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区域供热
从制造冷水、温水、蒸汽等热媒的各种热源设备以及集中管理热媒供应设备的供热装置,通过区域导管向一定区域内的建筑群进行供应,用于提供冷气、暖气、热水供应等服务的系统。由于不需要在各个建筑中配备热源设备,可以实现高效运行,并且可以有效利用单个建筑中难以使用的可再生能源等,因此有望达到节能和减少环境负荷的效果。
© 林 宏之
向区域提供热能,支持建筑的空调与热水供应
日本为了提升国际竞争力,政府与企业携手,以大城市为中心推动市区建设,目标之一是打造具有吸引力的城市。在此背景下,作为城市开发的一部分,各城市正在积极推进一种被称为“区域供热”的系统建设。区域供热是一种将建筑的空调和热水供应等所需的热媒(如冷水、温水、蒸汽等)集中在区域内统一制造并供应的系统。制造好的热媒通过导管被输送至区域内的建筑群。与每栋建筑单独设置锅炉等热源设备进行供热的方式相比,区域供热系统通过一处供热装置集中进行制造与供应,能更高效地利用能源和空间,有望带来节能和减少CO2排放等多种优势。
日本的区域供热最早于1970年日本世博会(大阪世博会)会场周边区域正式启动,随后逐步推广到全国各地。近年来,以实现碳中和、使用可再生能源、BCP(事业持续计划 )和DCP(区域持续计划 )对策等社会课题为背景,区域供热受到了越来越多的关注,日本全国已有约130个地区引进了该系统。
满足节能、碳中和与BCP/DCP等需求
区域 供热的一个显著优势是能够积极利用未利用能源。所谓未利用能源,是指工厂的废热、河流水和污水等的温差能(夏季比空气更冷,冬季比空气更暖)、地铁和地下商场的冷暖气废热等,虽然具备有效利用的潜力但至今未被利用的能源的统称。在区域供热系统中,这些在单个建筑中难以利用的能源可以通过供热装置转化为热媒,为整个区域所使用。
此外,在热源设备中引进最先进的机器,通过控制热源设备的数量实现多个机器的高效运行,或通过负荷预测实施最佳启动和停止等优化措施,通过热电联产*1系统实现废热利用、利用大规模蓄热系统实现电力的有效利用等,也可以实现大幅节能。区域供热在实现2050年碳中和目标中也扮演着重要角色。
此外,区域供热还为用户带来了各种好处。其中一个例子是,无需在办公楼宇或商业楼宇等单个建筑中安装和运营热源设备,就可以实现365天24小时稳定的热能使用。由于不需要热源设备,可以降低包括附带的电气设备、引入设备和换气设备等在内的初期成本,还可以扩大建筑的使用面积。此外,在BCP和DCP对策方面,区域供热也有望作为灾后基础设施发挥作用。例如,可以利用日常使用的热电联产系统提供应急电力,或者将蓄热槽中的水作为地区生活用水进行有效利用。
也作为提供稳定供热以确保舒适生活的基础设施而备受期待
如上所述,区域供热作为解决城市稳定供热需求、节能、实现碳中和,乃至解决BCP、DCP等社会课题的基础设施,正受到广泛关注。在此背景下,现在除了冷水、温水和蒸汽等热媒外,还有通过区域供热提供高压电力的机制,也正在推进通过供热设施与需求方之间的双向信息交流,结合需求方的能源需求状况调整供应的措施。
另外,通过邻近的两个街区供热装置的联动,根据各自的需求状况调配能源供应,或者在其中一个供热装置设备发生故障时进行补充供应等新型运营模式也开始出现。
因此,区域供热就像是支撑人们舒适生活的“幕后功臣”,默默地发挥着重要作用。
- *1:热电联产
利用天然气、石油、液化石油气等作为燃料,通过发动机、涡轮机、燃料电池等方式发电,同时还对发电过程中产生的废热进行回收的系统。回收的废热可以作为蒸汽或温水,用于冷暖气、热水供应、工厂的热源等,可实现高效的综合能源效率。