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  • 清潔取暖方向正確 問題出在技術(shù)路線

    2018-03-22 15:32:51 中國能源報  點擊量: 評論 (0)
    3月下旬,北方地區(qū)將陸續(xù)結(jié)束供暖。因首次大規(guī)模集中推行清潔取暖工程,這個供暖季受到了輿論的更多關(guān)注與熱議。  一邊關(guān)系著百姓

          3月下旬,北方地區(qū)將陸續(xù)結(jié)束供暖。因首次大規(guī)模集中推行清潔取暖工程,這個供暖季受到了輿論的更多關(guān)注與熱議。
      一邊關(guān)系著百姓溫暖過冬,一邊是大氣污染治理的重點所在——在2017年完成氣電代煤578萬戶、削減上千萬噸煤炭的基礎(chǔ)上,改造仍在繼續(xù)。到2021年,北方地區(qū)清潔取暖率要達70%,替代散煤1.5億噸,并力爭用5年時間,基本實現(xiàn)霧霾嚴重城市化地區(qū)的散煤供暖清潔化。
      目標確定,如何按期完成?從已落實改造的地區(qū),可汲取哪些經(jīng)驗教訓(xùn)?什么才是真正可持續(xù)的清潔取暖路徑?帶著這些問題,本報記者專訪了中國工程院院士、國家能源專家咨詢委員會委員、國家氣候變化專家委員會成員江億。
      方向正確
      關(guān)鍵是控制排放總量
      中國能源報:2017-2018年采暖季,北方地區(qū)集中推行清潔取暖,為治理霧霾作出了貢獻,但期間也出現(xiàn)了不少爭議。您怎么看這些現(xiàn)象?
      江億:隨著我國城鎮(zhèn)化飛速發(fā)展,北方地區(qū)采暖需求也在變化,主要從20年前解決室溫低、投訴多、熱費上繳率低等民生問題,轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足降低耗能、減少排放等生態(tài)文明發(fā)展的新要求。尤其在人口眾多的北方農(nóng)村,盡管戶均采暖耗煤量超過城市居民采暖能耗,但冬季室溫大多只在10-16攝氏度,難以滿足基本舒適性要求。大量散煤低效燃燒還導(dǎo)致冬季霧霾頻發(fā),成為主要污染源之一。
      推行清潔取暖,能夠在全面滿足北方地區(qū)冬季供暖需求的同時,大幅降低污染物排放,進而有效減少因城鄉(xiāng)供暖導(dǎo)致的化石能源消耗和碳排放總量。無疑,北方地區(qū)推行清潔取暖的方向總體正確。
      以北京為例,京郊200萬用戶每年用煤不到400萬噸,每噸散煤排放的可吸入顆粒物,卻相當于四大燃煤電廠停運前燃燒一噸煤所排放可吸入顆粒物的10倍。這也是為何四大電廠實行“煤改氣”后,減煤量遠大于農(nóng)村散煤治理,治霾效果卻不如后者明顯,從側(cè)面印證了推行清潔取暖的必要性。
      中國能源報:方向既然正確,出現(xiàn)矛盾與爭議的原因何在?
      江億:我認為,問題主要出在技術(shù)路線上。減排不等于煤炭“一刀切”,關(guān)鍵是控制排放總量。而解決采暖的第一件事,應(yīng)是讓房屋保溫。
      房屋穿上“棉襖”,再提供一點熱量,便可獲得溫暖的室內(nèi)環(huán)境。但若屋子保溫效果差,送入再多熱量也很難暖和。例如,即便在最冷天氣,北京城市建筑所需的熱量每平方米也只要約40瓦。但我們在河南農(nóng)村調(diào)研發(fā)現(xiàn),室外溫度雖高于北京,每平方米農(nóng)房所需的供熱能力卻在80瓦左右。這是因為,北京前幾年已通過節(jié)能改造完成大部分建筑保溫,對推廣清潔取暖作用很大。而有些地區(qū)就事論事,眼睛只盯在采暖方式上,忽視了房屋保溫,投入大量費用,效果卻不盡如人意。
      其次是采暖方式。去年,不少地方大力推廣“煤改氣”。北方冬季采暖的城鄉(xiāng)建筑面積超過200億平方米,如按每平方米需10立方米燃氣計算,總量為2000億立方米。我國去年自產(chǎn)加進口的天然氣總量約2200億立方米,用于炊事、家用熱水及部分發(fā)電和工業(yè)等多個領(lǐng)域,且不易找到其他方式替代。因此,全面推廣天然氣采暖恐怕不現(xiàn)實。
      因地制宜
      謹防“高能低用”現(xiàn)象
      中國能源報:那么,北方農(nóng)村和集中供熱系統(tǒng)無法到達的城鄉(xiāng)結(jié)合部,您認為可采用哪些技術(shù)路線?
      江億:一個地區(qū)采用什么樣的供暖方式,主要取決于3個因素,即能源種類、氣候特點和生活習(xí)慣。重要的是,根據(jù)當?shù)丨h(huán)境容量、能源資源狀況,因地制宜選擇可持續(xù)、可負擔(dān)的清潔取暖方式。
      在吉林、內(nèi)蒙古、河南等北方重要的農(nóng)林產(chǎn)區(qū),生物質(zhì)資源豐富。大量秸稈、枝條等農(nóng)林廢棄殘余物燃燒,是目前秋季大氣污染的主要來源之一,但同時,它們也可成為寶貴的清潔熱源。
      例如,秸稈枝條屬零碳的生物質(zhì)能源,只要解決其儲藏和清潔燃燒問題,就可用作清潔取暖燃料。目前已有成熟技術(shù)將秸稈枝條壓縮成顆粒,儲藏非常方便,壓縮顆粒用于取暖、炊事等,基本可達到天然氣燃燒的排放標準。我認為,每個村都可配備這樣一套設(shè)備,便于農(nóng)民就地進行加工。
      在沒有足夠生物質(zhì)能的地區(qū),則可依靠電力供熱,也就是“煤改電”。但需注意,“煤改電”不是簡單使用電熱鍋爐、蓄熱式電暖氣、電熱膜、電熱纜等電熱裝置。這些直接電熱的方式,看似滿足了供熱需求,據(jù)說還可在負荷低谷期把多余電力轉(zhuǎn)化為熱量,成為清潔供暖的有效途徑,實際卻是典型的“高能低用”。
      現(xiàn)階段,我國70%的電力仍通過煤電產(chǎn)生,而3分煤才能出1分熱。電熱轉(zhuǎn)換效率不足40%,這就意味著,約60%的能源在電熱轉(zhuǎn)換中被白白浪費。同時,這些低效率采用電熱的方式,反而增加了燃煤消耗,進而加劇污染排放。“煤改電”絕不等于“煤改電熱”。
      宜電則電
      空氣源熱泵大有可為
      中國能源報:為避免“高能低用”,北方地區(qū)如何依靠電力供暖?
      江億:可采用電動空氣源熱泵,由一個室內(nèi)機、一個室外機組成,利用電力作為驅(qū)動力做功,從室外空氣中取熱,把熱量提至適合采暖的溫度,再釋放到室內(nèi)。由此,消耗1度電可產(chǎn)生3度甚至更多熱量,效率遠高于直接電熱方式。
      在技術(shù)層面,空氣源熱泵應(yīng)用難點主要有兩個:一是室外機易結(jié)霜,化霜困難影響運行;二是室外溫度降至零下十幾度后,影響有效產(chǎn)熱。對此,我國現(xiàn)已實現(xiàn)突破,即便在零下25攝氏度,也可保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。可以說,我國的空氣源熱泵技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平,應(yīng)用上不存在障礙。
      中國能源報:使用空氣源熱泵,采暖效果如何?
      江億:熱泵技術(shù)中,最適合農(nóng)村采暖的應(yīng)是空氣源熱泵熱風(fēng)機,其在保證舒適性的同時,可實現(xiàn)“快啟快停”。
      因居住相對分散、房屋密度低,且按照農(nóng)村居住習(xí)慣,不少家庭并非每間屋子都有人長期居住。使用空氣源熱泵熱風(fēng)機,可實現(xiàn)哪間房有人就開哪間,無人時則關(guān)閉,避免浪費電力。以北京郊區(qū)部分農(nóng)宅的實際使用為例,每戶一冬用電2000-4000度,即使按農(nóng)用電標準計算,沒有優(yōu)惠電價,電費也只在1000-2000元,與此前使用燃煤供暖花費相當,并未增加經(jīng)濟負擔(dān)。
      同時,空氣源熱泵熱風(fēng)機還可按照“需求側(cè)響應(yīng)”的方式,承擔(dān)起調(diào)峰任務(wù)。比如,電力部門通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)統(tǒng)一調(diào)度,當電力負荷處于峰值期間,分片停止一部分熱風(fēng)機來減少用電負荷。由于建筑的熱慣性,連續(xù)停止3個小時,屋內(nèi)最多下降2攝氏度,人體幾乎感覺不到,不會對供熱造成太大影響。當電力負荷處于低谷時,又可分片運行一部分熱風(fēng)機來增加電力負載。同理,連續(xù)運行3小時,屋內(nèi)最多升高2攝氏度,也不會對舒適性影響太大。
      這樣一來,空氣源熱泵就成了一個“虛擬電廠”,在實現(xiàn)農(nóng)村清潔供暖的同時,為破解電力系統(tǒng)難題找到新途徑。如果在政策層面加以支持,農(nóng)民還能從電力削峰填谷中獲得電費回報,間接減輕清潔取暖可能帶來的經(jīng)濟成本。

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