今年供暖季，北京幾十萬戶農戶家庭將“煤改電”，使用清華同方的低溫空氣源熱泵采暖。熱泵技術以清潔節能、分戶獨立、安全易控的特點，有廣闊的應用空間和巨大的節能減排作用。圖為同方人工環境有限公司工程師韓林俊正在調試設備。莊媛萍攝

深秋的北京，夜間已近冰點。天氣預報顯示，下周一最低氣溫將降至-3℃。雖然全市供暖單位10月底已先后就緒，準備迎接即將到來的2016供暖季;但嚴峻的環保形勢，卻令北京提前供暖面臨兩難選擇。

燃煤、火電、冬季采暖，是北方地區主要的大氣污染來源。近年來，為踐行節能減排，北京對啟動提前供暖，要求越來越嚴：需經多輪集體會商，連續5天日平均氣溫低于5℃，才有可能提前供暖。

未來一周，北京預計將有兩次冷空氣活動。由于受冷空氣控制時間較長，加上擴散條件不利，陰冷的霧霾天可能卷土重來。清潔節能、分戶獨立、安全易控的采暖方式，成為居民的“心頭好”。

南方小伙的“刻骨鄉愁”

生于浙江的韓林俊是典型的“80后”理工男，但偶爾有文藝青年的腔調。

2003年他考入清華大學后，一直在京學習、工作，如今已博士畢業?；貞浖亦l，他說：“沒有文人筆下的酥潤春雨、旖旎秋光……酷暑悶熱、嚴冬濕冷，成為我最刻骨的鄉愁。”

正是這樣的經歷，促使韓林俊立志學習暖通空調專業，研究制冷制熱泵設備，從清華大學本科，一路保送本校碩士、博士研究生。

2014年博士畢業后，韓林俊選擇一線制造業，進入同方人工環境有限公司，從事空氣源、水地源熱泵的研發和節能優化工作。

“任何物體包括空氣、水等等，只要溫度高于絕對零度，即-273.15℃，它就含有熱量。”韓林俊以科普開場，他介紹，熱泵是能從低溫物體向高溫物體傳熱的裝置，類似水泵，通過消耗電能，實現水從低位向高位的傳送。

“我國大部分地區冬季室外氣溫高于-20℃，空氣中所含熱量并不低。熱泵可以從空氣中吸收熱量到室內供暖。”韓林俊說。

他解釋，家用空調是最常見的電熱泵裝置。夏季，空調將室內空氣的熱量送到室外，室內空氣被冷卻下來，室溫下降。在冬季，通過內部切換，空調的功能是吸收室外空氣中的熱量，送到室內，這時，室內機送熱風，室外機出冷風。

“相比普通電暖氣，熱泵更節能。它每消耗1份電能，能從空氣中或水中吸收2份、3份，甚至更多的熱能。”韓林俊說，北京煤改電采用的電熱泵，是從空氣中取熱，向水中放熱，熱水通過暖氣片送到室內，很舒服，而且沒有風機噪音。

在沒有集中供暖的南方地區，熱泵技術以清潔節能、分戶獨立、安全易控的特點，有更廣闊的應用空間，能發揮更大的節能減排作用。

溫暖、霧霾兩難全?

據測算，建筑采暖能耗約占全社會總用能的10%。以燃煤為主的傳統供暖方式，帶來高能耗、高污染等問題。特別是散煤燃燒比例很高的北方農村，價格低廉的劣質燃煤又占多數，而且沒有煙氣處理裝置，大量污染物顆粒未經處理直接排放，構成了北方冬季霧霾的不要原因。

以北京為例，有分析顯示，北京地區全年平均PM2.5來源中，農村固體燃料(煤、秸稈等)燃燒占本地PM2.5的比例達14.4%-18.5%，占本地和區域傳輸的9.2%-13.3%，與工業排放量相當，高于揚塵排放。這其中，農村采暖燃煤排放了56.4%的PM2.5。

早在2001年，北京就啟動了城市核心區、文物保護區居民采暖“煤改清潔能源”工程，以電采暖取代蜂窩煤爐采暖。到2009年，市中心的居民平房小煤爐全部“煤改電”，徹底告別煙熏火燎式的取暖模式。

截至2009年底，北京市共完成18萬戶平房居民住戶煤改電采暖改造。但運行多年后，這種電暖方式也逐漸暴露出一些問題：功率大，電網改造費用高，效率低，電費高，采暖效果不理想……

“向-20℃冷空氣要熱量”

清華同方率先突破了北方寒冬“千里冰封萬里雪飄”對熱泵技術的封鎖。從2003年起，他們逐漸推廣低溫空氣源熱泵，用于建筑空調和采暖，截止目前，實施工程建筑面積突破1億平米。

2012年，北京密云司馬臺新村熱泵采暖項目展開，總面積近8萬平米，為冬季最低氣溫-20℃以下的山區中近600戶人家提供采暖設備——低溫空氣源熱泵+地板采暖的分戶熱泵技術方案，用電代替原先的煤進行供暖，不僅解決散煤采暖的污染、安全等問題，還節省了運行費用，整個供暖季每平米折合電費不到20元。

2013年，北京提出新的“減煤換煤、清潔空氣”行動方案，在農村大力推進煤改電、煤改清潔能源，廣泛使用熱泵、太陽能等清潔能源采暖，并推行農村峰谷電價政策。

2016年，北京市13個區的“煤改電”項目中，清華同方成功進入10個區，把熱泵這種煤改電采暖設備，推廣到數十萬戶農戶家中。

如今，韓林俊正和同事們忙碌著，并基本完成安裝調試的收尾工作，力保今冬居民供暖。為便于研發，他把家安在同方人環公司的密云研發中心附近。韓林俊新近被評選為清華產業十佳創新人才。