panas tahunan yang dapat diperoleh kembali di sektor industri nasional adalah sekitar 1,08 miliar ton setara batubara standar, dengan potensi pemulihan yang layak secara ekonomi adalah sekitar 320 juta ton batubara standar, setara dengan 47% dari total konsumsi energi pemanasan terpusat perkotaan pada tahun 2023. Hal ini memberikan potensi sumber panas yang cukup untuk pemanasan regional. Dibandingkan dengan mode pemanasan tradisional, pemanasan pemulihan panas tidak bergantung pada konsumsi bahan bakar fosil baru. Ia hanya dapat menangkap, memurnikan, dan mengangkut panas limbah yang tidak digunakan melalui sarana teknologi untuk memenuhi kebutuhan pemanasan penduduk, bangunan komersial dan publik di wilayah tersebut, mencapai tujuan ganda yaitu "konservasi energi dan pengurangan karbon" dan "keamanan mata pencaharian".

Saat ini, penerapan teknologi pemulihan panas dalam pemanasan regional telah membentuk skenario yang beragam, mencakup berbagai bidang seperti panas limbah industri dan limbah panas perkotaan, dan beradaptasi dengan kebutuhan pemanasan dan sumber daya di berbagai wilayah. Pemulihan panas limbah industri adalah skenario yang paling matang dan banyak digunakan. Proses limbah gas, air pendingin, gas buang, dan limbah panas lainnya yang dihasilkan oleh industri-industri utama yang mengonsumsi energi tinggi seperti baja, semen, kimia, dan listrik dapat langsung dihubungkan ke jaringan pemanas regional setelah perlakuan teknis yang ditargetkan. Misalnya, proyek "Mengobrol Panas ke Jinan" di Provinsi Shandong menggunakan panas limbah industri dari pembangkit listrik Grup Liaocheng Xinfa sebagai sumber panas, dan menyalurkan energi panas ke Jinan melalui jaringan pipa pemanas sepanjang lebih dari 100 kilometer. Setelah mencapai kapasitas penuh, dapat memenuhi kebutuhan pemanas sekitar 100 juta meter persegi di Kota Jinan. Setiap musim pemanasan dapat menggantikan sekitar 1,299 juta ton batu bara standar, mengurangi emisi karbon dioksida sekitar 3,56 juta ton, setara dengan menambahkan empat lahan hutan Saihanba baru untuk penyerapan karbon dalam satu tahun, menjadi proyek patokan untuk pemanasan panas limbah industri lintas regional.

Pemulihan panas limbah perkotaan memberikan jalur inovatif untuk pemanasan di wilayah perkotaan yang padat penduduk, mencakup sumber panas baru seperti panas limbah pembakaran limbah, panas limbah pusat data, dan panas limbah limbah pabrik pengolahan air limbah. Distrik Tianjin Dongli secara inovatif mengadopsi teknologi pemanfaatan kaskade energi panas untuk mengubah limbah panas bersuhu sedang dan rendah yang dihasilkan oleh pembakaran sampah menjadi sumber pemanas. Melalui proses ekstraksi panas tiga-tahap, panas limbah diubah menjadi air panas dengan pemanas 80 derajat, yang diangkut ke stasiun pemanas Dabizhuang melalui pipa pemanas sepanjang 12 kilometer, yang mencakup area pemanasan seluas 3 juta meter persegi. Hal ini tidak hanya memanfaatkan sepenuhnya limbah panas yang dihasilkan oleh pemrosesan harian 1900 ton sampah rumah tangga oleh pabrik pembakaran sampah, tetapi juga secara langsung memotong setengah biaya pemanasan. Satu musim pemanasan dapat menghemat sekitar 34 juta yuan subsidi bagi pemerintah, sehingga menghasilkan situasi yang saling menguntungkan dalam hal manfaat ekologi dan ekonomi. Selain itu, pusat data di Yizhuang, Beijing, menggunakan sistem pompa panas untuk memulihkan limbah panas dan menyediakan pemanas musim dingin untuk 120.000 meter persegi area pemukiman di sekitarnya. Pemulihan panas tahunan mencapai 150.000 GJ, mengurangi emisi karbon sekitar 4.200 ton, menunjukkan potensi besar pemanfaatan limbah panas dalam infrastruktur baru perkotaan.

Inovasi teknologi adalah dukungan inti untuk memberdayakan pemanasan regional dengan pemulihan panas. Setelah pengembangan selama bertahun-tahun, sistem teknologi yang matang telah terbentuk untuk beradaptasi dengan berbagai jenis limbah panas, terutama termasuk teknologi pompa panas, pertukaran panas serapan, siklus Rankine organik (ORC), dan-sistem konversi uap air bersuhu tinggi. Diantaranya, teknologi pompa panas cocok untuk pemulihan dan pemanfaatan limbah panas bersuhu rendah (di bawah 100 derajat). Dengan mengonsumsi listrik dalam jumlah kecil,-limbah panas tingkat rendah dapat dinaikkan ke suhu yang dapat memenuhi kebutuhan pemanasan, dengan rasio efisiensi energi 3-4 atau lebih. Ini banyak digunakan dalam skenario limbah panas bersuhu rendah seperti pusat data dan instalasi pengolahan limbah; Pertukaran panas serapan dan sistem konversi uap air bersuhu tinggi cocok untuk limbah panas bersuhu sedang hingga tinggi (di atas 100 derajat), yang dapat secara langsung mengubah panas limbah bersuhu tinggi dari produksi industri menjadi energi pemanas tanpa perlakuan pemanasan tambahan, sehingga mengurangi kehilangan energi. Pada saat yang sama, integrasi teknologi cerdas semakin meningkatkan stabilitas dan efisiensi sistem pemanas pemulihan panas. Berdasarkan algoritma AI, prediksi beban panas dan sistem kontrol dinamis dapat menyesuaikan jumlah pemanasan secara real time sesuai dengan suhu luar ruangan dan permintaan pengguna, sehingga menghindari pemborosan energi. Penerapan bahan penyimpanan termal perubahan fasa baru secara efektif memecahkan masalah pasokan panas limbah yang tidak stabil dan memastikan kontinuitas pemanasan.