




随着政策推动,热泵在农业生产环境调控中将会有更多的应用,主要的应用情景包括畜禽养殖供暖、农业大棚供暖以及农作物干燥等。

首先,传统的畜牧养殖供暖方式大多使用燃煤锅炉,养猪场采用热泵供暖的比例不到10%,环境污染严重,且温度不好控制,影响养殖场的整体效益。结合政策要求,空气源热泵等技术因能实现温度的灵活控制,保证室内的温度需求,提高牲畜的成活率和成长速度,逐渐受到市场青睐。目前冀鲁豫3省生猪存栏量合计为16679.8万头,家禽出栏量合计约为45亿只,预计三省的养猪场供暖的市场需求量在12.5亿元以上,禽舍供暖的热泵总市场需求量约为11.8亿元,总计将产生超过24亿的市场。
其次,冬季需要供暖的温室大棚一般是连栋温室大棚。使用燃煤热水锅炉时,大棚供暖年耗煤量约为24kg/m2,燃煤成本占整个生产成本的30%~50%,且污染大,设计不合理的温室或地处严寒地区的温室,加热耗煤可能会远超出上述指标[16]。此外,作物各自都有最低温度、最适温度和最高温度“三基点温度”,在最适温度条件下,当其它环境条件得到满足时,作物干物质积累速度最快,作物生长发育迅速而良好。温度不适合会影响农作物生长速度与品质,甚至造成农作物大面积死亡。空气源热泵低温供热等更易于温度控制,比传统供暖方式更加适合大棚供暖。冀鲁豫三地连栋温室大棚的面积分别为4897.39公顷、442.57公顷和285.26公顷,合计约5625公顷,折算成平方米约为5625万平方米。按照每平米初投资130元、热泵供暖的农业大棚占比50%估算,市场总量可达到36亿元。
此外,热泵也被应用于农作物或经济作物的烘干。热泵烤房具有如下特点:绿色烘烤,新建保温板块结构烤房和现行砖混结构烤房改造,烤出1kg干烟叶耗电量一般在1.8~2.2度,COP达到了3.5~4;温湿度控制精准,一般能达到±0.5℃,保证了烟叶的品质;自控简洁,节省人工,传统烤房一个人最多可同时管理5个,热泵烤烟房一个人至少可同时管理20个。在2005年以前,全国大约有自然通风燃煤烤房380~400万座;2005~2019年建设燃煤密集烤房110多万座;2010年以来,改造生物质供热密集烤房5.9万多座;而热泵烤烟房截至2019年仅有1700座左右[17]。河南省污染防治攻坚战领导小组办公室发布了《全省烟叶烤房电代煤工作三年行动计划的通知》,提出河南省烟草公司从2020年开始,用三年时间,全省27903座烤烟连片燃煤烤房完成电代煤改造。目前,选择的热源形式都是空气源热泵,单个新建烤房的招标金额约为8.2万元,单个烤房改造的招标金额为4.6万元。按以上标准计算,河南电代煤工作三年行动市场总量超过了13亿元。
综上所述,热泵在农业当中能得到广泛利用,具有巨大的市场,特别是空气源热泵,具有初投资较小,使用灵活,节能环保的特点,特别适用于畜禽养殖供暖、农业大棚供暖、烟叶烘干以及中药材烘干等生产活动。虽然目前应用的比例较小,但是随着农业领域碳达峰碳中和的推进,相关政策将逐渐引导热泵在农业领域的应用。
本文节选自由中国节能协会热泵专业委员会主编的《热泵助力碳中和白皮书(2022)》。感谢寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室、哈尔滨工业大学热能应用省级工程研究中心、清华大学建筑节能中心、广东美的暖通设备有限公司、青岛海尔空调电子有限公司、上海海立电器有限公司、浙江中广电器集团股份有限公司、艾默生环境优化技术(苏州)有限公司、丹佛斯(上海)投资有限公司、广东热立方科技有限公司、威乐(中国)水泵系统有限公司、威能(无锡)供热设备有限公司、东莞艾瑞科热能设备有限公司、上海复洁环保科技股份有限公司、国际铜业协会、德国国际合作机构、落基山研究所、北京智信道科技股份有限(产业在线)