清洁能源供热与传统能源供热的研究

汤海龙

承德热力集团有限责任公司 河北省承德市067000

摘要：我国的基础能源以煤炭为主，供热事业事关民生冷暖,它是一项系统工程，是能源消费革命、供给革命、技术革命和体制革命的重要组成内容。需研究出一条适宜我国特色的清洁供热之路，构建清洁低碳、安全高效的现代城市供热基础设施供应体系，以实现供热的经济价值、环境价值和全社会正效益。基于此，本文主要对清洁能源供热与传统能源供热做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：清洁能源供热；传统能源供热

引言

供热事业事关民生冷暖，北方冬季清洁取暖涉及北方城镇140亿平方米和农村地区100亿平方米的建筑供热，是建筑节能的重头戏，是北方城市治理大气污染的首要举措，也是城市能源基础设施的生命线之一。截至目前，我国北方城镇供热已取得举世瞩目的成就。我国现已建成全世界最大规模的集中供热系统，拥有宝贵的城市热网基础设施资源，是名副其实的供热大国；形成了以热电联产为主（燃煤热电厂占比48%，燃气热电厂3%）,区域锅炉房为辅（燃煤锅炉33%，燃气锅炉12%）,其它方式为补充（地热、电热泵、工业余热、生物质等占比4%）的供热格局。随着供热能源的多元化，环境气候的清洁化，可以说，在“蓝天保卫战”和生态文明建设进程中，城市能源视角下的北方城镇清洁供热，已经成为重大的能源工程和环境工程。[1]

1清洁供暖概述

积极发展多种清洁供热方式，主要包括电能供热、地热能供热、生物质能供热、太阳能供热、核能供热及氢能供热（热电联供），能够实现供热资源和形式的多元化、灵活性。电能供热是将清洁的电能转换为热能的环保的供暖方式。按照均匀性及受热面积分为点式供暖（空调、电热扇、辐射板等）、线式供暖（发热电缆等）、面式供暖（电热膜等）。地热能供热是以地热能为主要热源的供热系统。地热供热按照地热流体进入供热系统的方式可分为直接供热和间接供热。直接供热是指把地热流体直接引入供热系统，间接供热是指地热流体不直接进入供热系统，而是通过换热器将热能传递给供热系统的循环水。生物质能供热是能够替代燃煤供热的绿色低碳型可再生能源供热方式。生物质能供热主要包括生物质锅炉供热和生物质热电联产，主要在农村冬季使用。太阳能供热是一种利用太阳能集热器将太阳辐射收集起来并转化为热能用于供暖的技术。核能供热是以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式。氢能供热（热电联供）是将供暖供热及发电过程一体化的总能系统，其最大的特点就是能源的梯级利用。这里指的热电联供是以燃料电池作为动力驱动装置。燃料电池是把氢氧反应生成水产生的化学能转换成电能的装置，发电效率达40%以上，热电联产的效率达到80%以上。氢能供热（热电联供）节能环保、经济性高、安全可靠，是未来极具发展潜力的供暖方式。目前，在日本已经实现了燃料电池热电联供系统的商业化应用。

2分布式能源

分布式能源系统是指按用户的需求就地生产并供应能量，直接面向用户，具有多种功能，可独立运行，也可并网运行，能够满足多重目标的中小型能源转换利用系统。作为新一代功能方式，主要有四个特征：（1）直接面向用户需求，布置在用户附近，减少能量输送成本。（2）相对于传统的集中式供能系统，均为中、小容量，灵活节约。（3）多功能趋势，既包含多种能源输入，又可同时满足用户的多种能量需求。（4）可供选择技术也日益增多，如与燃料电池的结合，经过系统优化和整合，实现多个功能目标。分布式能源系统的核心及重要组成部分是分布式冷热电联供系统，其种类繁多，可与风能、太阳能、生物质能相结合。按热机类型分类，主要有燃气轮机、内燃机、汽轮机、斯特林发动机，以及燃料电池等分布式冷热电联供。其中，与燃料电池相关的热电联供系统为燃料电池-燃气轮机-余热吸收型分布式联供系统，SOFC固体氧化物燃料电池单独发电效率为50~60%，与燃气轮机组合成混合动力系统，其发电效率可达到60%，是目前最洁净的分布式能源系统之一。

3我国传统能源的优缺点分析

3.1 我国传统能源供暖的优点

我国大部分地区的供暖采取燃烧煤炭等方式进行供暖，根据 2016年底数据，我国北方地区取暖使用能源以燃煤为主，燃煤取暖面积约占总取暖面积的 83%，天然气、电、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等合计约占 17%，我国已经成为了名副其实的煤炭大国。而调查显示在我国北方地区，供暖方式存在很多问题，而我国北方农村地区的供暖需求也有较大问题。我国九百六十万平方公里的土地上，平均供暖面积达到了 450 万平方公里，而供暖的热量更是惊人。但大部分农村地区无法进行集中供暖，而集中供暖尚未覆盖的区域以烧柴、燃烧煤炭等方式，城乡结合部则多数为分散供暖，大量使用柴灶、火炕、炉子或土暖气等供暖，本着传统能源便宜等优点，导致了在我国北方农村地区，传统能源供暖的比重和倾向度较高，新型清洁能源比重较小。

3.2 我国传统能源供暖的不足

我国大部分地区采取燃烧煤炭的方式进行供暖，而煤电厂生产煤炭是会产生很多工业废料，这对土地环境及其循环使用造成影响，而大部分地区过度燃烧煤炭，导致空气中氧气含量不断减少，进而导致了很多的空气污染现象，每家每户的煤炭使用量虽然不多，但结合起来就是一个很大的问题。而生产煤炭时的污染物和废弃物也要进行慎重的处理才可以接着使用。[2]而在我国生产和加工煤炭需要建设煤炭厂和核能电厂等等，煤炭的需求量较大，导致了我国需要大量的煤炭厂进行加工，而煤炭厂的建设投资成本太大，而随着我国新型能源的不断普及，对传统的煤炭厂、电力公司等的发展造成了不小的冲击，随着电力公司的财务风险不断增高，我国的煤炭加工行业风险也不断提高，问题层出不穷。

4新型清洁能源供热的优缺点分析

4.1 我国新型清洁能源供热的优点

近年来建设环境友好型社会的呼声不断增高，我国对于新型清洁能源的开发也加大了投入，清洁能源就是指我国的可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后不像传统能源需要几千年甚至上亿年才能恢复，而是可以在短期内恢复补充，并且产生的污染少，十分符合我国现代化的目标和要求。自上个世纪新型清洁能源被发掘以来，对清洁能源的利用率不断提高，它不再局限于传统的发电功能还有更多新功能，如供暖、地热、风力、灯光等，用途十分广泛，为我国人民的生活提供了不少便利，也对我国环境问题的保护和治理也有不小的贡献，最为主要的是清洁能源的使用不仅不需要大型的转换设备，也不需要大量消耗现有的燃料，所以在如今的二十一世纪，新型清洁能源供热已经大众的形式所驱。[3]

　　4.2 我国新型清洁能源供暖的弊端

我国是全球最大的发展中国家，土地辽阔，但我国对于新型能源供暖的开发和研究还不太成熟，无法进行大面积的推广和普及，再加之我国农村地区的经济发展水平不高，而清洁能源开发所需要机器造价又较为昂贵，这就造成了我国无法普及和使用新型清洁能源的一大原因。而世界上越来越多的国家都开始意识到清洁能源的重要性，所以在不久的将来，清洁能源的价值和价格都将有很大的提升，这更为我国农村地区的供暖造成了一定的经济负担，所以新型清洁能源注定无法在我国大面积普及。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期已经到来，这需要我国进行大量的研究，新技术和装置的大量应用才是实现我国清洁能源普及的重点。

结语：

走可持续发展之路作为我国的基本国策，清洁能源供热正是符合国家要求和环境发展需要，取代了传统供热方式，为我国坚定不移的发展绿色经济铺平道路。值得一提的是，不同地区需要结合自身实际情况，利用其它供热方式作为补充，以因地制宜，协调发展。

参考文献：

[1]许国栋，马杰．清洁能源产业发展财税政策研究综述［J］．绿色科技，2015（5）：293－295．

[2]王亚辉，田瑞，宋力，等．太阳能―天然气分户式供暖系统的运行及节能效果［J］．农业工程学报，2013，29（7）：164－169．

[3]邢鹏.浅谈清洁能源在城市供热系统中的应用[J].科技应用，2015，26.