城市集中供冷可行吗？
作者：大型燃煤锅炉回收 发布日期： 2024-05-30
连续的高温天让城市用电量一再爆表。在中国，7月以来已有18个省级电网负荷创历史上最新的记录，江苏电网最高调度负荷第二年突破亿千万，该数字超过德国全境的用电量——仅为了带动城市数以亿计的制冷设备，城市已不堪重负。但事与愿违的是，城市的制冷策略反而令其高烧不断。从发电、输电的过程，到空调室内外气体的热量传递，都在不断加剧城市这座“热岛”的威力。需要一种更系统化、也更有效率的替代方案，改变现在饮鸩止渴的做法。
在伦敦，闷热的地铁内温度超过了40摄氏度，空调车厢却还需要10年才能成为现实；在东京，仅7月的酷暑就造成近百人死亡；而中国华北平原的一些城市，情况也很糟糕美国麻省理工学院研究团队发现，到本世纪末，这里将变成全球上最致命的热浪区。
连续的高温天让城市用电量一再爆表。在中国，7月以来已有18个省级电网负荷创历史上最新的记录，江苏电网最高调度负荷第二年突破亿千万，该数字超过德国全境的用电量仅为了带动城市数以亿计的制冷设备，城市已不堪重负。
但事与愿违的是，城市的制冷策略反而令其高烧不断。从发电、输电的过程，到空调室内外气体的热量传递，都在不断加剧城市这座“热岛”的威力。需要一种更系统化、也更有效率的替代方案，改变现在饮鸩止渴的做法。
前年，联合国环境署发起一项“城市区域能源行动”，把目光吸引至“区域制冷系统”（DCS）。该系统的原理是，通过城市大范围的水循环实现对某个片区建筑室内温度的调控。事实上，中国人对此更容易理解：北方城市已经用类似的机制实现了数十年的集中供暖。
但与集中供暖相比，集中供冷显然带来了更多争议：成本问题难以解决，对现有城市的大规模改造也会造成反弹。在最基本的理念层面，仍有许多人将供冷看作一种生活品质的改善而非保障性因素。对于越来越热的城市，集中供冷的可行性到底有多大？
早在1889年，美国的丹佛投用了全球第一份区域供冷系统计划。一百多年后，这种新型的制冷模式已被引入全球数百座城市当中。错综复杂的管道取代了传统的分布式空调，室外机吹出的令人不快的热气在建筑墙壁的内部被很好地隐藏了起来。
从多个层面来看，集中供冷的优势十分明显。对于城市居民和生产者，这在某种程度上预示着用更少的电换取一个更加恒温的室内环境。根据中国开发银行一份报告，该系统能够将能源使用率提高25%-50%。而在维修和使用年数的限制上等多重维度，它都比空调更有优势。
而对于城市治理者而言，这是对城市生态系统的再次重塑。在许多人看来，这是继化石能源改革之后对城市减排、提高能效的再度推进。取得的成绩也很明显：根据联合国环境署一份报告，该系统让多个城市有效实现减排，如慕尼黑每年因此减少了1100万吨CO2排放，而挪威的奥斯陆每年减排的CO2，相当于15万辆汽车开行1.5万公里的排放量。
区域制冷系统也逐步扩大其在城市的辐射范围。在巴黎，500万平方米的酒店、写字楼、政府楼、剧院和卢浮宫由最长71公里的管道提供制冷，而迪拜打造的全球最大的区域制冷系统，总投资额达到1.5亿美元。
2000年，中国印发《关于发展热电联产的规定》，鼓励各地区积极发展城市热水供应和集中供冷，扩大夏季制冷负荷，提高全年运行效率。自此，中国城市步入了建设区域供冷系统的探索，太原、济南等地展开了步伐。
但这些项目并未能持久。2014年，太原供冷项目由于道路改造与热源电厂的拆除而不得不面临暂停的厄运。当地负责的人介绍，该项目推广上的困难导致15年仅能维持成本。类似的情况也在济南出现：过低的使用率让制冷设备“名存实亡”，并最后导致项目的部分停止。
答案需要从供冷系统的原理上寻找。众所周知，要实现温度的改变就要发生热传导。例如，正常的情况下，空调通过制冷剂冷凝吸热的方式来冷却机身内的空气，这些被吹出的冷空气不断与室内的空气进行热量交换，以此降低室温。基于此，要在更大规模下进行热量交换，就需要找到与其需求相匹配的冷源。
在大部分区域供冷系统中，水被拿来当作冷源的主体部分，就近的水源就成了供冷系统运行的关键。而在区域供冷较成功的哥本哈根、多伦多和赫尔辛基等城市，天气特征情况使其临近的水源温度不会太高，它们一般都会采用冷水降温为主、冷凝器为辅的方式，白天将冷水输送至城区，通过管道循环出的热水被储存在城市的水库，到晚上再进行降温。
在多伦多，该系统还另有用处。由于安大略湖底层水温过低，不宜直接作为饮用水输送，这个循环系统就能够在一定程度上帮助其提升至合适的温度，而后再由当地的水厂处理配送。
该系统效率确实很高，但问题是，其对水源依赖十分严重。在更多不临湖、不临海的城市，则将目光放在集中供暖的老方法上利用当地过剩热能，推动覆盖整个区域的高效能冷凝器运转，即所谓的“高温制冷”。
以太原的集中供冷设备为例，它们就是将当地电厂作为热源，通过其产生的高温度高压力的水蒸气驱动制冷站内的“溴化锂制冷机组”进行制冷，该溴化锂充当的就是制冷剂的作用。
这种方式的好处是，能够将已有的集中供暖设备嫁接至供冷上来。但在实际运行过程中，这些城市遇到的最大阻力则来自改造难度上。一方面，原有供暖设备需要加上供冷的功能，另一方面，对建成住宅需要加装风机，任一条件的缺失，都可能会引起集中供冷的流产。
显然，与临海城市相比，这种制冷模式将会带来更高的成本，这也是许多城市的区域制冷系统无疾而终的原因。
与1877年首次在纽约出现的集中供暖相比，集中供冷已迟到了数十年，而其线个世纪上世纪90年代才迎来集中供冷的建设潮。而现如今，集中供冷似乎正迎来新的发展契机。据市场分析机构Markets and Markets发布的报告，到2021年，全球集中供冷市场规模将达到95.4亿美元。
尽管蓝海已然显现，但集中供冷的用途仍很局限。正常的情况下，要在大型商场、车站、写字楼，以及医院、实验室、工厂等特殊场所，你才能看到它们的身影。根本原因在于，集中供冷设备成本比较高、回报期长。对于普通用户而言，高昂的分摊费用稀释了电费的优势，而不成规模的布网也提高了运营成本。
以中国为例，去年，全社会用电量同比增长6.6%，其中，城镇和乡村居民生活用电量增长7.8%，居民用电的增长空间仍然很大。与此对应的是，需要有更多行之有效的措施降低这种增长，区域供冷系统正是一种方式。
在斯德哥尔摩，价格杠杆被用于推动系统的建设由于瑞典针对居民同样征收了相当高的用电税，让设置集中供冷系统显得相对划算。
与此同时，一种低影响的城市改造开发模式已被用于新设地下管网的布局上。尽管该方式主要是针对海绵城市的改造，但可以期待的是，该技术被更多地用于新的集中供冷设备对城市的引入上。
事实上，即便作为引领者，丹佛仍面临着推广的问题。就在十年前丹佛对当时的系统来进行扩容时，由于这种“无差别”的供冷方式造成了不同商户的众口难调，最后导致当地一座包含503个公寓的41层住房最终选择自建水箱供冷。
而另一个维度上，在集中供冷设备的全球分布中，美洲、海湾国家分别占了43%、33%。集中供冷并未能帮助许多真正有需求的地区解决炎热问题，这些都需要在其下一步发展中继续探索。
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