在不断变化的能源格局中，区域供热的机会

区域供热可以提升能源系统的韧性、效率和灵活性

区域供热已有近150年的历史。自1877年纽约安装第一套商业系统以来，区域供热系统一直使用绝缘的供暖和回风管道将热量分配到多栋建筑。第一代采用中央化石燃料锅炉产生的蒸汽，现代系统已发展成为灵活的基础设施，能够连接多种能源和储能解决方案，同时提供供暖和制冷。通过这种方式，它们能够跟上并积极维持快速变化的全球能源系统，这一系统以电力需求上升和可再生能源占比的增长为标志。

如今，区域供热约占全球建筑供热需求的10%，在北欧、东欧及中国的使用份额更高，加拿大和爱尔兰等新兴市场的部署也在增长。目前，全球约90%的区域供热供应来自化石燃料。该基础设施能够实现可再生能源及其他低排放能源的大规模整合，如生物能源、太阳能热能和地热能以及核能。虽然只有一小部分网络已在低温水平运行，使可再生能源集成变得简单，但管道、变电站和控制系统的持续升级将是释放更大灵活性和效率的关键。

区域供热网络在密集的城市地区尤为重要，其益处不仅体现在可再生和储能的整合之外，还包括更便捷的基础设施管理、高效利用空间、废热回收以及降低本地空气污染。

本评论探讨了能够增强区域供热在不断变化的能源格局中作用的关键新机遇，扩大热能回收并促进系统灵活性。

区域供热系统可选热源的示意图

从新热源和未开发热源回收更多废热流，可以释放效率提升

区域供热是回收本应废弃热流的最高效技术，有时也是唯一。因此，它们在提升系统能效方面发挥重要作用。虽然高温废热通常已被工业回收或用于发电，但大量低于100°C的废热仍会排放到环境中。现代区域供热网络可在较低温度下运行，整合多种热源，同时最大限度减少配电损失。未来能源系统中日益增长的用电用户，如数据中心或氢电解槽，会产生低温废热，如果靠近城市区域，则增加回收机会。利用热泵将低温废热升级至适合区域供热的高温，进一步使得原本无法使用的热源（如废水或退役煤矿的矿水）得到有效利用。

人工智能的发展和日益广泛应用推动了数据中心电力需求的强劲增长。虽然目前它们约占全球电力需求的1.5%，但到2030年，需求将翻一番。数据中心几乎所有的用电都转化为可用热能，其中约70%-80%可通过热泵回收。数据中心通常靠近城市中心，是利用废热进入区域供热网络的理想机会。例如，在斯德哥尔摩，已有20多个数据中心满足了1.5%的区域供暖需求;而在芬兰埃斯波，一组新建的数据中心将为约10万户家庭提供足够的废热。尤其是在欧洲，未来热量回收潜力巨大。如果完全集成到区域供热网络中，数据中心的再利用热量到2030年可为5公里范围内的建筑提供高达300太瓦时的空间供暖。这大约足够欧洲10%的家庭使用。虽然已有数据中心废热回收技术，但将其整合到现有网络中存在挑战，如需要明确的商业模式和资费结构。

在附近，数据中心提供了相对较高的废热温度，具有高度高效的区域供热潜力。相比之下，污水系统产生的污水温度较低，这在温带地区具有优势，因为在较暖的月份，它也可用于区域制冷，从而实现全年设备和基础设施的更高利用率。污水随处可见，污水系统和污水处理厂通常位于人们居住的地方，也就是说，正好与需要空间供暖和制冷的地方重合。热能可以通过热泵回收，热能可以分散式地直接从位于城市的网络回收，也可以从污水处理厂集中回收。因此，废水作为供暖和制冷来源的高效利用关键在于对温度和流量流进行地理分布，以识别最高的潜能。例如，新西兰基督城应用能源规划公司的一项地图研究发现，对于约40万居民的城市，废水可回收约80兆瓦的热能，足以为全市约1万户家庭供暖。污水处理厂的热回收越来越被利用。例如，中国青岛市正在扩建和加装其区域供热系统。污水热泵预计将为城市提供49兆瓦供暖和45兆瓦制冷能力。而在德国，汉堡市正在一座污水处理厂建设四台大型热泵，该厂可产生60兆瓦的热能，足以供近4万户家庭使用。

通过部门整合，区域供热为电力系统提供更多灵活性

数据中心、电动汽车、热泵、空调、氢电解器和电气化工业流程等新型电力用户推动了电力需求的强劲增长。大部分需求增长由新的可变可再生能源满足，这需要系统的更大灵活性。区域供热可以在高发电时间利用风能和太阳能发电的低成本可再生电力，为电锅炉和大型热泵发热。在丹麦奥胡斯，区域供热系统利用大型电锅炉在低价期吸收多余的风电，既减少了热量排放，也提升了电网的稳定性。编译 陈讲运

区域供热可以通过减轻电网负担来支持电气化。如今，联合发电厂（既发电又发热）在维持地方电网平衡方面发挥着尤为重要的作用，因为这些电厂通常将热量输送到区域供热网络，因此比其他电力来源更靠近人口中心。此外，如果以灵活方式部署，管理电力高峰期或吸收过剩的可再生能源，区域供热还能帮助释放电网容量，用于电气化其他终端使用部门。通过使用热储能，区域供热系统可以吸收更多多余电力，产生热量以备后续使用。在芬兰赫尔辛基，正在建设世界上最大的地下热储存设施之一，用于储存夏季产生的热能或多余的电力来源热能，以供冬季供暖需求，支持季节性平衡。同样，在德国汉堡，一个200万升的水箱内置于能源储能舱内，作为热储单元，平衡供需与区域供热，帮助缓解电网拥堵。

数字化提升了区域供热系统的响应性和灵活性。智能热量表和先进控制使区域供热网络能够更精准地调整供需，优化运营，利用实时数据，包括天气、用电模式和电力市场信号。在大哥本哈根地区，智能热量计量的广泛部署提升了负荷预测、需求响应和运营效率。在荷兰，采用供热网络数字孪生优化区域供热运营，基于实时天气预报、智能电表数据和供暖系统传感器显示温度、水流量和压力。

量身定制且设计良好的政策支持对于新兴的区域供热机会至关重要

没有任何供暖和制冷系统能成为融入和支持不断变化的能源格局的“灵丹妙药”。正是对当前和未来供暖和制冷需求、其空间和时间动态以及本地资源可用性的理解，使城市和政府能够设计出连贯的策略，最大化效率并最小化排放和成本。

有三个关键因素可以指导前进。

1.热成像和综合规划是识别最具成本效益和可持续解决方案的关键工具——从热泵等单项技术到现代区域供热和制冷网络等共享基础设施。像Heat Roadmap Europe、ReUseHeat以及联合国环境规划署哥本哈根气候中心在区域能源领域的工作，支持城市和政府推进这一系统层面的方法。德国的《热能规划法》为协调国家热量图绘制和规划提供了有力的政策范例，这一点在2025年IEA能源政策审查中有所强调。同样，修订后的欧盟能源效率指令要求成员国根据地理位置、温度和可用时间等因素绘制未来需求图谱，并评估废热潜力。将此类系统范围规划纳入政策框架，有助于克服基础设施解决方案（如区域能源）的障碍，并确保成本效益分析优先利用现有废热和可再生资源，再投资新容量。

2.框架条件，如电力和化石燃料价格，在决策中起着重要作用。像芬兰那样降低热能生产的电税，可以使电力解决方案更具竞争力，并支持一个高度整合的能源系统。

3. 包含明确分区框架的有针对性支持政策，可以利用综合热量规划和地图的成果，激励在最适合区域的区域供热基础设施投资。

区域供热基础设施的实施需要精心规划，但只要条件合适，技术在提升效率、减少排放和增强能源系统的韧性方面可以发挥更重要的作用。要实现成功，需要政府与产业的协调努力，以及支持政策框架。IEA可以通过提供知识和最佳实践分享平台来提供帮助，包括区域供热与制冷技术协作计划、数字需求驱动电力网络（3DEN）倡议、国家能源政策审查以及具体会议，如IEA每年举办的全球能源效率会议。

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