江亿院士：我为什么反对集中供冷

舜玉花园小区是济南较早采用类似集中供冷的居民小区，但仍有不少居民自行安装空调。（南方周末记者 宋炳晨/图）

2022年夏天，济南将集中供冷这一鲜有关注的模式拉到了聚光灯下，引发热议（具体参见2022年8月18日《南方周末》报道《不开空调就能26℃？ 济南“集中供冷”探访》《集中供冷“飞入寻常百姓家”有多难？》）。

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集中供冷，以及早已在北方实行几十年的集中供暖，都属于区域能源系统，其背后隐含的是节能减碳以及建筑节能路径的讨论。在能源短缺的当下和“双碳”战略的背景下，建筑节能身上的担子越来越重——我国建筑耗能占全社会总能耗的20%以上，建筑已成为我国能源消耗的三大“耗能大户”之一。

不过，业界针对区域能源系统利弊的争议已久。中国工程院院士、清华大学教授江亿在该领域研究多年，曾多次在公开场合对集中供冷表达过反对意见，他即认为，集中供暖“仅有一利”，但集中供冷、冷热同供均存 在资源浪费。

在接受南方周末记者采访时，江亿院士指出，未来建筑节能在用先进技术手段提高效率之外，更重要的是保持中华民族节俭的美德，继续保持养成的绿色使用模式。

供冷与供热不一样

南方周末：几年前，你就集中供冷这个话题接受过采访，当时你是持反对意见的，如今的态度有无变化？

江亿：我依旧持坚决反对的态度，而且走到哪里都是这个观点。2000年，我应邀到日本东京、大阪、名古屋多地与热力公司研讨，当时他们跟我说，日本在搞集中供冷，我跟他们举行了三场辩论，一开始他们举了许多优点，到最后花了一个星期双方达成共识，集中供冷只有一个优点：日本缺少足够的工程师管理制冷设备，集中便于管理。

南方周末：我注意到，你也做了不少集中供热研究，为什么集中供热你是支持的？

江亿：北方集中供热，能耗高、损失大、投资大，问题很多，但为什么还要做呢？这是因为“有一利”。因为供热需要烧煤，只有越大的锅炉才越干净、越好管理。

现在一些地方想要“煤改气”，用天然气供热，就有人想直接将煤锅炉改成燃气锅炉，我认为这极其不对——天然气应该是分散的，让大家自己烧就可以了。

我们曾经做过一个调查。2005年前后，北京回龙观小区开始分户用天然气壁挂炉供热，用户可以调节温度，我们入户测温、调查住户的感受。结果发现，壁挂炉用户家里平均18-19度时，用户就觉得很舒服，而集中供热用户家里平均21度，用户还觉得冷。我们调研既用过集中供热，也用过壁挂炉供热的用户，七八成都觉得壁挂炉好——省钱了，还可以自己控制冷热。现在北方集中供热只有不到10%是按照热表收费，多数还是按面积收费。

对于集中供热而言，不管家里有人没人，即便一栋楼只有一户交钱，供热公司也要供热。我们统计过全国供热企业的运行数据，在能源价格上涨的情况下，北方供热公司能源成本占52%左右，其余48%都是人工费和设备折旧费等。

综合算下来，如果用壁挂炉，成本实实在在比集中供热低。

南方周末：集中供热还有这一“利”，集中供冷就没有了吗？

江亿：供冷与供热不一样。

供热主要对付的是“墙”。冬天的北京，室外零下10度，室内20度，内外温差30度，我们能感受到越靠近墙越冷，想让屋子暖和，就要让墙加热到20度，但墙的热容大，加热墙绝非易事，一个没有供热的房子从开始供热到室内热起来至少需要两天。正因如此，供热不能有人就供热而没人就不供了。

供冷对付的则是室内的热源。南方夏天室外35度，室内25度，内外温差至多也就10度，只有北方供热的1/3，实际上通过墙“跑”出去的冷量只有1/3不到。由于主要是对付室内发热的热量，南方开空调20-30分钟，屋内就凉快了。

而且北方冬天室内冷是因为室外温度低，但夏天热不只有室外温度高一个原因，还有太阳光照射、一间屋子很多人一起开会等，并不是所有房间都热、都需要冷。

正因为这种特点，北方供热需要的是连续供热，而南方供冷不需要连续，有人在就开空调，没人在就关掉。

建筑节能不能单纯看效率

南方周末：会不会有用户为了舒适性，追求这种恒温居住条件？

江亿：2020年，我们对12527套住宅建筑多联机中央空调的运行状况进行了调查，这种多联机制冷空调安装一套的费用要十万多，安装的都是高收入群体。

实际数据表明，开启时间最多也就3000个小时，这种情况很少，多数是1000-2000小时，也有不少只开500个小时。而在空调室外机运行状态下，52.5%的情况，只开一台室内机，28.8%的情况运行两台室内机，这二者就占了绝大部分，同时开启五台室内机的情况只有0.8%，凤毛麟角。

这就是用户的使用习惯，设计的时候认为室内机都开，但绝大多数只开一台或两台，造成大多数情况下系统低效运行，而根本达不到满负荷运行时的高效工况。

南方周末：中央空调不是效率更高吗？

江亿：中央空调确实效率高，用一度电平均出3.5度冷，分体机只出2.6度冷，比中央空调低。有人认为效率高的好，2003-2006年，各地提倡建筑节能，进行补贴，结果都补在了中央空调。

但是建筑节能不能简单看效率，还要看实际使用量是多少。我们十多年前就调查发现，北京安装分体空调——一个屋子一台，平均一平米的住宅耗电量一夏天就是两度电到三度电，最多4度电，而安装中央空调就要20度电。设想一栋楼里只有一家有老人，一直在家，其他人白天都上班去了，你说该开空调还是不开？

办公楼也会有这样的问题，员工都下班了，老板还在加班，中央空调是开还是关？最常见的是老板办公室自己加装一个分体机。

如果上升到一个区域问题就更大了。我上周到外地一个区考察，当地政府为了节能减碳，搞了二十几个区域能源站，每个能源站管一二百万平米。我问怎么算账，他们说便宜——北方供热每平米30块钱，而当地供热和供冷一共50元。我跟他们说，如果我是你的用户，一平米50块钱交给你了，我还会没人就关空调吗？不可能！而且一旦制冷不好了，我还投诉你。用能是不是反倒要高出很多倍？

我考察另一个地方的区域能源系统，管道、系统设计得都很好，运行管理数据也不错，但运行还是赔钱。原来当地根据用户盘管的开启小时数收费，高、中、低速价格各不相同，关闭则不要钱。结果用户实际开机率很低，只有在有人且觉得热的时候才开启。结果运行维护成本很高，却收不到多少钱。要是大家把空调都开起来，效益就不一样了，可是也不能去动员用户多开空调，如果这么干，不就是鼓励人家高碳生活吗？

建筑节能不能简单看效率，还要看实际使用量是多少。 （视觉中国/图）

冷热同供会造成浪费

南方周末：如果是商业写字楼，做区域能源系统是否更适合？

江亿：一栋楼底下有一套供冷系统无可非议，但把十几栋楼连到一起，直径一米粗的管道互相连接，把地下空间都占了，好处在哪？尤其是CBD这样的地方，不仅地上寸土寸金，地下也是，巨大的管道会为地下空间利用带来很大的负面影响。

每栋楼设独立的供冷系统，通过相互连通也可以靠互相备用来提高可靠性，通过智能化也可以实现无人值守，一个公司同样可以同时管理十栋楼，工作人员进行巡检就可以了。

而且多栋楼集中在一起实现水循环需要有水泵，水泵需要耗电，耗的电都变成热，又加热了冷冻水。我考察日本新宿的一个供冷项目，冷损失10%中，只有1.5%是管道保温不好，其余的8.5%都是水泵电耗转换成的热量。

南方周末：既然南方不适合集中供热，而长江流域冬季又冷，如果采取冷热同供的方式，都用一条管道，会不会是一个好的选择？

江亿：建筑内瞬态所需冷量大于热量，即便是很冷的地方，瞬间最大冷负荷也比热负荷大。例如哈尔滨公共建筑的空调制冷负荷每平米要七八十瓦，而供热负荷只要四十瓦。因此供冷所需的水循环量大，一般情况下，供热屋内每平米需要1千克水循环，而供冷就需要4千克水循环。所以冷热同供的管道直径就需要变大，水泵也需要做改变。冷水热水都在相同的管子里跑，循环流量只能以大流量为准，在冷热同供下，最后只能是也用大流量供热，造成浪费。

绿色用能比提高能效还重要

南方周末：“双碳”背景之下，既然靠区域能源系统做到减碳存在困难，建筑节能还有什么路？

江亿：要实现碳中和就一定把建筑用能降下来。建筑用能降下来主要有两方面：一方面是用先进技术手段提高效率；另一方面就是要坚持维护中华民族节约的传统美德——绿色使用模式，这一点不好好坚持，就很难实现低碳节能，这件事恐怕比提高能效还重要。

我们的用能系统要想方设法做到支持分散、灵活调节，满足各种各样不同的需要，或者称之为部分时间、部分空间提供服务——有人就提供，没人就关掉。绝不能搞那种全时间、全空间，有人没人永远开着的模式。那种模式效率再怎么高，能耗也会非常高。

南方周末：在全国夏天趋热，冬天南方冷冻，特别是人们对舒适性要求越来越高背景下，有什么好的能源解决途径？

江亿：分体空调怎么不舒服了？通过合理的送风方式，分散式空调可以做到在室内侧与中央空调一模一样。中国中央空调设备最权威的研究机构是合肥通用机械研究院，全国的空调制冷设备都要送去检测。他们盖了办公楼，却没有用中央空调，我问他们院长，为什么不装一套中央空调？对他们来说，设备投资根本就不是问题，但他们知道中央空调的电费和维修花销都要比分散式大得多，所以人家最后不用中央空调，而是采用适合于这种办公建筑、能够分别控制每一个房间的多联机方式。

冷热电三联供不能提倡

南方周末：有一些学者比较推崇冷热电三联供，国内也有不少相关项目了，这是未来能源的解决路径吗？

江亿：冷热电三联供的概念上世纪九十年代就开始热了。后来美国能源部还有一个研究报告预测2020年就全是三联供了，但实际上根本没有实现。

国内上海浦东机场、虹桥二期，北京南站都做过冷热电三联供。当时认为燃气发电，冬天余热能供热，夏天余热能供冷，但实际运行效率都不高。一个建筑用多少电是变化的，用多少热、多少冷也是变化的，它们变化规律不一样。每年只有一小段时间热与电或者冷与电需求的比例合适。所以业内一直有争论，应当以电定冷，还是以冷定电。但这样就产生新问题：以电定冷，为了发电，冷会多出来，多出来的冷就浪费了；以冷定电实际上就成为集中供冷，就出现上面说的这些问题。

中国大多数燃气电厂，运行小时数很小，因为燃气比煤贵得多，一发电就赔钱。中国的电力系统，最缺的就是灵活电源，在未来低碳的能源体系下，为了消纳风电、光电，我们需要大量的灵活调节电厂，而燃气电厂适合担此重任。

而燃气电厂一旦变成冷热电三联供，就失去了其作为灵活电源为电网调峰的功能。从上述几方面看，冷热电三联供不能提倡。

未来要重视余热

南方周末：我们发现，不少项目宣称用电厂余热制冷，对此你怎么看？

江亿：热电联产是收集电厂的余热，让它去供热，这是我现在使劲推广的。

热只能从高温向低温处转移，而制冷是让热量从低温向高温处转移，这就必须投入功。电厂余热三四十度，是发完电剩下的“垃圾热”，已经发不出什么电来了，这种热不能做功，更不能制冷，但是这个温度的热却有可能作为供热热源。

想要制冷需要更高参数的热，但如果用更高参数的热，就会减少发电量。例如一台机器能发1万度电，发电后的余热不能制冷，而为了使余热能制冷就只能发9000度电，同时产生3000度冷量。但如果将这1000度电发出来，再通过电制冷，则可以产生5000度冷量。电厂的余热制冷并不划算。

南方周末：那供暖未来的方向是什么？

江亿：我们要充分挖掘各种余热资源，集中的系统把低品位余热送到千家万户，然后再通过末端变换解决供热问题，各种各样的余热都可以收集回来供暖，哪怕三四十度的余热都可以供暖，但它不能用来供冷。做事需要因地制宜，根据实际情况出发，不能违背客观规律。

南方周末记者 宋炳晨 南方周末实习生 钟财芬