摘要：低溫儲(chǔ)熱技術(shù)可在溫度較低時(shí)吸收熱量并轉(zhuǎn)化為潛熱，然后在需要時(shí)釋放這些熱量，用于建筑物的取暖和冷卻、工業(yè)過程、電網(wǎng)調(diào)峰等。對(duì)于大部分油田來說，普通供暖方式有著能源供應(yīng)不穩(wěn)定、供應(yīng)方式效率低下、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本較高等問題。為此設(shè)計(jì)了一款可以應(yīng)用于油田低矮建筑物取暖的低溫儲(chǔ)熱低碳設(shè)備，不僅能有效利用太陽(yáng)能儲(chǔ)熱，減少化石能源的消耗，還能降低環(huán)境污染，符合我國(guó)節(jié)能減排和發(fā)展綠色能源的政策導(dǎo)向。

關(guān)鍵詞：低溫儲(chǔ)熱技術(shù)；油田低矮建筑物取暖；低碳；綠色能源；太陽(yáng)能

資助項(xiàng)目：2023年度北京高校思想政治工作研究課題重點(diǎn)項(xiàng)目“高校零碳社區(qū)建設(shè)及其育人功能成效研究”（BJSZ2023ZD06）

引言

低溫儲(chǔ)熱技術(shù)可以利用夜間低谷電力或可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能）進(jìn)行熱量?jī)?chǔ)存，并在需要的時(shí)候釋放熱量進(jìn)行取暖。該技術(shù)能有效利用清潔能源，減少化石能源的使用，降低溫室氣體排放；能實(shí)現(xiàn)能量的時(shí)段轉(zhuǎn)移，使得能源供應(yīng)與需求更好地匹配，提高能源利用效率。同時(shí)，低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)還可以獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行，提供靈活的能源供應(yīng)方案，增加能源供應(yīng)的可靠性與穩(wěn)定性。隨著材料科學(xué)和熱能管理技術(shù)的不斷進(jìn)步，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的效率和成本不斷優(yōu)化，使其更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)在建筑物取暖市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)明顯，有助于推動(dòng)建筑能源的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，為實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和綠色建筑發(fā)展目標(biāo)提供重要支持。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視，以及對(duì)舒適生活環(huán)境的追求，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的市場(chǎng)需求正在逐漸增長(zhǎng)。

低溫儲(chǔ)熱技術(shù)適用于各種規(guī)模的建筑物，從小型住宅到大型商業(yè)建筑再到工業(yè)設(shè)施均可，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)適應(yīng)性。我國(guó)大部分油田處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，若使用傳統(tǒng)能源統(tǒng)一供暖或電力供暖則會(huì)有能源供應(yīng)不穩(wěn)定、能源運(yùn)輸和供應(yīng)方式效率低下、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本較高等問題。而與傳統(tǒng)供暖方式相比，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)有著靈活的獨(dú)立系統(tǒng)，不僅可以減少供暖環(huán)境污染，還有助于實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

本研究設(shè)計(jì)了一款可以應(yīng)用于油田建筑物取暖的低溫儲(chǔ)熱低碳設(shè)備，不僅能有效利用太陽(yáng)能儲(chǔ)熱，減少化石能源的消耗，還能降低環(huán)境污染，符合我國(guó)節(jié)能減排和發(fā)展綠色能源的政策導(dǎo)向。

1低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的研究進(jìn)展與供暖現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

低溫儲(chǔ)熱技術(shù)作為一種提高能源效率和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，近年來在全球范圍內(nèi)受到了廣泛關(guān)注。

國(guó)外的許多國(guó)家通過實(shí)施綠色能源政策和技術(shù)創(chuàng)新，已在低溫儲(chǔ)熱領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。德國(guó)作為可再生能源技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，其低溫儲(chǔ)熱技術(shù)主要集中于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和地?zé)崮艿睦蒙?。如，德?guó)的Kassel大學(xué)開發(fā)了一種基于相變材料（PCM）的低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)，能夠在夜間存儲(chǔ)大量熱能，并在日間供暖時(shí)釋放，有效提高了能源利用效率。日本在低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用上也取得了重要進(jìn)展。日本的一項(xiàng)研究集中于利用超冷凍水作為熱儲(chǔ)存介質(zhì)，通過冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（CCHP）實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，不僅提高了能源利用效率，還減少了溫室氣體排放。

在我國(guó)，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排和綠色能源發(fā)展政策的大力支持，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)得到了迅速發(fā)展。如，中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所開展的低溫儲(chǔ)熱技術(shù)研究，成功開發(fā)了一種基于微膠囊相變材料的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，可用于建筑供暖和冷卻，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

目前，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)在供暖領(lǐng)域已有不少應(yīng)用案例，但在相變材料、儲(chǔ)熱裝置結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)方面仍存在諸多問題有待解決。在用于儲(chǔ)熱供暖的低溫儲(chǔ)熱材料方面，已有應(yīng)用案例的各種材料在儲(chǔ)熱密度、導(dǎo)熱性、腐蝕性、環(huán)境友好性上都還存在一種或多種問題。在儲(chǔ)熱裝置方面，現(xiàn)有系統(tǒng)的儲(chǔ)熱換熱器存在單位體積儲(chǔ)熱量低、充熱時(shí)間長(zhǎng)、放熱時(shí)間短等問題，優(yōu)化換熱器及儲(chǔ)熱裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱是未來儲(chǔ)熱裝置的研究方向。因此，在保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，有效降低系統(tǒng)投資成本是低溫儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)的發(fā)展方向[1][2]。

1.2 油田建筑物供暖現(xiàn)狀

油田建筑物的供暖問題一直是能源利用和環(huán)境保護(hù)的重要議題。在傳統(tǒng)供暖方式中，由于依賴大量的化石燃料燃燒，不僅效率低下，而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

國(guó)外的一些油田已經(jīng)開始嘗試采用低溫儲(chǔ)熱技術(shù)來解決這一問題。如，加拿大的一些油田采用了太陽(yáng)能集熱和儲(chǔ)熱系統(tǒng)，通過在白天收集太陽(yáng)能并存儲(chǔ)，在夜間或寒冷季節(jié)供暖，顯著降低了對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴和溫室氣體排放。而我國(guó)大部分油田仍采用傳統(tǒng)能源來為建筑物進(jìn)行供暖，不僅成本高，還產(chǎn)生了大量的碳排放，不符合綠色能源的政策導(dǎo)向。

總體來看，雖然國(guó)內(nèi)的低溫儲(chǔ)熱技術(shù)在油田建筑物供暖方面的應(yīng)用還處于未開發(fā)階段，但其市場(chǎng)已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成本的降低，預(yù)計(jì)將會(huì)有更多的油田采用這一技術(shù)，實(shí)現(xiàn)供暖的低碳化、高效化。

1.3 國(guó)家政策支持

隨著全球?qū)δ茉次C(jī)和環(huán)境保護(hù)的日益重視，我國(guó)政府在推動(dòng)綠色能源和低碳技術(shù)發(fā)展方面采取了一系列積極措施。這些政策和支持措施為低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支撐。

1.3.1 國(guó)家層面的政策支持

1.3.1.1“十四五”規(guī)劃和“雙碳”目標(biāo)

我國(guó)政府在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》（簡(jiǎn)稱“十四五”規(guī)劃）中明確提出，要大力發(fā)展可再生能源和新能源技術(shù)，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)。同時(shí)，我國(guó)承諾“到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”?！半p碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，離不開低溫儲(chǔ)熱等節(jié)能減排技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

1.3.1.2可再生能源法

《可再生能源法》的實(shí)施，為低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的發(fā)展提供了法律保障。該法律鼓勵(lì)和支持可再生能源的研究、開發(fā)和利用，明確規(guī)定了政府對(duì)可再生能源項(xiàng)目的財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策。

1.3.1.3綠色建筑政策

為推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展，我國(guó)政府出臺(tái)了一系列政策和標(biāo)準(zhǔn)，如《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑節(jié)能條例》等。這些政策對(duì)建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)定，為低溫儲(chǔ)熱技術(shù)在建筑供暖和冷卻中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

1.3.2 具體案例分析

1.3.2.1山東省的太陽(yáng)能低溫儲(chǔ)熱項(xiàng)目

山東省作為我國(guó)重要的能源和化工基地，近年來積極探索使用低溫儲(chǔ)熱技術(shù)進(jìn)行建筑供暖[2]。出臺(tái)了對(duì)采用低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的項(xiàng)目提供財(cái)政補(bǔ)貼及在土地使用、稅收減免等方面給予優(yōu)惠的一系列扶持政策。這些政策極大地促進(jìn)了低溫儲(chǔ)熱技術(shù)在山東省的推廣和應(yīng)用。

1.3.2.2寧夏回族自治區(qū)的風(fēng)能和太陽(yáng)能綜合利用示范區(qū)

寧夏回族自治區(qū)利用其豐富的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源，建設(shè)了風(fēng)能和太陽(yáng)能綜合利用示范區(qū)，集成了低溫儲(chǔ)熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了能源的有效儲(chǔ)存和利用，有效降低了建筑的能耗。同時(shí)，寧夏回族自治區(qū)政府還為此類項(xiàng)目提供了政策和資金支持，包括設(shè)立專項(xiàng)基金、提供技術(shù)咨詢和服務(wù)等。

1.3.2.3國(guó)家級(jí)示范項(xiàng)目的推廣

我國(guó)還通過設(shè)立國(guó)家級(jí)示范項(xiàng)目來推廣低溫儲(chǔ)熱技術(shù)。如，國(guó)家能源局和住建部聯(lián)合發(fā)布的“綠色能源示范城市”名單中，就包括了多個(gè)采用低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的項(xiàng)目。這些示范項(xiàng)目，不僅展示了低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，也為其他地區(qū)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。另外，我國(guó)政府在推動(dòng)低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用方面還提供了強(qiáng)有力的政策支持，這些政策不僅涵蓋了財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施，還包括法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)制定等方面的支持。隨著這些政策措施的深入實(shí)施，預(yù)計(jì)低溫儲(chǔ)熱技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展將迎來更加廣闊的前景[3][4]。

2實(shí)踐方案設(shè)計(jì)

2.1 低溫儲(chǔ)熱材料和系統(tǒng)的選擇

在深入設(shè)計(jì)低溫儲(chǔ)熱的實(shí)踐方案時(shí)，需特別強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)熱材料的選擇和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性，這對(duì)確保能量的高效轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)至關(guān)重要。相變材料、吸附材料和儲(chǔ)熱材料作為低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)的核心材料，各自具有獨(dú)特的性能特點(diǎn)，使其在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。相變材料由于在相變過程中能吸收和釋放大量熱能的特性，尤其適用于需要在相對(duì)穩(wěn)定溫度下進(jìn)行熱能管理的場(chǎng)合。相變材料的使用，能夠在不同狀態(tài)之間（如從固態(tài)到液態(tài)，或反之）轉(zhuǎn)換時(shí)，以幾乎恒定的溫度存儲(chǔ)或釋放熱量，極大地提高了能量利用的效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

針對(duì)油田建筑物取暖的特殊需求，研究設(shè)計(jì)的低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)特別采用了一種結(jié)合了太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)熱水箱的方案，其核心在于利用太陽(yáng)能作為熱源，通過太陽(yáng)能集熱器在白天高效收集太陽(yáng)輻射能，并通過熱交換系統(tǒng)將收集到的熱能傳輸給儲(chǔ)熱水箱中的水。當(dāng)夜間或寒冷天氣需要取暖時(shí)，儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存的熱能可以通過熱交換系統(tǒng)逆過程釋放出來，以供建筑物取暖使用。

考慮到低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響，在設(shè)計(jì)中采取了多項(xiàng)措施以優(yōu)化成本和提高系統(tǒng)的環(huán)保性能。如，太陽(yáng)能集熱器的材料和設(shè)計(jì)被優(yōu)化以提高熱捕獲效率并減少熱量損失，而儲(chǔ)熱水箱的絕熱材料也被精心選擇和設(shè)計(jì)，以最大限度減少熱能在儲(chǔ)存過程中的散失。通過這些設(shè)計(jì)優(yōu)化，低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)不僅能提供高效、穩(wěn)定的熱能供應(yīng)，還能確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行成本低廉，且對(duì)環(huán)境的影響最小。

在安全性方面，特別關(guān)注低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過采用高質(zhì)量的材料確保系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中的安全性和耐用性。同時(shí)，低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還包括了多重安全保護(hù)措施，如壓力釋放和機(jī)械定時(shí)等功能，以防止?jié)撛诘陌踩L(fēng)險(xiǎn)。

2.2 熱能轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存

在熱能轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存方面，采取多項(xiàng)措施確保能量的高效利用。首先，太陽(yáng)能集熱器的設(shè)計(jì)采用了高效率的真空管技術(shù)，可最大化地捕獲太陽(yáng)輻射能，并將其轉(zhuǎn)換為熱能。其次，真空管的使用減少了熱量的散失，提高了熱能轉(zhuǎn)換的效率。最后，收集到的熱能可以通過顯熱儲(chǔ)存和相變儲(chǔ)存2種主要方式儲(chǔ)存，其中顯熱儲(chǔ)存是指將熱能儲(chǔ)存在物質(zhì)中，通過增加物質(zhì)的內(nèi)能來儲(chǔ)存能量，如本設(shè)備使用的儲(chǔ)熱材料（水），可以通過加熱水來儲(chǔ)存熱能；相變儲(chǔ)存是利用某些材料的相變（固-液、固-氣相變）過程中吸收或釋放大量熱量的特性來儲(chǔ)存能量。

為了進(jìn)一步提高低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)的能效和可靠性，經(jīng)研究在設(shè)計(jì)中加入了熱量交換器和控制系統(tǒng)。熱量交換器負(fù)責(zé)將儲(chǔ)熱罐中的熱能有效傳遞給建筑物的供暖系統(tǒng)，而控制系統(tǒng)則根據(jù)建筑物內(nèi)部的實(shí)際溫度和外部氣候條件自動(dòng)調(diào)節(jié)熱能的收集、存儲(chǔ)和釋放，確保供暖系統(tǒng)的高效運(yùn)行和用戶的舒適體驗(yàn)。

2.3小結(jié)

綜上，低溫儲(chǔ)熱實(shí)踐方案通過合理選擇儲(chǔ)熱材料和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及采用高效的熱能轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了建筑物取暖的低碳目標(biāo)。該方案不僅能夠有效降低能源消耗和運(yùn)營(yíng)成本，還有助于減少環(huán)境污染，符合國(guó)家節(jié)能減排和綠色發(fā)展的政策導(dǎo)向。

3實(shí)踐案例分析

3.1 基本信息

實(shí)踐用戶位于緊鄰華北油田的北京市昌平區(qū)，屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。該實(shí)驗(yàn)點(diǎn)雖然冬季溫度較低，會(huì)受到來自西伯利亞的冷空氣影響，天氣干燥寒冷，但全年日照時(shí)間較長(zhǎng)，光照充足，有利于太陽(yáng)能資源的收集。而冬季溫度低，供暖需求大，日照資源豐富，正好符合低溫儲(chǔ)熱技術(shù)開展要求，故本實(shí)踐方案設(shè)備選用此處為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。

3.2 設(shè)備參數(shù)設(shè)計(jì)

實(shí)踐用戶設(shè)備使用房屋面積為25m2。按照2根/m2真空管的標(biāo)準(zhǔn)配備50根真空管，另配備1組集熱聯(lián)箱、儲(chǔ)熱水箱與聚光板。房屋上方豎直安裝50根太陽(yáng)能真空管集熱器，下鋪設(shè)鏡面不銹鋼聚光板，以提高光利用率，再下連接帶有換熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱水箱，且儲(chǔ)熱水箱與供熱系統(tǒng)連接。

3.3 設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

室內(nèi)散熱面積為25m2，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部溫度為22℃時(shí)即可使室內(nèi)取暖溫度達(dá)到18℃。儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部的水溫在20～50℃之間變化，溫度變化30℃能儲(chǔ)存的能量大約是120kWh，并且這些能量都可在陰天的情況下為室內(nèi)提供2d的供暖使用。

4低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

按照北京市昌平區(qū)的居民供暖價(jià)格24元/建筑m2·采暖季、非居民供暖價(jià)格5元/建筑m2·采暖季計(jì)算，1個(gè)采暖季為當(dāng)年11月中旬至次年3月中旬，共計(jì)120d左右。那么，25m2的居民區(qū)需繳納采暖費(fèi)600元，即采暖費(fèi)為0.2元/（m2·d）；25m2的非居民區(qū)需繳納采暖費(fèi)1125元，即采暖費(fèi)為0.375元/（m2·d）。

以勝利油田某聯(lián)合站為例，聯(lián)合站利用加熱爐燃燒原油供暖，每間廠房面積在400～800m2之間，按照聯(lián)合站供暖負(fù)荷32～64 kW計(jì)算，使用此低溫儲(chǔ)熱方式供暖年耗原油為10.53～21.07 t，每年的燃料費(fèi)用為57388.5～114831.5元，每年需要材料及人工勞務(wù)費(fèi)用為34853元，每年需要運(yùn)行總費(fèi)用為92241.5～149684.5元，運(yùn)行均值為120963元。若以120d的供暖周期來計(jì)算，可得400m2廠房供暖成本為1.92元/（m2·d），800m2廠房供暖成本為1.52元/（m2·d），均值為1.68元/（m2·d）。

勝利油田某聯(lián)合站實(shí)踐房屋從安裝到設(shè)備投入運(yùn)營(yíng)共計(jì)花費(fèi)4360元，低溫儲(chǔ)熱設(shè)備在無外力損壞的情況下可運(yùn)行30年，期間只需要每3年換一次循環(huán)水泵，預(yù)計(jì)花費(fèi)640元，安裝加運(yùn)行費(fèi)用共計(jì)5000元。由于低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)可自主設(shè)置每年的供暖周期，若以120d的供暖周期來計(jì)算，低溫儲(chǔ)熱設(shè)備的供暖成本約為0.056元/（m2·d），遠(yuǎn)低于集中供暖費(fèi)用與油田聯(lián)合站自主供暖費(fèi)用。因此，與其他供暖方式花費(fèi)比較，低溫儲(chǔ)熱有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，具體運(yùn)行費(fèi)用如表1所示。

4.2 綠色優(yōu)勢(shì)

以勝利油田某聯(lián)合站為例，聯(lián)合站利用加熱爐燃燒原油供暖，400～800m2廠房供暖年耗原油10.53～21.07t。根據(jù)2022年發(fā)布的《中國(guó)產(chǎn)品全生命周期溫室氣體排放系數(shù)集》中提供的原油上游排放系數(shù)0.27與下游排放系數(shù)3.08可得，400～800m2廠房年供暖碳排放量在35.2755～70.5845t，均值為52.92t，每天的碳排放量在7.35×10-4 t/m2左右。

應(yīng)用于25m2房屋供暖設(shè)備的主要原材料生產(chǎn)和制造階段的碳排放數(shù)據(jù)如表2所示，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)來源于《中國(guó)產(chǎn)品全生命周期溫室氣體排放系數(shù)集》[5]。設(shè)備主要原材料生產(chǎn)制造階段碳排放約為0.323t，其他輔材的生產(chǎn)制造階段碳排放約為0.0087t，設(shè)備生產(chǎn)階段產(chǎn)生碳排放量共0.3314t。

設(shè)備運(yùn)行過程中，除需定期更換循環(huán)泵外，主要是循環(huán)泵、輔助電源及管路防凍所消耗的電量，1個(gè)供暖期消耗電量約120kWh。根據(jù)中國(guó)產(chǎn)品全生命周期溫室氣體排放系數(shù)庫(kù)可知，北京電網(wǎng)排放因子為0.657t CO2-eq/MWh，計(jì)算可得每個(gè)供暖期用電產(chǎn)生的碳排放量為7.884×10-2t。更換1個(gè)循環(huán)泵會(huì)產(chǎn)生碳排放0.003t，30年的生命周期內(nèi)共需更換約8次循環(huán)泵，共計(jì)產(chǎn)生碳排放0.024t。因此，2項(xiàng)碳排放總計(jì)0.1028t。故低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)運(yùn)行周期30年內(nèi)共產(chǎn)生碳排放量為0.4342t，一個(gè)供暖期內(nèi)每天的碳排放量為4.824×10-6t/m2，遠(yuǎn)低于油田使用的傳統(tǒng)能源供暖方式，具有極高的綠色價(jià)值。

4.3 發(fā)展優(yōu)勢(shì)

隨著國(guó)家對(duì)清潔能源發(fā)展的重視，油田建筑物取暖可能會(huì)逐漸從傳統(tǒng)的化石能源轉(zhuǎn)向電能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等清潔能源。這種轉(zhuǎn)變有助于減少環(huán)境污染，提高能源利用效率，是未來油田建筑取暖發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。2023年《中國(guó)油田分布圖》顯示，目前我國(guó)有825個(gè)油田和含油構(gòu)造的1159個(gè)原油、凝析油的主力區(qū)塊，其中絕大多數(shù)油田建筑物采取的還是傳統(tǒng)能源供暖方式，不僅會(huì)降低傳統(tǒng)能源的產(chǎn)量，還不符合綠色發(fā)展的理念。而低溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)提出的低碳取暖理念可以很好地解決油田綠色供暖問題，具有巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用市場(chǎng)。

結(jié)論

目前，綠色低碳供暖已成為時(shí)代發(fā)展的方向標(biāo)，采用傳統(tǒng)能源供暖的油田低矮建筑物取暖方式亟需轉(zhuǎn)型。上述研究設(shè)計(jì)的應(yīng)用于低矮建筑物取暖的低碳低溫儲(chǔ)熱已有了成熟可靠的技術(shù)，若以120d為1個(gè)供暖期來計(jì)算，在經(jīng)濟(jì)方面，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)的供暖成本約為0.056元/（m2·d），遠(yuǎn)低于集中供暖費(fèi)用與油田聯(lián)合站自主供暖費(fèi)用；在環(huán)保方面，1個(gè)供暖期內(nèi)本設(shè)備每天的碳排放量為4.824×10-6t/m2，遠(yuǎn)低于油田使用的傳統(tǒng)能源供暖的7.35×10-4 t/m2。除此之外，低溫儲(chǔ)熱技術(shù)設(shè)備還具有壽命長(zhǎng)、可自主設(shè)定供暖周期、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]張旭.“零碳村鎮(zhèn)”建設(shè)讓咱過上綠色環(huán)保新生活[N].遼寧日?qǐng)?bào)，2023-10-23（02）.

[2]王彩霞，胡之劍.中低溫相變儲(chǔ)熱技術(shù)在供暖領(lǐng)域的研究應(yīng)用[J].中外能源，2018，23（02）：82-88.

[3]趙書彬，萬靖.從圍爐而居到光伏取暖[N].西藏日?qǐng)?bào)（漢），2023-11-20（01）.

[4]白宇.綠色“暖冬”新路徑[N].中國(guó)電力報(bào)，2023-12-21（01）.

[5]李哲，王殿常.從水庫(kù)溫室氣體研究到水電碳足跡評(píng)價(jià)：方法及進(jìn)展[J].水利學(xué)報(bào)，2022（02）：139-153.

作者簡(jiǎn)介

楊東杰（1974—），男，漢族，山東平原人，

副教授，碩士，研究方向?yàn)樗枷胝谓逃⒏咝？沙掷m(xù)發(fā)展。

王鼎元（2002—），男，漢族，山東沂水人，大學(xué)本科在讀，研究方向?yàn)槭凸こ獭?/p>

何潔玉（1999—），女，漢族，陜西咸陽(yáng)人，碩士研究生在讀，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。

林春丹（1968—），女，朝鮮族，吉林延吉人，教授，博士，研究方向?yàn)槟茉次锢砼c水聲通信。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-04-10