도시난방에 열회수 적용
지역난방에 열회수를 적용하는 것은 본질적으로 에너지의 계단식 활용과 순환 재생을 달성하는 것이며, 그 핵심 가치는 '에너지 낭비'와 '난방 수요' 사이의 구조적 불일치를 깨는 데 있습니다. 산업 생산 및 도시 운영 과정에서 다량의 중저온 폐열이 환경으로 직접 배출되어 에너지 손실을 초래할 뿐만 아니라 열 오염을 초래할 수도 있습니다. 중국에너지절약협회 화력산업위원회의 데이터에 따르면, 국가 산업 부문에서 연간 회수 가능한 잔열은 약 10억 8천만 톤의 표준 석탄 환산이며, 그 중 경제적으로 실현 가능한 회수 잠재력은 약 3억 2천만 톤으로, 2023년 도시 중앙 난방 총 에너지 소비량의 47%에 해당합니다. 이는 지역 난방에 충분한 잠재적 열원을 제공합니다. 기존 난방 모드와 비교할 때 열회수 난방은 새로운 화석 연료 소비에 의존하지 않습니다. 기술적인 수단을 통해서만 유휴 폐열을 포착, 정화 및 운송하여 지역 주민, 상업 및 공공 건물의 난방 요구를 충족할 수 있으며 "에너지 보존 및 탄소 감소"와 "생계 보장"이라는 이중 목표를 달성할 수 있습니다.
현재 지역 난방에 열회수 기술을 적용하는 것은 산업 폐열, 도시 폐열 등 여러 분야를 포괄하고 다양한 지역의 난방 수요와 자원 부여에 적응하는 등 다양한 시나리오를 형성했습니다. 산업 폐열 회수는 가장 성숙하고 널리 사용되는 시나리오입니다. 철강, 시멘트, 화학, 전기 등 핵심 고에너지 소비 산업에서 발생하는 공정 폐가스, 냉각수, 배가스 및 기타 폐열은 특정 기술 처리를 거쳐 지역 난방 네트워크에 직접 연결될 수 있습니다. 예를 들어, 산둥성의 "지난으로의 열담" 프로젝트는 요청 신파 그룹 발전소의 산업 폐열을 열원으로 사용하고 100km가 넘는 난방 파이프라인 네트워크를 통해 열 에너지를 지난으로 전달합니다. 최대 용량에 도달하면 지난시 약 1억 평방미터의 난방 수요를 충족할 수 있습니다. 각 난방 시즌마다 약 1299만 톤의 표준 석탄을 대체할 수 있으며, 약 356만 톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. 이는 1년 안에 탄소 격리를 위해 4개의 새로운 사이한바 산림 농장을 추가하는 것과 동일하며, 이는 지역 간 산업 폐열 난방의 벤치마크 프로젝트가 됩니다.
도시 폐열 회수는 폐기물 소각 폐열, 데이터 센터 폐열, 폐수 처리장 폐열 등 새로운 열원을 포괄하여 인구 밀집 도시 지역의 난방을 위한 혁신적인 경로를 제공합니다. 천진 동리구는 쓰레기 소각 시 발생하는 중저온 폐열을 열에너지 다단계 활용 기술을 혁신적으로 채택하여 열원으로 전환합니다. 3단계- 열 추출 공정을 통해 폐열은 80도 가열 온수로 변환되며, 이는 300만 평방미터의 가열 면적을 포함하는 12km 가열 파이프라인을 통해 Dabizhuang 가열 스테이션으로 운송됩니다. 이는 쓰레기 소각장에서 하루 1900톤의 생활 쓰레기를 처리할 때 발생하는 폐열을 전액 활용할 뿐만 아니라 난방비를 직접적으로 절반으로 절감하는 효과도 있다. 한 번의 난방 시즌에는 정부 보조금이 약 3,400만 위안 절약되어 생태학적, 경제적 이익이 모두 윈윈되는{10}} 상황이 됩니다. 또한 베이징 이좡(Yizhuang)에 있는 데이터 센터는 열 펌프 시스템을 사용하여 폐열을 회수하고 주변 주거 지역 120,000제곱미터에 겨울 난방을 제공합니다. 연간 열 회수량은 150,000GJ에 달하고, 탄소 배출량을 약 4,200톤까지 줄여 도시의 새로운 인프라에서 폐열 활용의 엄청난 잠재력을 보여줍니다.
기술 혁신은 열회수를 통해 지역난방에 힘을 실어주기 위한 핵심 지원입니다. 수년간의 개발 끝에 주로 열 펌프 기술, 흡수 열 교환, 유기 랭킨 사이클(ORC) 및 고온-수증기 변환 시스템을 포함하여 다양한 유형의 폐열에 적응할 수 있는 성숙한 기술 시스템이 형성되었습니다. 그 중 히트펌프 기술은 저온-폐열(100도 이하)의 회수 및 활용에 적합합니다. 소량의 전기를 소비함으로써 저등급 폐열을 난방 수요를 충족할 수 있는 온도까지 올릴 수 있으며, 에너지 효율비는 3-4 이상입니다. 이는 데이터 센터 및 하수 처리장과 같은 저온 폐열 시나리오에서 널리 사용됩니다.{10} 흡수열교환 및 고온{12}}수증기 변환 시스템은 중~고온 폐열(100도 이상)에 적합하며, 산업 생산에서 발생하는 고온 폐열을 별도의 가열 처리 없이 직접 난방 에너지로 변환할 수 있어 에너지 손실을 줄일 수 있습니다. 동시에 지능형 기술의 통합으로 열회수 난방 시스템의 안정성과 효율성이 더욱 향상됩니다. AI 알고리즘을 기반으로 한 열부하 예측 및 동적 제어 시스템은 실외 온도와 사용자 요구에 따라 실시간으로 난방량을 조정하여 에너지 낭비를 피할 수 있습니다. 새로운 상변화 축열재 적용으로 불안정한 폐열 공급으로 인한 문제점을 효과적으로 해결하고 난방 연속성을 보장합니다.
