瑞典布罗斯的区域供热厂，2019年1月。[stilrentfoto / Shutterstock]
本文是我们特别报告区域供热的一部分。
乌克兰的战争正在改变选择燃料供应区域供热网络背后的经济基本面，大型热泵成为希望脱碳的能源运营商更具吸引力的选择。
区域供热 - 地下运行的热水管道网络 - 为欧洲各城市的数百万户家庭供电，约占欧盟供热量的10%。
然而，根据欧盟范围内的行业数据，其中大部分都依赖于污染严重的化石燃料 - 主要是天然气和煤炭，目前分别占燃料组合的30%和26%左右。
在俄罗斯入侵乌克兰之前，许多欧盟东部国家已经计划将其区域供热系统转换为化石天然气，化石燃料发电产生的煤炭排放量约为发电厂燃烧时全球变暖排放量的一半。
这被视为实现欧盟气候目标的一种具有成本效益的方式。但随着天然气价格飙升，这些假设现在被颠倒过来。
“用天然气供暖的经济性已经完全改变，”监管援助项目（RAP）欧洲项目主任Jan Rosenow说，该项目是一个致力于加速向清洁能源过渡的非营利组织。
根据Rosenow的说法，欧洲国家在区域供热中使用了如此多的天然气和煤炭的原因很简单 - 这是因为它们的运行成本更低。然而，他说，情况已经发生了变化：煤炭和天然气变得更加昂贵，而与此同时，可再生电力和热泵的成本已经下降。
“在欧洲，我们在很长一段时间内受益于相当低的天然气价格，因为我们从俄罗斯获得了大量天然气。那就是现在完全改变了，“他说。“多年来，有这样一个故事，天然气将被用作过渡燃料，以取代区域供热中的煤炭。但我认为现在有一个更有力的理由说，这不再是一个可行的战略，我们需要跳到别的东西。
这是什么其他东西还不完全清楚，有很多选择可用。
欧盟准备提高能源效率目标以消除俄罗斯天然气
欧盟委员会正在修改去年提出的能源和气候法律方案背后的经济假设，称乌克兰战争推动的天价天然气价格加强了更雄心勃勃的能源效率目标的理由。
桌面上的选项
一个巨大的未开发资源是工业和电力部门产生的废热。根据欧盟资助的一个研究项目，欧洲“可以通过收集这些废热并通过区域供热网络供给它们来节省目前用于加热建筑物的所有天然气”。
使用废热的最大优点是不需要安装额外的发电能力。“这就是为什么我们必须专注于再利用工业设施的废热。这是一个巨大的未开发潜力，不需要额外的能源供应，“代表布鲁塞尔区域供热部门的欧洲热能与电力协会主席Birger Lauersen说。
不利的一面是，收集和分配废热需要建设新的管道基础设施，由于行政复杂性或政治冷漠，这可能需要数年才能完成。
另一个越来越有吸引力的选择是大型热泵。“在丹麦，芬兰和瑞典，我们看到越来越多的人用于为区域供热，”Rosenow说。“所以有一个转变正在发生。我们接下来要去的地方显然是有利于可再生电力和热泵。
与天然气相比，生物质也变得越来越有竞争力，尽管从可持续性的角度来看，这可能是一个问题，因为它涉及砍伐树木，这在冷却地球气候方面起着至关重要的作用。
“我不是燃烧生物质取暖的忠实粉丝，”Rosenow说。“但显然，天然气的新地缘政治形势正在使生物质更具成本竞争力。我认为存在一种风险，即我们关闭天然气和煤炭生产，转而使用生物质。但经济学正在推动我们朝着这个方向前进。
在波兰，能源集团正在研究所有可用的区域供热脱碳方案。
他们面临的挑战是巨大的：波兰近600万户家庭（1400万户）目前由区域供热网络供电，这些网络70%使用煤炭，这是污染最严重的化石燃料。
由于气候变化是欧盟层面的首要政治目标，波兰的首要任务是首先摆脱煤炭。“我们的目标是到2030年逐步淘汰区域供热中的煤炭，”波兰最大的电力公司Polska Grupa Energetyczna（PGE）负责监管事务的副总裁Wanda Buk说。
“在我们的几个地点，我们正在评估建造大型热泵的可能性，我们预计在这一领域将有巨额投资，”Buk说，并补充说PGE也在探索电力加热技术和大型电锅炉。
针对单个家庭的小型热泵也在积极推广。“波兰的热泵市场去年增长了约88%，”波兰气候与环境部区域供热主任Piotr Sprzaczak说。“所以这是我们想要追求的东西，”他补充说，去年在华沙安装的热泵比在伦敦安装的热泵更多。
欧洲对热泵的蓬勃发展的需求暴露出瓶颈
高昂的天然气价格导致欧洲各地对热泵的需求激增，暴露出一系列瓶颈，限制了行业的交付能力，包括熟练劳动力的短缺，以及同时对建筑物进行隔热以确保最大效率的需求。
波兰表示将“到今年年底”摆脱俄罗斯天然气
但专家警告说，部署煤炭替代品需要时间，并表示天然气可能在一段时间内仍然是其中的一部分。
“我认为一次更换所有天然气将具有挑战性，”国际能源署国际区域供热研究中心IEA DHC的项目经理Andrej Jentsch说。
“即使是雄心勃勃的计划也需要时间，”他在最近的EURACTIV活动中说。“就个人而言，我肯定会投票支持尽快向可再生能源和无排放源过渡。但这对社会来说可能非常昂贵，所以这是一种平衡行为，“他说。
在波兰，供暖脱碳的努力也是由于对空气污染的担忧，空气污染通常在冬季会变得更糟。华沙最近发起的一项清洁空气计划鼓励家庭“从硬煤炉转向锅炉，热泵和颗粒锅炉”，Sprzaczak在本周早些时候举行的EURACTIV活动中解释说。
“波兰人希望呼吸干净的空气。但为了提供清洁的空气，我们还需要区域供暖，“他补充说，并坚持认为华沙需要”一整套解决方案“来脱碳 - 包括天然气。
波兰最大的电力公司PGE已要求欧盟监管机构在区域供热系统中有更多的余地来取代煤炭，并警告说，修订后的能源效率指令（EED）中提出的新标准过于严格，不允许使用天然气作为过渡燃料。
“当然，我们理解乌克兰战争构成威胁，因为大型区域供热系统的天然过渡燃料是天然气，”Sprzaczak说。然而，他补充说，波兰已经做出了巨大的努力，使其供应商多样化，并表示俄罗斯天然气将在几个月内退出。
“到今年年底，波兰将完全摆脱来自俄罗斯的天然气，”Sprzaczak在EURACTIV活动中告诉与会者。“但现在我们需要区域供热的解决方案，”他补充说，并表示挪威和美国的天然气需要保持在波兰可用的选择范围之一。
燃气热电联产案例
Jentsch同意天然气仍然可以在区域供热中发挥作用 - 但前提是它使用同时产生热量和电力的高效热电联产厂。“CHP（热电联产）是一种可以轻松帮助快速减少对天然气依赖的技术。所以从本质上讲，我们使用相同的燃料，我们只是做得更好，“Jentsch说。
据他介绍，使用高效热电联产代替电锅炉可以减少50%的天然气消耗，同时释放可再生能源容量用于其他用途。“因此，从本质上讲，我们可以将天然气需求减半，而无需使用可能尚未以足够速度部署的可再生能源，”他说。
该行业认为，在区域供热网络中使用燃气热电联产也避免了给电力网络带来太多的额外压力。“我们无法实现一切电气化，”欧洲COGEN贸易协会的Hans Korteweg警告说，CHP可以在太阳能或风能供应不足的冬季高需求时提供电力。
然而，该行业认为，欧盟目前正在提出的区域供热的新脱碳目标过于雄心勃勃，无法实现。“能源效率指令的一些修正案表明，从2025年开始，CHP应该接近100%可再生 - 这是不现实的，”Korteweg说。
欧盟委员会试图缓解该行业的担忧。欧盟执行委员会能源部官员克劳迪娅·卡内瓦里（Claudia Canevari）在活动上告诉与会者，新标准仅适用于新投资，不适用于现有的天然气热电联产基础设施。
欧盟委员会的立场与Rosenow等环保主义者的担忧相呼应，他们警告不要投资液化天然气终端等新的天然气基础设施，称这些基础设施与欧盟的气候目标不相容。
“在五年内，当战争有望长期结束时，基础设施仍将存在，”Rosenow说。“我认为这是一条危险的途径，因为它将我们锁定在昂贵的基础设施中，并使整个努力更加昂贵。
