浅析清洁能源供暖方式

张竞文

大庆市城市管理事业发展中心 （黑龙江 大庆 ）

摘要：目前，我国北方地区清洁取暖比例仍然不高，特别是部分地区冬季大量使用燃煤取暖，迫于环保要求，需要加快推进清洁取暖，清洁取暖成为能源转型的重要因素。

关键词：分析；清洁能源；可再生能源；节能环保

1清洁能源供暖发展现状

（1）国外现状

德国冬季采暖主要燃料为天然气和燃油，少量采取电或燃煤锅炉方式；芬兰清洁能源供热比重占总供热面积的51%；瑞典全国供热60%使用生物能源；韩国由于不产热能高的烟煤，而进口烟煤存在成本高、运输和储存困难、环境污染大等问题，主要采取天然气和普通柴油供热，少量使用轻油。根据上述四个地域差别较大国家的供热情况可见：其供热能源结构主要为柴油、电力等常规能源及天然气、生物质能等清洁能源，供热方式既有大型热电联产及锅炉房集中供热，也有便于控制的小型锅炉自行采暖，供热形式多样化。

（2）国内现状

国内第一个全部采用清洁能源供暖的地区为乌鲁木齐，由于乌鲁木齐市位于管输天然气的上游，气量较为充足。2012年乌鲁木齐市“煤改气”工程投资121亿元，完成189家燃煤供热单位的天然气改装。2017年4月，国家能源局综合司发布了关于征求《关于促进可再生能源供热的意见》的函，其中指出“大力推进我国可再生能源供热利用，对我国实现能源转型和建设生态文明具有重要意义”。

二、常见的清洁能源供暖方式

（1）太阳能

大庆地区年日照时数为2726h，年太阳总辐射量4914MJ／m2，属于太阳能资源中等水平地区。太阳能应用最多的是家庭用或旅馆用的太阳能热水器。近几年随着国家对可再生能源的大力推广，光伏、光热发电技术的深入发展，太阳能将成为未来社会的主要能源。

（2）电能

目前开展的主要是风电、光伏、光热发电等清洁供暖，从技术角度，也可采用其他可再生能源电力进行供暖。电供暖主要是通过电蓄热锅炉，将电能转换为热能，为建筑和工业用户供热，或通过其它末端用电设备（电暖气、电热膜）等供暖。

（3）燃气供暖

2016年5月，国家能源局会同国家发展改革委等7部委联合印发的《关于推进电能替代的指导意见》就曾提出，要将居民取暖领域电能替代作为重点任务推进，并明确电供暖主要针对领域为燃气（热力）管网难以覆盖的个别地区、郊区，以及农村等大量使用散烧煤取暖的地区，鼓励通过电锅炉、分散式电供暖、热泵等方式替代燃煤供暖。

（4）地热能

供热技术主要包括浅层地热能供热和中深层地热能供热。浅层地热能主要通过热泵技术进行开发利用，为建筑物供热、供冷并提供生活热水。中深层地热供热是抽取中深层地下热水进行供热、建筑供暖的技术，打井技术和供热技术均为成熟的技术。项目的经济型主要取决于钻井成本、地下水的品质（水温、出水量、水质）等因素。中深层地热项目供暖的一次性投资较大、投资回收期长、回灌和处理成本较高，需选择打井条件好、地热热水字眼丰富的地区开发利用。

（5）生物质

生物质锅炉是指以生物质成型燃料为燃料的供热锅炉。生物质锅炉可有效替代燃煤锅炉提高热力供应和供暖，具有良好的环境效益，是防治大气污染的有效措施之一。

（6）空气能

空气能供热主要是通过空气源热泵来实现。空气源热泵兼备了制冷与制热两种功能，且节能环保。但在供热工况下，随着室外温度的降低，机组的压缩比会因此而显著增加，制热量下降，供热的需求跟供热能力不匹配，再加上会出现结霜问题，这些都会明显导致供热效果不理想。从压缩机的热力学性能上来分析，对于工质为R22的普通空气源热泵来说，最低的蒸发温度为-15℃，而大庆地区的采暖计算室外温度为-24.2℃，因此，空气源热泵对于严寒地区的采暖是不适合的。适用范围广，适用温度范围在-7至40℃,都可正常使用运行成本低：节能效果突出，投资回报期短，空气源热泵可节省70％的能源环保型产品，无任何污染，无任何燃烧外排物，不会对人体造成损害，具有良好的社会效益区域性特征明显，因其对外界环境温度依赖过大，其正常工作环境温度在-5度-40度之间，故基本适用于华东、华南等长江以南地区，广东、福建、浙江、湖南、江西、云南等省份空气能热泵热水器发展比较良好.压缩机易烧坏换热器和套管换热器易结垢断裂。

（7）土壤源

土壤源的主要利用方式是热泵利用地下土壤作为空调系统的冷热源。目前地下埋管的换热装置广泛采用垂直U型埋管换热的器，它具有换热效率高，占地面积小，运行稳定等优点。大庆位于我国严寒地区，年平均气温低，据测算地下土壤温度稳定层在15m左右，15~200m（地埋管换热器铺设深度一般≤200m）土壤温度在5.5℃左右。由于土壤温度较低，为从土壤中提取大量的热，换热器中的换热介质应低于0℃，因此必须在换热器中添加乙二醇作为防冻剂使用。但是，这势必会降低热泵机组运性效率，增加管道阻力，提高水泵的耗电量，同时系统的造价也会增加。

（8）天然气

天然气供热主要通过以下几种途径：热电联产、燃气锅炉、燃气壁挂炉、燃气辐射采暖。天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。但作为燃料，天然气也会因发生爆炸而造成伤亡。

三、清洁供暖发展的建议

（1）建立科学评价体系

建立科学有效的清洁取暖评价体系需要相关职能部门、科研单位和供热企业联合深入研究出台。应针对当前几种清洁取暖技术的优缺点，结合供暖当地实际情况，综合供热原理、生态环保、经济效能等多种方面因素，出台具有综合性、科学性、实操性的评价体系。

（2）提升供热管网和建筑物的节能改造

目前，我国城镇集中供热管网存在结构布局不合理，支状管网较多，导致管网水力失调问题严重。部分老旧管网因年久失修，运行维护不到位，“跑冒滴漏”等问题严重，还有管网造成整个供热管网的输送效率下降；因大部分热网末端热用户未采用实时热计量措施，使得现有的供热系统只是对设备的粗放型调节，无法根据热用户的需求对整个供热系统进行精准调控，导致管网过量供热或供热不足现象时有发生。目前建筑物保温性能差会导致建筑物室内能耗增加，难以满足节能建筑的要求。应针对供热管网和建筑物进行节能改造，并通过智慧供热等软件平台加强精准调控。

（3）积极探索多方共赢长效机制

当前，清洁取暖市场化机制尚未建立，主要依赖政府投入，盈利水平较低，市场积极性不高。应根据各个城市与地方的实际情况，选择适用的清洁取暖技术；地方政府宜出台配套的政策措施，因地制宜，引导当地供热企业、投资企业等积极参与清洁供热项目，探索新型的多方共赢机制，激发市场潜能和活力。

四、结语

综上所述，按照当前生态环保要求，采用清洁能源供暖逐步取代传统燃煤供暖势在必行，但需要职能部门、供热企业、科研机构、热用户等多方合作研究，结合供暖当地实际情况，综合考虑生态环保、供暖技术、经济效能和清洁能源现状，逐步有效的提高清洁能源供暖比例，加强政府引导，进一步激发清洁能源供暖市场的潜能。

参考文献

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