006-我国清洁供暖技术发展现状及问题分析.pdfVIP

我国清洁供暖技术发展现状及问题分析 1 刘继磊 ，李德英 （北京建筑大学，北京 100044） 摘 要：在政府绿色理念和环保政策的推动下,供暖行业正面临着前所未有的机遇与挑 战，清洁供暖技术的探索势在必行。清洁供暖技术已在各国商用和民用建筑中广泛应用，国 内近几年也有很多在清洁供暖技术方面的探索和研究，总体来说各方面都取得了重大进步， 但也存在不少的问题。本文就天然气供暖，电能供暖，地热能供暖，太阳能供暖，生物质供 暖等诸多方面，对国内针对不同清洁能源供暖技术的应用现状进行分析，分析各项技术的适 用性，了解发展中取得的成果和出现的问题。 关键词：清洁供暖技术 地热能供暖 太阳能供暖 应用现状 适用性 清洁供暖是指利用天然气、电能、地热能、生物质能、太阳能、工业余热、清洁化燃煤、 核能等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物 排放和能源消耗为目标的供暖过程，涉及清洁热源本身、能源输配系统、末端用户等环节。 1.清洁供暖背景与政策 当前，我国北方清洁供暖普及度不高，尤其是依然有大部分地区冬季大量使用散烧煤， 造成了大气污染物排放量大，能源利用效率低等问题，迫切需要推进清洁供暖，这项技术关 系北方地区用户过冬问题，关系雾霾等空气质量问题，是能源改革，产业升级的的重要内容。 2017 年12 月十部委发布《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021）》。《规划》对北方 地热供暖、生物质供暖、太阳能供暖、天然气供暖、电供暖、工业余热供暖、清洁燃煤集中 供暖、北方重点地区冬季清洁供暖“煤改气”气源保障总体方案做出了具体安排。 《规划》指出，到2019 年北方地区清洁取暖率达到 50%，替代散煤烧（含低效小锅炉 用煤）7400 万吨。到2021 年北方地区清洁取暖率达到70%，替代散煤烧（含低效小锅炉用 煤）1.5 亿吨。力争5 年时间左右，基本实现雾霾严重化城市地区的散煤供暖清洁化。[1] 2.不同清洁供暖技术应用现状分析 2.1 天然气 天然气一直被公认为是清洁能源，可以有效降低大气中可吸入颗粒浓度，国内天然 气供暖和发电的发展很大程度受到环境治理政策的影响，虽然起步较晚但也取得了一定程 度上的进展。 天然气供暖主要通过燃气锅炉集中供暖，燃气热电联产集中供暖，燃气壁挂炉配合散热 器或地面辐射装置供暖等多种方式实现。燃气供暖技术产业支撑和市场化能力较强，用户接 受程度高，在城市和农村煤改清洁能源工程中应用最为广泛，但其应用也有一定的局限性， 1刘继磊,(1994.12-),北京建筑大学在读研究生， 100044,电话邮箱:445680711@ 天然气供暖受到供气管网和气源可靠性影响。 由于锅炉结构、燃烧温度、烟气成分等因素的影响，利用燃气锅炉供暖并没有想象中清 洁。例如，燃气供暖锅炉的容量一般不大且结构简单，导致排烟温度较高（120～180℃），热 量损失严重。其次，天然气燃烧产物中水蒸汽含量高达 20%左右，较高的排烟温度导致水蒸 汽无法冷凝，而是直接排向大气，研究发现空气中过高的水蒸汽含量是形成雾霾天气的主要 成因之一。燃气锅炉在燃烧过程中炉膛温度高达 1600℃，在此温度下空气中的氮气与氧 气发生反应，生成大量的热力型NO ，而NO 是造成雾霾天气的根源之一。[2] X X 就燃气热电联产而言，尽管利用这项技术不仅可以实现高效发电，还实现了清洁供暖， 但是我国燃气资源不足，每年有大量的天然气依靠进口，天然气价格居高不下，燃气热电联 产前期的建设费用以及后期的运营维护费用过高，这些都某种程度上阻碍了燃气轮机热电联 产的推广。 2.2 电能 电力供暖分为电直热和电蓄热两种方式。常见的电直热方式有直热式电暖器、发热电缆、 电热膜等，以户式系统为主。升温快，施工简单，但是运行费用非常高，一般不建议采用， 很少一些情况会在局部或间歇供暖的场合有选择地加以应用，但是不作为主要供暖方式。 电蓄热是指带蓄热装置的电供暖系统，常见的电蓄热方式有蓄热电暖器、蓄热电锅炉、 电锅炉+水蓄热、电锅炉+相变蓄热等，这种储电蓄热式的供暖系统一个非常简单的技术,就 可以做到利用低谷的时候把电储存起来变成热,然后在需要热的时候放出来。[3