編者按：習(xí)近平總書記指出，“科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要基礎(chǔ)性工作?！睘橹Ω咚娇萍甲粤⒆詮?qiáng)，中國科協(xié)科普部聯(lián)合光明網(wǎng)推出“院士高端科普”欄目，邀請各領(lǐng)域院士就我國當(dāng)下熱點(diǎn)科技問題給予權(quán)威解答，服務(wù)引導(dǎo)更多科技工作者提升科研科普能力，促進(jìn)全民科學(xué)素質(zhì)提升，為科技強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)科普力量。#千萬IP創(chuàng)科普

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展已進(jìn)入加快綠色化、低碳化的高質(zhì)量發(fā)展階段。要加強(qiáng)科技支撐，推進(jìn)綠色低碳科技自立自強(qiáng)，全面推進(jìn)美麗中國建設(shè)。其中，對于相關(guān)領(lǐng)域的規(guī)劃和布局至關(guān)重要。

積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，一系列規(guī)劃部署和研究已經(jīng)展開，譬如全面再電氣化，在終端用能領(lǐng)域，用電力全面替代各類燃料；建立零碳電源的新型電力系統(tǒng)；在冶金、化工、建材等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)流程再造，減少碳排放。上述領(lǐng)域已得到社會(huì)高度關(guān)注，并開始了全面的轉(zhuǎn)型路徑設(shè)計(jì)。但相比之下，建立零碳的熱力系統(tǒng)成為一個(gè)亟待重視的問題。

眾所周知，供熱是能源消耗大戶。我國每年的建筑采暖、生活熱水和各類工業(yè)生產(chǎn)過程的熱量需求，都會(huì)消耗大量能源，目前主要由熱電聯(lián)產(chǎn)余熱和燃煤燃?xì)忮仩t提供。因此，在這方面進(jìn)行碳減排有其重要意義。

然而，以上這些熱需求若都改為由電力供應(yīng)，根據(jù)估算，每年將需要約7萬億度電，幾乎等于我國前幾年的年總發(fā)電量，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此，我們把目光投向了熱泵技術(shù)，這種技術(shù)可以從較低溫度的熱源中提取熱量，并提高其熱量品位至所需高溫再排出，每消耗一度電可以輸出二至八度熱量，在未來的零碳能源系統(tǒng)中將起到重要作用。

熱泵不是“無中生有”，從什么地方獲取低溫?zé)崃砍蔀闊岜眉夹g(shù)的關(guān)鍵。

我們發(fā)現(xiàn)，除了從自然界中提取低溫?zé)崃客?，也可以從核電廠、調(diào)峰火電廠、各類流程工業(yè)生產(chǎn)過程、數(shù)據(jù)中心、垃圾焚燒廠等排放的大量余熱中提取熱量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國未來每年將有約200億吉焦的余熱排放，只要回收利用其中的60%至70%，就可以很大程度上滿足對熱量的需要。

當(dāng)然，依靠熱泵技術(shù)用好這些余熱，還需要建設(shè)余熱共享的區(qū)域熱網(wǎng)系統(tǒng)和跨季節(jié)儲(chǔ)熱設(shè)施，并研發(fā)能對熱量的溫度進(jìn)行變換、類似電力變壓器的裝備。目前，這些技術(shù)雖已有了突破，但仍有一系列基礎(chǔ)理論和工程技術(shù)問題亟待破解，更有必要全面研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，使其成為可支撐余熱共享系統(tǒng)建設(shè)的重要產(chǎn)業(yè)。

滿足天下冷暖需要，是我們的事業(yè)，也是關(guān)系全球氣候變化與未來能源革命的大事。推進(jìn)綠色低碳科技自立自強(qiáng)，需要我們抓住機(jī)遇、迎接挑戰(zhàn)，創(chuàng)新發(fā)展、不負(fù)使命。

科學(xué)審核：楊舒 光明日報(bào)

作者：江億 中國工程院院士、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主任