谢绍东:暖通行业的环保视角
从源头上减少PM2.5污染物排放
PM2.5即细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质,且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
颗粒物的成分很复杂,汽车尾气、工业排放和建筑扬尘是PM2.5的主要构成物,但这三者的比例,根据不同城市的产业结构而不尽相同。在长三角,较为密集的燃煤电厂、石油化工业产生了大量的工业污染物。工业排放与汽车尾气的“贡献”比例基本是“五五开”。
预防PM2.5的方法有很多种,近年空调、加湿器、新风机等净化通风设备的市场宣传重点是可以明显降低PM2.5的浓度,但谢绍东认为,所谓的新风系统其实就是一种换风系统,在加装了空气过滤系统之后能够对大颗粒物有过滤效果,但是过滤PM2.5的有效性仍有待检验。“就目前来看,新风机组是能够过滤PM10左右的大颗粒物的,但是对于PM2.5恐怕作用不大。PM2.5控制的关键是从源头上减少排放。对暖通空调行业而言,需要大力推广清洁环保能源,降低建筑能耗。”
从大气污染控制技术方面来说,中央空调系统是对居室及公共场所的空气污染物进行净化的关键技术,通过设置过滤器和净化组件,集成过滤、吸附、抗菌、杀菌等多种净化技术,实现室内温度和空气品质的全面调节。谢绍东强调,在改善空气质量方面,空调系统能够发挥一定的作用,但空调设备本身是耗能大户,它的节能降耗、低碳发展至关重要。
据了解,2012年我国一次能源消费总量已达到36亿吨标准煤,按照计划到2020年,我国能源消耗量不应超过40亿吨标准煤。从目前来看,我国建筑运行能耗一直维持在社会总能耗的20%至25%。建筑能耗的提高主要由于目前建筑节能工作更多地是考虑提高能效,也就是提高各类用能系统的效率,但同时也大幅度提高了建筑服务标准,如照明水平、空调水平、建筑辅助设备水平如电梯安装量等,二者综合,实际用能量还是有所增加。此外,就是近年新建的公共建筑、商业建筑大多为“大体量”、“超高层”、“高档次”建筑,采用中央空调方式,全密封不可开窗,通风、照明、冷热等环境需求完全依靠机械系统通过消耗能源来提供。这类公共建筑和商业建筑单位面积的能耗是以往普通商业建筑能耗的3倍至5倍。
制冷剂选择的环保视角
谢绍东强调,制冷剂的选择对大气环境的影响意义深远。目前制冷技术被广泛应用在家用电器(电冰箱、空调器)、商用冷冻、冷藏及医疗、科研等领域,在人们的生活中发挥着至关重要的作用。目前使用较多的制冷剂是CFCs、HCFCs和HFCs。这三类制冷剂都属于氟利昂家族的成员,被认为是温室气体。氟氯烃( CFCs )类物质的过度使用是臭氧层破坏的主要原因之一。臭氧层变薄意味着到达地表的太阳紫外线增强。较强的紫外线辐射,会伤害人的皮肤、眼睛, 损坏人的免疫系统, 还会对粮食作物、陆生生物及水生生物造成危害。
为此,国内外都在研究氟氯烃( CFCs )类物质的替代方案,目前主要形成了以下三种替代路线。第一种是HFCs 制冷剂。仍以元素周期表中的“F”元素为中心,开发了以F、H、C元素组成的化合物,如:HFC134a、HFC32、HFC152a、HFC143a、HFC125等及其混合物R407C、R410a等是目前国内外采用的比较成熟的R22替代物。第二种是天然工质,由对地球生态系统无害的水、氨、二氧化碳、空气、碳烃化合物等自然工质组成,其中CO2尤其受到重视。CO2制冷剂是一种安全无毒、不可燃的自然工质,不破坏臭氧层、温室效应系数(GWP=1)、价格低廉、不需回收,可降低设备报废处理成本,未来CO2系统的效率可望达到与R12相当的效率水平。第三种是混合制冷剂,将两种以上的制冷剂按照一定的比例混合形成新的制冷剂。
当前在全球范围内尚未找到完全理性的替代制冷剂和完美的解决方案。国际上不同国家和地区对于未来替代技术的选择方面还存在巨大的分歧和争议,各国均是从其各自的政治和经济利益出发,对制冷剂替代技术的选择采取不同的态度。谢绍东认为,在中长期制冷剂的选择上可以参考几个主要参数,要考虑安全、环保、性能、经济四大因素。安全方面要实现无毒性的,低可燃性;环保方面要考虑臭氧破坏潜值和全球变暖潜值;要考虑其物理性能和能源效率,经济上要实现技术革新和低廉成本。应该综合考虑制冷剂整个寿命期气候性能,选择对全球气候变化影响更低的替代剂,才能实现温室气体的最大减排。
提高建筑的能源利用效率
据谢绍东介绍,从一次能源转换到建筑设备系统使用的终端能源的过程中,能源损失很大。因此,应从全过程(包括开采、处理、输送、储存、分配和终端利用)进行评价,才能全面反映能源利用效率对环境的影响。建筑中的能耗设备,如空调、热水器、洗衣机等应选用能源效率高的能源供应。例如,作为燃料,天然气比电能的总能源效率更高。采用第二代能源系统,可充分利用不同品位热能,最大限度地提高能源利用效率,如热电联产(CHP)、冷热电联产(CCHP)。另一方面,在暖通设计中广泛利用新能源。比如利用地热能,一方面可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应;另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。
最后谢绍东欣喜地说:“现在,公众在觉醒,越来越多的人意识到空气质量问题了,这就意味着我们的空气质量要开始好起来了。大家越关注,空气质量变好的希望就越大。大家都拿出口罩来管住自己的嘴,也就会管住自己的行为了。”
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