城市集中供冷，可行嗎？

每經記者｜楊棄非    每經編輯｜楊歡

圖片出處：攝圖網

今年，北半球的夏天似乎特別熱。

在倫敦，悶熱的地鐵內溫度超過了40攝氏度，空調車廂卻還需要10年才能成為現實；在東京，僅7月的酷暑就造成近百人死亡；而中國華北平原的一些城市，情況也很糟糕——美國麻省理工學院研究團隊發現，到本世紀末，這里將成為世界上最致命的熱浪區。

連續的高溫天讓城市用電量一再爆表。在中國，7月以來已有18個省級電網負荷創歷史新高，江蘇電網最高調度負荷第二年突破億千萬，該數字超過德國全境的用電量——僅為了帶動城市數以億計的制冷設備，城市已不堪重負。

但事與愿違的是，城市的制冷策略反而令其高燒不斷。從發電、輸電的過程，到空調室內外氣體的熱量傳遞，都在不斷加劇城市這座“熱島”的威力。需要一種更系統化、也更有效率的替代方案，改變現在飲鴆止渴的做法。

前年，聯合國環境署發起一項“城市區域能源行動”，把目光吸引至“區域制冷系統”（DCS）。該系統的原理是，通過城市大范圍的水循環實現對某個片區建筑室內溫度的調控。事實上，中國人對此更容易理解：北方城市已經用類似的機制實現了數十年的集中供暖。

但與集中供暖相比，集中供冷顯然帶來了更多爭議：成本問題難以解決，對現有城市的大規模改造也容易引起反彈。在最基本的理念層面，仍有許多人將供冷看作一種生活質量的改善而非保障性因素。對于越來越熱的城市，集中供冷的可行性到底有多大？

+1 兩種境遇

早在1889年，美國的丹佛投用了全球第一份區域供冷系統計劃。一百多年后，這種新型的制冷模式已被引入全球數百座城市當中。錯綜復雜的管道取代了傳統的分布式空調，室外機吹出的令人不快的熱氣在建筑墻壁的內部被很好地隱藏了起來。

從多個層面來看，集中供冷的優勢十分明顯。對于城市居民和生產者，這意味著用更少的電換取一個更加恒溫的室內環境。根據中國開發銀行一份報告，該系統能夠將能源使用率提高25%-50%。而在維修和使用年限上等多個維度，它都比空調更有優勢。

而對于城市治理者而言，這是對城市生態系統的再次重塑。在許多人看來，這是繼化石能源改革之后對城市減排、提高能效的再度推進。取得的成績也很明顯：根據聯合國環境署一份報告，該系統讓多個城市有效實現減排，如慕尼黑每年因此減少了1100萬噸CO2排放，而挪威的奧斯陸每年減排的CO2，相當于15萬輛汽車開行1.5萬公里的排放量。

區域制冷系統也不斷擴大其在城市的輻射范圍。在巴黎，500萬平方米的酒店、寫字樓、政府樓、劇院和盧浮宮由最長71公里的管道提供制冷，而迪拜打造的全球最大的區域制冷系統，總投資額達到1.5億美元。

但并不是所有城市都愿意買賬。

2000年，中國印發《關于發展熱電聯產的規定》，鼓勵各地區積極發展城市熱水供應和集中供冷，擴大夏季制冷負荷，提高全年運行效率。自此，中國城市步入了建設區域供冷系統的探索，太原、濟南等地展開了步伐。

但這些項目并未能持久。2014年，太原供冷項目由于道路改造與熱源電廠的拆除而不得不面臨暫停的厄運。當地負責人介紹，該項目推廣上的困難導致15年僅能維持成本。類似的情況也在濟南出現：過低的使用率讓制冷設備“名存實亡”，并最終導致項目的部分停止。

+2 尋找冷源

為何看似有著廣闊前景的區域供冷，在一些城市卻遭遇了水土不服。

答案需要從供冷系統的原理上尋找。眾所周知，要實現溫度的改變就要發生熱傳導。例如，一般情況下，空調通過制冷劑冷凝吸熱的方式來冷卻機身內的空氣，這些被吹出的冷空氣不斷與室內的空氣進行熱量交換，以此降低室溫。基于此，要在更大規模下進行熱量交換，就需要找到與其需求相匹配的冷源。

在大部分區域供冷系統中，水被拿來當作冷源的主體部分，就近的水源就成了供冷系統運行的關鍵。而在區域供冷較成功的哥本哈根、多倫多和赫爾辛基等城市，氣候條件使其臨近的水源溫度不會太高，它們一般采用冷水降溫為主、冷凝器為輔的方式，白天將冷水輸送至城區，通過管道循環出的熱水被儲存在城市的水庫，到晚上再進行降溫。

在多倫多，該系統還另有用處。由于安大略湖底層水溫過低，不宜直接作為飲用水輸送，這個循環系統就可以幫助其提升至合適的溫度，而后再由當地的水廠處理配送。

該系統效率確實很高，但問題是，其對水源依賴十分嚴重。在更多不臨湖、不臨海的城市，則將目光放在集中供暖的老方法上——利用當地過剩熱能，推動覆蓋整個區域的高效能冷凝器運轉，即所謂的“高溫制冷”。

以太原的集中供冷設備為例，它們就是將當地電廠作為熱源，通過其產生的高溫高壓的水蒸氣驅動制冷站內的“溴化鋰制冷機組”進行制冷，該溴化鋰充當的就是制冷劑的作用。

這種方式的好處是，能夠將已有的集中供暖設備嫁接至供冷上來。但在實際運行過程中，這些城市遇到的最大阻力則來自改造難度上。一方面，原有供暖設備需要加上供冷的功能，另一方面，對建成住宅需要加裝風機，任一條件的缺失，都可能導致集中供冷的流產。

顯然，與臨海城市相比，這種制冷模式將會帶來更高的成本，這也是許多城市的區域制冷系統無疾而終的原因。

+3 走進住宅區

與1877年首次在紐約出現的集中供暖相比，集中供冷已遲到了數十年，而其真正爆發又經歷了將近1個世紀——上世紀90年代才迎來集中供冷的建設潮。而現如今，集中供冷似乎正迎來新的發展契機。據市場分析機構Markets and Markets發布的報告，到2021年，全球集中供冷市場規模將達到95.4億美元。

盡管藍海已然顯現，但集中供冷的用途仍很局限。一般情況下，要在大型商場、車站、寫字樓，以及醫院、實驗室、工廠等特殊場所，你才能看到它們的身影。主要原因在于，集中供冷設備成本較高、回報期長。對于普通用戶而言，高昂的分攤費用稀釋了電費的優勢，而不成規模的布網也提高了運營成本。

然而，住宅區仍是區域供冷系統繼續布局的重點。

以中國為例，去年，全社會用電量同比增長6.6%，其中，城鄉居民生活用電量增長7.8%，居民用電的增長空間仍然很大。與此對應的是，需要有更多行之有效的措施降低這種增長，區域供冷系統正是一種方式。

在斯德哥爾摩，價格杠桿被用于推動系統的建設——由于瑞典針對居民同樣征收了相當高的用電稅，讓設置集中供冷系統顯得相對劃算。

與此同時，一種低影響的城市改造開發模式已被用于新設地下管網的布局上。盡管該方式主要針對海綿城市的改造，但可以期待的是，該技術被更多地用于新的集中供冷設備對城市的引入上。

事實上，即便作為引領者，丹佛仍面臨著推廣的問題。就在十年前丹佛對當時的系統進行擴容時，由于這種“無差別”的供冷方式造成了不同商戶的眾口難調，最終導致當地一座包含503個公寓的41層住房最終選擇自建水箱供冷。

而另一個維度上，在集中供冷設備的全球分布中，美洲、海灣國家分別占了43%、33%。集中供冷并未能幫助許多真正有需求的地區解決炎熱問題，這些都需要在其下一步發展中繼續探索。