2022年夏天，濟南將集中供冷這一鮮有關注的模式拉到了聚光燈下，引發熱議。
集中供冷，以及早已在北方實行幾十年的集中供暖，都屬于區域能源系統，其背后隱含的是節能減碳以及建筑節能路徑的討論。在能源短缺的當下和“雙碳”戰略的背景下，建筑節能身上的擔子越來越重——我國建筑耗能占全社會總能耗的20%以上，建筑已成為我國能源消耗的三大“耗能大戶”之一。
不過，業界針對區域能源系統利弊的爭議已久。中國工程院院士、清華大學教授江億在該領域研究多年，曾多次在公開場合對集中供冷表達過反對意見，他即認為，集中供暖“僅有一利”，但集中供冷、冷熱同供均存在資源浪費。
在接受記者提問記者采訪時，江億院士指出，未來建筑節能在用先進技術手段提高效率之外，更重要的是保持中華民族節儉的美德，繼續保持養成的綠色使用模式。
供冷與供熱不一樣
記者提問：幾年前，你就集中供冷這個話題接受過采訪，當時你是持反對意見的，如今的態度有無變化？
江億：我依舊持堅決反對的態度，而且走到哪里都是這個觀點。2000年，我應邀到日本東京、大阪、名古屋多地與熱力公司研討，當時他們跟我說，日本在搞集中供冷，我跟他們舉行了三場辯論，一開始他們舉了許多優點，到最后花了一個星期雙方達成共識，集中供冷只有一個優點：日本缺少足夠的工程師管理制冷設備，集中便于管理。
記者提問：我注意到，你也做了不少集中供熱研究，為什么集中供熱你是支持的？
江億：北方集中供熱，能耗高、損失大、投資大，問題很多，但為什么還要做呢？這是因為“有一利”。因為供熱需要燒煤，只有越大的鍋爐才越干凈、越好管理。
現在一些地方想要“煤改氣”，用天然氣供熱，就有人想直接將煤鍋爐改成燃氣鍋爐，我認為這極其不對——天然氣應該是分散的，讓大家自己燒就可以了。
我們曾經做過一個調查。2005年前后，北京回龍觀小區開始分戶用天然氣壁掛爐供熱，用戶可以調節溫度，我們入戶測溫、調查住戶的感受。結果發現，壁掛爐用戶家里平均18-19度時，用戶就覺得很舒服，而集中供熱用戶家里平均21度，用戶還覺得冷。我們調研既用過集中供熱，也用過壁掛爐供熱的用戶，七八成都覺得壁掛爐好——省錢了，還可以自己控制冷熱。現在北方集中供熱只有不到10%是按照熱表收費，多數還是按面積收費。
對于集中供熱而言，不管家里有人沒人，即便一棟樓只有一戶交錢，供熱公司也要供熱。我們統計過全國供熱企業的運行數據，在能源價格上漲的情況下，北方供熱公司能源成本占52%左右，其余48%都是人工費和設備折舊費等。
綜合算下來，如果用壁掛爐，成本實實在在比集中供熱低。
記者提問：集中供熱還有這一“利”，集中供冷就沒有了嗎？
江億：供冷與供熱不一樣。
供熱主要對付的是“墻”。冬天的北京，室外零下10度，室內20度，內外溫差30度，我們能感受到越靠近墻越冷，想讓屋子暖和，就要讓墻加熱到20度，但墻的熱容大，加熱墻絕非易事，一個沒有供熱的房子從開始供熱到室內熱起來至少需要兩天。正因如此，供熱不能有人就供熱而沒人就不供了。
供冷對付的則是室內的熱源。南方夏天室外35度，室內25度，內外溫差至多也就10度，只有北方供熱的1/3，實際上通過墻“跑”出去的冷量只有1/3不到。由于主要是對付室內發熱的熱量，南方開空調20-30分鐘，屋內就涼快了。
而且北方冬天室內冷是因為室外溫度低，但夏天熱不只有室外溫度高一個原因，還有太陽光照射、一間屋子很多人一起開會等，并不是所有房間都熱、都需要冷。
正因為這種特點，北方供熱需要的是連續供熱，而南方供冷不需要連續，有人在就開空調，沒人在就關掉。
建筑節能不能單純看效率
記者提問：會不會有用戶為了舒適性，追求這種恒溫居住條件？
江億：2020年，我們對12527套住宅建筑多聯機中央空調的運行狀況進行了調查，這種多聯機制冷空調安裝一套的費用要十萬多，安裝的都是高收入群體。
實際數據表明，開啟時間最多也就3000個小時，這種情況很少，多數是1000-2000小時，也有不少只開500個小時。而在空調室外機運行狀態下，52.5%的情況，只開一臺室內機，28.8%的情況運行兩臺室內機，這二者就占了絕大部分，同時開啟五臺室內機的情況只有0.8%，鳳毛麟角。
這就是用戶的使用習慣，設計的時候認為室內機都開，但絕大多數只開一臺或兩臺，造成大多數情況下系統低效運行，而根本達不到滿負荷運行時的高效工況。
記者提問：中央空調不是效率更高嗎？
江億：中央空調確實效率高，用一度電平均出3.5度冷，分體機只出2.6度冷，比中央空調低。有人認為效率高的好，2003-2006年，各地提倡建筑節能，進行補貼，結果都補在了中央空調。
但是建筑節能不能簡單看效率，還要看實際使用量是多少。我們十多年前就調查發現，北京安裝分體空調——一個屋子一臺，平均一平米的住宅耗電量一夏天就是兩度電到三度電，最多4度電，而安裝中央空調就要20度電。設想一棟樓里只有一家有老人，一直在家，其他人白天都上班去了，你說該開空調還是不開？
辦公樓也會有這樣的問題，員工都下班了，老板還在加班，中央空調是開還是關？最常見的是老板辦公室自己加裝一個分體機。
如果上升到一個區域問題就更大了。我上周到外地一個區考察，當地政府為了節能減碳，搞了二十幾個區域能源站，每個能源站管一二百萬平米。我問怎么算賬，他們說便宜——北方供熱每平米30塊錢，而當地供熱和供冷一共50元。我跟他們說，如果我是你的用戶，一平米50塊錢交給你了，我還會沒人就關空調嗎？不可能！而且一旦制冷不好了，我還投訴你。用能是不是反倒要高出很多倍？
我考察另一個地方的區域能源系統，管道、系統設計得都很好，運行管理數據也不錯，但運行還是賠錢。原來當地根據用戶盤管的開啟小時數收費，高、中、低速價格各不相同，關閉則不要錢。結果用戶實際開機率很低，只有在有人且覺得熱的時候才開啟。結果運行維護成本很高，卻收不到多少錢。要是大家把空調都開起來，效益就不一樣了，可是也不能去動員用戶多開空調，如果這么干，不就是鼓勵人家高碳生活嗎？
冷熱同供會造成浪費
記者提問：如果是商業寫字樓，做區域能源系統是否更適合？
江億：一棟樓底下有一套供冷系統無可非議，但把十幾棟樓連到一起，直徑一米粗的管道互相連接，把地下空間都占了，好處在哪？尤其是CBD這樣的地方，不僅地上寸土寸金，地下也是，巨大的管道會為地下空間利用帶來很大的負面影響。
每棟樓設獨立的供冷系統，通過相互連通也可以靠互相備用來提高可靠性，通過智能化也可以實現無人值守，一個公司同樣可以同時管理十棟樓，工作人員進行巡檢就可以了。
而且多棟樓集中在一起實現水循環需要有水泵，水泵需要耗電，耗的電都變成熱，又加熱了冷凍水。我考察日本新宿的一個供冷項目，冷損失10%中，只有1.5%是管道保溫不好，其余的8.5%都是水泵電耗轉換成的熱量。
記者提問：既然南方不適合集中供熱，而長江流域冬季又冷，如果采取冷熱同供的方式，都用一條管道，會不會是一個好的選擇？
江億：建筑內瞬態所需冷量大于熱量，即便是很冷的地方，瞬間最大冷負荷也比熱負荷大。例如哈爾濱公共建筑的空調制冷負荷每平米要七八十瓦，而供熱負荷只要四十瓦。因此供冷所需的水循環量大，一般情況下，供熱屋內每平米需要1千克水循環，而供冷就需要4千克水循環。所以冷熱同供的管道直徑就需要變大，水泵也需要做改變。冷水熱水都在相同的管子里跑，循環流量只能以大流量為準，在冷熱同供下，最后只能是也用大流量供熱，造成浪費。
綠色用能比提高能效還重要
記者提問：“雙碳”背景之下，既然靠區域能源系統做到減碳存在困難，建筑節能還有什么路？
江億：要實現碳中和就一定把建筑用能降下來。建筑用能降下來主要有兩方面：一方面是用先進技術手段提高效率；另一方面就是要堅持維護中華民族節約的傳統美德——綠色使用模式，這一點不好好堅持，就很難實現低碳節能，這件事恐怕比提高能效還重要。
我們的用能系統要想方設法做到支持分散、靈活調節，滿足各種各樣不同的需要，或者稱之為部分時間、部分空間提供服務——有人就提供，沒人就關掉。絕不能搞那種全時間、全空間，有人沒人永遠開著的模式。那種模式效率再怎么高，能耗也會非常高。
記者提問：在全國夏天趨熱，冬天南方冷凍，特別是人們對舒適性要求越來越高背景下，有什么好的能源解決途徑？
江億：分體空調怎么不舒服了？通過合理的送風方式，分散式空調可以做到在室內側與中央空調一模一樣。中國中央空調設備最權威的研究機構是合肥通用機械研究院，全國的空調制冷設備都要送去檢測。他們蓋了辦公樓，卻沒有用中央空調，我問他們院長，為什么不裝一套中央空調？對他們來說，設備投資根本就不是問題，但他們知道中央空調的電費和維修花銷都要比分散式大得多，所以人家最后不用中央空調，而是采用適合于這種辦公建筑、能夠分別控制每一個房間的多聯機方式。
冷熱電三聯供不能提倡
記者提問：有一些學者比較推崇冷熱電三聯供，國內也有不少相關項目了，這是未來能源的解決路徑嗎？
江億：冷熱電三聯供的概念上世紀九十年代就開始熱了。后來美國能源部還有一個研究報告預測2020年就全是三聯供了，但實際上根本沒有實現。
國內上海浦東機場、虹橋二期，北京南站都做過冷熱電三聯供。當時認為燃氣發電，冬天余熱能供熱，夏天余熱能供冷，但實際運行效率都不高。一個建筑用多少電是變化的，用多少熱、多少冷也是變化的，它們變化規律不一樣。每年只有一小段時間熱與電或者冷與電需求的比例合適。所以業內一直有爭論，應當以電定冷，還是以冷定電。但這樣就產生新問題：以電定冷，為了發電，冷會多出來，多出來的冷就浪費了；以冷定電實際上就成為集中供冷，就出現上面說的這些問題。
中國大多數燃氣電廠，運行小時數很小，因為燃氣比煤貴得多，一發電就賠錢。中國的電力系統，最缺的就是靈活電源，在未來低碳的能源體系下，為了消納風電、光電，我們需要大量的靈活調節電廠，而燃氣電廠適合擔此重任。
而燃氣電廠一旦變成冷熱電三聯供，就失去了其作為靈活電源為電網調峰的功能。從上述幾方面看，冷熱電三聯供不能提倡。
未來要重視余熱
記者提問：我們發現，不少項目宣稱用電廠余熱制冷，對此你怎么看？
江億：熱電聯產是收集電廠的余熱，讓它去供熱，這是我現在使勁推廣的。
熱只能從高溫向低溫處轉移，而制冷是讓熱量從低溫向高溫處轉移，這就必須投入功。電廠余熱三四十度，是發完電剩下的“垃圾熱”，已經發不出什么電來了，這種熱不能做功，更不能制冷，但是這個溫度的熱卻有可能作為供熱熱源。
想要制冷需要更高參數的熱，但如果用更高參數的熱，就會減少發電量。例如一臺機器能發1萬度電，發電后的余熱不能制冷，而為了使余熱能制冷就只能發9000度電，同時產生3000度冷量。但如果將這1000度電發出來，再通過電制冷，則可以產生5000度冷量。電廠的余熱制冷并不劃算。
記者提問：那供暖未來的方向是什么？
江億：我們要充分挖掘各種余熱資源，集中的系統把低品位余熱送到千家萬戶，然后再通過末端變換解決供熱問題，各種各樣的余熱都可以收集回來供暖，哪怕三四十度的余熱都可以供暖，但它不能用來供冷。做事需要因地制宜，根據實際情況出發，不能違背客觀規律。
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