11月12日央視新聞報導,北京2025至2026年度供暖季將於11月15日正式達標供熱。今年冬天,供熱體系裡多了一類不燒煤、不燒氣的熱源:再生水。海澱區東升科技園二期是其中單體規模最大的項目,地下能源站裡的4臺離心式水源熱泵機組,負責整個園區16棟寫字樓的供熱。
這項技術聽起來門檻很高,但它做的事其實很日常:把已經處理過的污水裡殘留的溫度「借」出來用,用完再把水原封不動還回去。
搬熱,不搬水
整套系統的關鍵數字是「5℃」。供暖季期間,每天至少10萬立方公尺的再生水,從直線距離約1.8公里的清河再生水廠經管道送進熱泵機組。來水溫度約15℃,熱泵提取熱量後,回水約10℃。也就是說,系統只拿走這5℃的溫差,水量一點都不消耗,提取完熱量的再生水即刻全部返回水廠。
北京北排清潔能源投資有限責任公司運營安全部項目經理王明華把熱泵機組比作能量的搬運工。運作流程是這樣:蒸發器裡的製冷劑先吸收再生水中的低溫熱能,接著進入壓縮機做功,變成高溫高壓氣體,再進入冷凝器轉化為高溫液體,最後由經濟器調節出水溫度,供能末端出水約45℃。
這裡有個容易誤會的地方:再生水的進水管、回水管與供暖管道並不連通,供暖水管裡流的是另一套循環水。兩邊只透過熱泵機組交換熱量,所以再生水的水質全程不受影響,也不會進入任何供暖設備。打個比方,這像冬天把手貼在保溫杯外壁暖手,你借走了杯子的溫度,但一口水都沒喝到。
至於為什麼用電的熱泵會比電暖器省,原理在於熱泵的電能主要用來驅動壓縮機搬運熱能,而非直接產生熱。每消耗1份電能,可搬運2至4份環境熱能,在適宜工況下制熱效率高於電阻直接加熱。
這五度溫差,撐起一個園區
那5℃聽起來不多,但乘上每天10萬立方公尺的水量,總熱能足以滿足東升科技園整個園區的供暖需求。這也解釋了為什麼再生水是理想熱源:經過處理的水水溫常年穩定,冬天不會太冷、夏天不會太熱,對熱泵來說是可靠的工作環境。
北京市排水管理事務中心再生水科副科長王喆表示,再生水已是首都穩定可靠的第二水源,2025年利用量超過13億立方公尺,佔全市水資源供給總量三成以上,主要用於河湖生態補水、工業生產、園林綠化和城市環衛。這個定位與我們先前分析過的南水北調中線年度供水量屬於同一張水資源帳本:一座城市的水從哪來、用到哪去,每一種用途都在排擠另一種。
目前北京中心城區已有11座再生水廠利用水源熱泵為廠區製冷、供熱,東升科技園、北京南站、高碑店華能一期等項目已建成穩定運行,南中軸、高安屯熱網增綠項目正在推進前期工作。北排能源公司還落地了國內首個再生水餘熱回收與城市集中供熱管網高效耦合項目,即華能北京熱電廠再生水餘熱回收併網集中供熱項目。
省下的帳,和下一步的訊號
北排清潔能源副總經理董海峯給出的數字是:相較傳統能源供熱,水源熱泵項目可節約超過30%的化石能源消耗,運行階段為零碳排放。該公司目前供熱面積達286萬平方公尺,一年節省3萬多噸標煤,減少碳排放7萬多噸。
值得注意的是後續規劃的方向。王喆表示,將推進酒仙橋第二、減河北、臺湖等重點再生水廠建設,並在新建、改擴建再生水廠的設計階段就預留熱能利用的實施空間,同時更新改造再生水管線和污水管網。這個細節很重要:熱能利用若要擴大,靠的不是事後改裝,而是在水廠選址、用地規劃、工程建設的階段,就把供冷供熱設施一起畫進圖紙。董海峯則透露,將探索水廠周邊工業及居民的用熱製冷需求,並依託供熱大網周邊具備再生水和污水條件的點位,為市政供熱管網補熱。
從城市基礎設施的角度看,這套做法的價值在於把兩套原本各自獨立的系統接了起來。污水處理廠過去只管把水處理乾淨,現在多了「順手發電廠」的角色,處理完的水在回歸河湖或再利用之前,多送出一程溫度。對住在城市裡的一般人來說,暖氣的來源正在從煙囪慢慢搬到水管,而這條水管,本來就在那裡。