Recupero del calore nelle città sostenibili
1, Valore fondamentale: utilizzo efficiente dello "stoccaggio energetico invisibile" urbano
Sostituzione energetica: la quantità totale di calore di scarto nelle città globali può coprire il fabbisogno di riscaldamento degli edifici; Il calore di scarto proveniente dai 22 paesi dell’UE può soddisfare oltre il 50% della domanda energetica.
Significativa riduzione delle emissioni di carbonio: riciclare 1 tonnellata di calore di scarto ≈ riducendo 0,2-0,3 tonnellate di emissioni di CO ₂, è una leva chiave per la neutralità del carbonio urbano.
Economia e sicurezza: ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, stabilizzare le fluttuazioni dei prezzi dell’energia e migliorare l’autonomia energetica urbana.
2, Fonti tradizionali e tecnologie di recupero del calore di scarto
1. Acque reflue urbane/acqua riciclata (la scala più stabile e più ampia)
Fonte di calore: acque reflue domestiche, acqua riciclata, temperatura stabile durante tutto l'anno (10-25 gradi).
Tecnologia: Pompa di calore con fonte fognaria (estrazione diretta/scambio di calore indiretto), il COP può raggiungere 3-5.
Applicazione: teleriscaldamento/raffreddamento, fornitura di acqua calda.
Caso: l'impianto di acqua depurata Qinghe di Pechino fornisce raffreddamento e riscaldamento per 1,6 milioni di metri quadrati, riducendo le emissioni di CO ₂ di circa 50.000 tonnellate all'anno; Il progetto Qingdao Regenerated Water Heat Source ha una capacità di riscaldamento annuale di 5.444 milioni di GJ e consente di risparmiare 28.000 tonnellate di carbone.
2. Calore disperso dai data center (alto-grado, continuamente stabile)
Fonte di calore: Dissipazione del calore del server (30-45 gradi), emissione continua durante tutto l'anno.
Tecnologia: riciclaggio con raffreddamento a liquido/aria-+riscaldamento con pompa di calore, calore combinato, elettricità e raffreddamento.
Applicazione: riscaldamento di edifici circostanti, serre e refrigerazione ad assorbimento.
Caso: il data center Alibaba Zhangbei fornisce calore di scarto per una serra di 100.000 metri quadrati, riducendo il PUE a 1,08.
3. Calore di scarto industriale (grande quantità, ampia gamma di gradi)
Fonti di calore: acqua circolante proveniente da centrali elettriche, calore di scarto da industrie chimiche/siderurgiche/petrolchimiche, gas di scarico e calore di condensazione del vapore (20-300 gradi).
Tecnologia: scambio di calore a cascata, pompa di calore ad assorbimento al bromuro di litio, iniezione di vapore, trasporto tramite condotte a lunga- distanza.
Applicazione: Riscaldamento centralizzato urbano, riutilizzo industriale.
Caso: la rete di gasdotti "Talking Heat into Jinan" di 100 chilometri di Jinan sostituisce 1,3 milioni di tonnellate di carbone standard all'anno, fornendo 100 milioni di metri quadrati; Qingdao Calore di scarto petrolchimico+riscaldamento a cascata a gas naturale.
4. Calore di scarto proveniente dalle strutture pubbliche urbane (disperso e facilmente trascurato)
Fonte di calore: dissipazione del calore della metropolitana/tunnel, scarico del centro commerciale/supermercato, garage sotterraneo, gas di combustione dell'impianto di incenerimento dei rifiuti.
Tecnologia: scambio di calore acqua/aria, piccoli cluster di pompe di calore, integrazione della rete energetica regionale.
Caso: la rete di energia termica di Marina Bay, lunga 15 km, a Singapore, integra incenerimento dei rifiuti, data center e calore di scarto della metropolitana per fornire 2 milioni di metri quadrati, riducendo il consumo di energia per l'aria condizionata del 40%.
5. Calore di scarto dell'edificio e del sistema HVAC (ciclo finale)
Fonti di calore: calore di condensazione dell'aria condizionata, calore di scarto degli scarichi e calore di scarto dell'acqua calda sanitaria.
Tecnologia: Scambiatore di calore totale, recupero del calore di condensazione, scaldacqua a pompa di calore.
Valore: ridurre il consumo energetico dell'edificio del 20-40%.
