深度｜“借”一池春水 暖一方土地——再生水厂掘金水源热泵
时间：2026-03-25 15:00:31 来源：中国环境APP 作者：中环报记者刘良伟
随着春意渐浓，北京又一轮供暖季告一段落。如果你曾到访位于海淀区的东升科技园，会发现这里的温暖与众不同——没有高耸的烟囱，也没有锅炉的轰鸣，一切暖意都源自地下那座现代化的“能源心脏”。驱动它的并非煤炭或天然气，而是这座城里昼夜流动、循环不息的再生水。
“我们的水源热泵系统已经为园区提供连续3个冬季的供暖服务了。”在中关村科学城—东升科技园再生水源热泵项目（以下简称东升科技园水源热泵项目）的二期能源站内，负责运营的王明华介绍道，“系统即将在4月进入维护保养阶段，为5月份开始的供冷季做好准备。”
每个供暖季约120天。在此期间，清河再生水厂每天为这个项目输送至少4万吨再生水。冬季水温通常在14摄氏度左右，系统从中提取5至7摄氏度的热量，就足以满足整个科技园的供暖需求，使室内温度稳定在23摄氏度左右。
图为中关村科学城—东升科技园再生水源热泵项目。
“如果用一句话概括原理，那就是：我们不制造能量，只是大自然的能量搬运工。”王明华总结道。整个过程“只取热、不耗水”，水质几乎不受影响，提取热量后的再生水将全部返回水厂，继续循环利用。
水中蕴含大能量
2025年1月，国家能源局、生态环境部、住建部联合发布了第一批全国可再生能源供暖（制冷）典型案例，东升科技园水源热泵项目成功入选。
“可能有人觉得我们是在用污水供暖，其实我们做的，是搬运能量。”工作人员说。
冬季，系统将室外的热量“搬”到室内用于供暖；夏季，则将室内的热量“搬”到室外实现制冷。搬运过程需要一个庞大的、温度稳定的“中间人”——那就是水（包括污水、再生水、湖水、河水等）。相比空气，水的比热容更大，能储存更多热量且温度更为稳定。
以冬季供暖为例，热泵机组驱动制冷剂流过埋在水里的管道。温度相对较高的水（比如14℃的再生水）会将热量“传给”制冷剂，自身温度有所降低（比如变成9℃）。吸收了水中热量的制冷剂被压缩机压缩，温度会急剧升高（变成高温气体，比如50℃）。高温的制冷剂流经室内的暖气片或风机盘管时，把热量释放到房间里，实现供暖。释放完热量的制冷剂变回液体，准备开始下一次循环。
这和我们常见的普通空调的工作原理有什么不同？日常生活中常见的是空气源热泵空调。虽然两者都是“热量搬运工”，但水源热泵将“搬运介质”从空气换成了水，在节能环保、运行稳定性、使用寿命等方面显现出优势。
王明华介绍说，这一项目降低了化石能源的消耗，并充分利用夜间谷电蓄能，能够节约20%的电费。“水源热泵本身效能很高，但如果只在白天用电高峰期运行，电费成本依然较高。而蓄能池就像整个系统中的‘充电宝’。在夜间电价低谷时，机组全力运行，将产生的热量（或冷量）储存于大型蓄能水箱中。到了白天用电高峰，系统则进入释能阶段，优先使用储备的能量。”
“园区供热需求较低的时候，白天我们的主机甚至都不用启动。”王明华说。
凭借这些技术亮点，这一项目的绿色低碳效益显著。据测算，东升科技园再生水源热泵项目每年可节约标准煤约1.5万吨，减少温室气体排放约2.5万吨二氧化碳当量。
项目能否复制推广？
“在绿色低碳发展背景下，水源热泵作为低碳供热技术之一，整体应用场景非常广阔。”绿色创新发展研究院（iGDP）副主任杨鹂对水源热泵的发展非常看好。
目前，我国在国家和地方层面均出台了相关政策以支持热泵应用，并提出了明确的落地场景。2025年3月，国家发改委、工信部、生态环境部等六部门印发的《推动热泵行业高质量发展行动方案》提出，因地制宜推动中深层地源、地表水源热泵规模化应用，满足建筑采暖和制冷需求。支持选用地源、水源、空气源等类型热泵替代燃煤锅炉和散煤燃烧。
山东、江苏、河南、河北等省份也出台了相关文件，鼓励将水源热泵作为优先发展的清洁能源供暖技术。
实践中，天津、河北、上海、江苏等地都有落地的水源热泵项目，服务于当地的绿色低碳发展。
杨鹂认为，水源热泵技术成熟，性能比较稳定。与传统供热方式相比，虽然其一次性投入高，但是仅消耗电力，若搭配风光等低价绿电，具有很强的成本优势。特别是随着更多零碳场景的建设，未来的市场空间比较可观。
那么，作为提供“绿色暖流”的技术路径，水源热泵项目是否能够大规模推广？
“项目的复制需要满足一定条件，首要条件是有供暖制冷需求，其次是水源必须邻近用热单位，最后还要有稳定、充足的水源供应。”曾参与华能北京热电厂热网回水再生水源热泵并热项目（以下简称华能水源热泵项目）筹建工作的王天一说。
北京作为超大型城市，冬季集中供热需求巨大且具有明显的刚需属性。据了解，目前北京市中心热网的供热覆盖面积已达大约2.5亿平方米。全市8座核心热源厂构成四大热电中心，但其总供热能力与冬季供热峰值需求之间仍存在约2400兆瓦的缺口。
“热源的补充与结构优化，已成为保障城市供热安全的重要课题。”华能水源热泵项目相关负责人指出。
华能北京热电厂是北京市东南区域供热的“主力军”，承担着全市约1/3的集中供热任务，其供热效能的提升对完善全市供热保障体系具有关键作用。
在这种背景下，“项目精准地抓住了高碑店再生水厂与华能热电厂仅一路之隔的独特优势。”王天一指着项目平面示意图介绍道。
这一邻近性优势在东升科技园水源热泵项目中同样得到体现。该项目距离清河再生水厂的直线距离仅1.8公里，且北京排水集团在建厂初期就已配套建设了相应的排水管网，为后续水源热泵项目的开发奠定了坚实基础。
项目复制的第3个重要条件，是拥有稳定、充足的水源供应。高碑店再生水厂常年保持高效稳定运行。在供暖季，水厂最低日供水量可达约64万吨。据悉，高碑店水厂专门为华能热电厂设计的供水能力为每日15万吨，这不仅能充分满足华能水源热泵项目的取热循环水量需求，其5℃至10℃的取热温差条件也为系统的高效运行提供了优质保障。相对而言，规模较小的再生水厂若想开发类似项目，可能不具备水量规模优势。
此外，业内人士分析，水源热泵项目的推广也面临南北差异。北方有明确的供暖季和庞大的城市热力管网设施，水源热泵可以相对容易地作为热源接入现有系统或与现有系统互补。南方没有现成的、规模化的供热市场，需要从零开始为单个或成片建筑构建独立的供能系统，市场开拓是“点状”而非“面状”的，发展速度相对较慢。
经济效益如何？
“水源热泵项目对建设单位和运行单位来说是一种‘双赢’。”谈及项目的综合效益，业内人士表示。
目前已经落地的此类项目建设运营模式有所不同。东升科技园水源热泵项目的建设方和运营方为不同单位。建设方负责场地建设与设备采购，运营则交由专业公司负责。建设方每年向运营方支付相应的配水费及运营费。这种模式不仅实现了双方利益共享，也形成了风险共担机制。
有些项目则是由同一单位负责建设和运营，如天津公馆污水源热泵供暖制冷项目。项目总投资（不含二次管网）约800万元，供暖季面向居民和商业的收费分别为25元/㎡和40元/㎡。与常规市政供热相比，项目初投资节省30%，年运行费用节省32%。
不过，当前的经济环境对这类项目带来一定的影响。部分商业建筑出租率不及预期，导致供热需求低于设计容量，延长了投资回收周期。以某项目为例，尽管安装了9台机组、供热能力超50万平方米，实际供热面积仅20余万平方米。
“这对我们是一个重要的提醒。”一位业内人士表示，未来需要探索拓展其他业务模式，以增强收益保障。
此外，业内人士呼吁，此类区域供能项目具有公共设施属性，建设期和投资回收期较长，前期资金成本较大，受项目所在区域地块开发进度及接入使用率影响较大，需要一定的政策支持。基于项目每年供暖期间主要经营成本中电费占比最大的情况，希望能享受到优惠电价。
杨鹂告诉记者：“水源热泵的前期投入比较大，而不同地区的热价是政府定价的，因此对企业来说，成本价格联动机制比较弱，可能会影响某些项目的落地推广。”
然而，除经济考量外，不少企业看重这类项目的绿色属性，认为其能够为企业带来重要的环境价值与无形效益。
华能水源热泵项目相关负责人介绍，项目年供热能力可达32.56万吉焦，每年可减少天然气消耗约1000万立方米，相应减排二氧化碳2.3万吨。
因此，在不少业内人士看来，水源热泵项目为城市供热领域开辟了“污水资源化+清洁能源”的创新路径。在评估项目时，应统筹考虑经济效益、社会效益与环境效益，将其置于城市高质量发展与企业绿色转型的大框架下，算好一笔可持续发展的“综合账”。
