京津高村青樹科技園數(shù)據(jù)中心余熱利用及能源供應項目預計可節(jié)約標準煤633.3噸，減少二氧化碳1659噸，每年5.4噸二氧化硫和4.6噸二氧化氮，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供可再生和普及的綜合能源解決方案。

2022年，京津高村青樹科技園（以下簡稱青樹科技園）數(shù)據(jù)中心余熱利用和能源供應項目實施后，如果收集數(shù)據(jù)中心運行產生的余熱，并利用冷卻系統(tǒng)的冷水取熱技術提供冬季供暖，為青樹科技園提供夏季制冷和生活熱水供應，數(shù)據(jù)中心的能耗效率將大大提高。2021年12月31日，國家電網(wǎng)（天津）綜合能源服務有限公司（以下簡稱天津能源）客戶經(jīng)理楊艷春表示，該項目預計每年可節(jié)約633.3噸標準煤，減少1659噸二氧化碳、5.4噸二氧化硫和4.6噸二氧化氮，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供可再生和普及的綜合能源解決方案。

在最近發(fā)布的《2030年前碳高峰行動計劃》中，“余熱”一詞在不同章節(jié)中出現(xiàn)了五次，這表明中國在戰(zhàn)略層面上重視余熱利用的巨大價值。

低品位廢熱仍然具有能源和價值

廢熱在能源工業(yè)中發(fā)揮著重要作用。余熱資源普遍存在于鋼鐵、化工、輕工、食品生產等工業(yè)領域。它是生產過程中釋放的可用熱量。據(jù)國外研究機構統(tǒng)計，在化石能源利用過程中，只有40%的能源被工業(yè)部門有效利用，剩下的60%最終轉化為廢熱。

余熱按品位分為高品位、中品位和低品位。大部分中高檔余熱通過余熱發(fā)電項目回收利用。例如，天津市能源市場運營部副經(jīng)理韓申超，博華永利化工廠的高溫高壓蒸汽需要通過使用減溫減壓閥降為中壓和低壓蒸汽，才能進一步利用。在這種情況下，在中間添加蒸汽輪機，使用高壓蒸汽推動汽輪機做功，將壓力轉換成動能，并驅動發(fā)電機發(fā)電。同時，高壓蒸汽也被轉化為低壓和中壓蒸汽，將繼續(xù)在工藝中使用。

低品位余熱，包括熱值低于600千卡/標準立方米的低濃度可燃物、溫度低于800℃的顯熱物、溫度低于400℃的低溫尾氣和煙氣，被視為廢熱，由于溫度低、濃度低、能量少，主要以冷卻或直接排放的形式排放。

“盡管廢熱的等級很低，但它仍然有能量?！表n申超介紹，例如，低溫熱水或冷卻水通過熱泵提升到80℃后，可以在工業(yè)上重復使用。此外，低品位工業(yè)廢熱可與火電廠、鍋爐房一起作為城市集中供熱的重要熱源補充，對解決北方城市冬季供熱熱源短缺、降低北方集中供熱能耗具有重要意義，改善冬季大氣環(huán)境，進一步提高工業(yè)企業(yè)能源利用效率。

可以說，低品位廢熱的利用是能源梯級利用和整體能效提高的一種手段。隨著技術進步，充分利用低品位工業(yè)廢熱等低碳能源，滿足低品位熱需求，已成為節(jié)能減排的必由之路，也將成為我國實現(xiàn)碳高峰、碳中和目標的重要突破。

所有締約方都需要有效地協(xié)調余熱的利用。“中國工業(yè)領域的能耗占總能耗的60%，但工業(yè)領域的余熱利用效率低，初步統(tǒng)計不到50%。”清華大學建筑學院副教授夏建軍曾在一次關于低品位工業(yè)廢熱利用的研討會上說。目前，煤炭和天然氣占供熱量的90%以上。由于大量低品位的工業(yè)熱能長期沒有得到重視，造成了能源資源的大量浪費和高碳、高污染物的排放，增加了環(huán)境治理的成本。然而，隨著全社會對余熱利用的重視，低品位余熱也開始進入人們的視野。韓申超說,“我們之前做的渤海石化項目是利用低品位的余熱，最初煙氣直接通過煙囪排放，后來我們用低溫余熱發(fā)電機組將熱量提取并轉化為動能，然后推動發(fā)電機為企業(yè)發(fā)電。發(fā)展余熱利用的一個主要困難是許多企業(yè)對其缺乏重視。”韓申超說，一些企業(yè)覺得余熱回收節(jié)省能源少，對提高效率沒有多大幫助；或者雖然余熱回收總量大，但對一個企業(yè)來說非常有限，這使得企業(yè)對這項工作的重視程度較低。韓申超說，廢熱回收的概念熱利用必須深入人心，讓人們意識到過去廢熱是被扔掉的。如果使用得當，可以大大減少化石能源的消耗，具有巨大的經(jīng)濟價值。

據(jù)了解，目前一些能源企業(yè)已開始嘗試利用低品位余熱，為產生余熱的企業(yè)提供技術支持和投資支持。在產生節(jié)能經(jīng)濟效益后，雙方共享經(jīng)濟效益，可以引導產生余熱的企業(yè)接受“節(jié)能效益共享”模式。例如，數(shù)據(jù)中心沒有太多的供熱需求，但會產生大量含有余熱的冷卻水。抽出的熱量可以加熱周圍的辦公樓和其他商業(yè)設施，使余熱產生經(jīng)濟效益。

專家表示，總體而言，我國低品位余熱利用規(guī)模還比較小。目前登陸項目基本上是單一的企業(yè)項目，缺乏系統(tǒng)的整體規(guī)劃和規(guī)劃。盡管全國各地都在積極實現(xiàn)碳峰值和碳中和的目標，余熱利用也沒有技術障礙，但要真正實現(xiàn)廣泛的余熱利用，需要各方的有效協(xié)調。

數(shù)據(jù)中心成為廢熱利用的新增長點

“數(shù)據(jù)中心是廢熱利用的新增長點，天津市的廢熱利用正在快速增長?！睏钛哟航榻B，目前天津有三四十個數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心的能耗密度非常高。雖然產生的廢熱等級較低，不像工業(yè)廢熱，可以達到80-90攝氏度，數(shù)據(jù)中心的廢熱也需要熱泵來提高溫度，但由于數(shù)據(jù)中心服務器一年365天連續(xù)運行，產生的廢熱量非常大且穩(wěn)定，屬于質量相對較高的低品位余熱。

據(jù)報道，數(shù)據(jù)中心一般采用中央空調散熱，室內溫度通過冷卻水循環(huán)冷卻。15°c的水進入末端風機盤管，吸收數(shù)據(jù)中心的熱量后溫度超過20°c?！疤旖蚰茉床捎孟冗M的磁懸浮水源熱泵技術，利用這些余熱為數(shù)據(jù)中心附近的綜合樓、辦公樓、購物中心、餐廳和其他設施加熱和供應熱水，并在介質循環(huán)結束前將熱水供應改為15攝氏度。”楊延春說。

以青樹科技園數(shù)據(jù)中心余熱利用及能源供應項目為例，天津能源與數(shù)據(jù)中心建立了余熱利用合作關系。在后期，園區(qū)內的其他熱用戶將從數(shù)據(jù)中心提取余熱，并為熱用戶提供供暖服務。根據(jù)規(guī)劃，整個青樹科技園將擁有近10萬臺機架式服務器，理論上可滿足4500萬平方米建筑的供暖需求。

楊延春分析：“據(jù)青樹科技園項目測算，通過生活熱水加冷暖，數(shù)據(jù)中心每年可減少耗電160萬千瓦時，節(jié)約能源成本約100萬元；天津能源對青樹科技園冷暖收費較低r比傳統(tǒng)集中供冷供熱價格高；余熱利用的冷暖成本減去運行電費、人工費等，天津能源仍有部分差額收入。事實上，這種模式對三方來說是一種雙贏的局面。數(shù)據(jù)中心是節(jié)能的。青樹科技園的建設降低了制冷和供熱成本。天津能源仍然可以盈利。這種模式在中國也是第一種。

“目標，天津通過區(qū)域能源解決方案，探索城市能源革命的新途徑，最終實現(xiàn)低品位余熱資源的全面合理匹配。天津低品位余熱利用的探索，不僅實現(xiàn)了節(jié)能減排，而且具有重大的社會意義這對改善環(huán)境很重要。