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【PPT下载】李忠:农村清洁能源采暖技术分析
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2月27日,以“合力取势,智创未来”为主题的2017太阳能行业发展峰会暨IMSIA国际金属太阳能产业联盟2016年会在京成功召开。此次会议由国际铜业协会和国际金属太阳能产业联盟主办,北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司、山东力诺瑞特新能源有限公司、江苏迈能高科技有限公司等单位大力支持。国家部门有关领导,银行证券等金融机构大咖、行业专家以及企业代表、新闻媒体记者近200人就太阳能等新能源行业的政策与金融、技术和市场等主题进行了交流与探讨。

 

 

 

 

中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院新能源应用研究中心主任李忠针对农村清洁能源采暖技术进行了讲解分析。李总说,基于农村居住分散的特性,主要介绍户用采暖的一些系统。

 

国家政策提到的“十三五”节能减排供热方案,包括习近平总书记召开的领导工作会议都提出来,主要是北方清洁取暖应用,领导说是宜气则气,宜电则电。在政策中没有包括太阳能的补贴。

 

(一)常用清洁能源的种类及使用

 

从农村能源的供应形式看,目前应用的一个是可再生能源这一块,另外是天然气和电力,这是常规意义上的清洁能源。农村取暖主要是供热,把以上能源转化成热能为建筑供热,从而提供比较舒适的环境。

 

天然气。天然气包括液化天然气和压缩天然气。这个目前在很多地区已经提到日程上,北京通州区“煤改气”是一个非常重点的项目。天然气通过燃气壁挂炉系统做供暖,当然末端也可以用天然气,也可以用地面辐射这样的地暖系统,优点是非常传统成熟,产业支撑和市场化能力很强,在技术上没有任何障碍。缺点是管网要供气不能间断,管网要建到用户端或者是采用压缩天然气,液化天然气通过管网输入到每家每户。

 


 

电力。电在农村供暖应用是很重要的一个方面,现在很多地方不说“煤改清洁能源”而是直接说“煤改电”了。电力有以下几种应用方式,首先用电直接加热,尽管用电直接加热是不允许的,也是禁止使用的。但是随着环境压力大、电力过剩以及可再生电力的增多,才产生了电力供暖的趋势。直接加热的方式有电暖气、发热电暖、碳晶,虽然方式不同,其实都是由电能直接转化成热能。优点是控制方便,施工也简单;缺点就是运行费用太高,电转化成热能的热价相对较高。

 

还有一种电加热蓄热的系统,即“煤改电”中的蓄热型电暖气。也是去年在北京作为一个推广的技术形式,优点在于可以运用峰谷电价有效降低运行费用。北京去年对谷电有特殊的补贴政策:谷电市政府补贴0.1元,区政府补贴0.1元,0.3元的电价夜间9点到早6点的9小时时间内每度电为0.1元,可有效降低费用;缺点在于建筑的日间负荷要通过夜间谷电蓄存起来,对电力负荷压力很大。例如为负荷为100千瓦的建筑蓄热,夜间要达到300千瓦左右,对电网产生很大的压力。

 

电暖气有大型的蓄热锅炉,还有跟水配合的电水蓄热锅炉,在北京农村,特别在一些集中的建筑里应用较多。空气源热泵不仅在北京,在其他地区也作为煤改清洁能源的一个主力,主要用来输热风,还有一种北京市在去年和今年重点推广可以生产热水的,也可以采用地面辐射,优点是能效比较高,对电网的要求也不很高;缺点是能效随着环境温度的降低会降低,存在结霜问题。

 

地源热泵。地源热泵在2016年已经纳入了北京市招标范围,但用的不多。原因是初投资相对较高,还容易造成冷热不均。时间久了容易形成冷集区,热效率会逐渐降低;也因为打孔需要场地,投资和技术要求都比较高,虽然招标了,但是实施的寥寥无几。

 

(二)使用清洁能源的经济性分析
 

 

清洁能源供暖能否长期应用,经济性是非常关键的。农民不关心环境问题,只关心是不是省钱。虽然农房有节能标准,却没有城市的健全,对于农房的耗热量指标没有明确提出。参照城市要求,按照2016年江苏省编的农用建筑能耗标准,以北京为例,节能50%每平米每年供暖的能耗为72.22kWh,如果说能达到65%的节能标准,它的耗热量指标大概为52.78 kWh,当然我们的农房里面一般能达到50%就不错了,我们就先看一下72.22这样的一个数值。我们先拿水暖炉来看,水暖炉我们算一下热值6000大卡,补贴完以后大概800块钱一吨,平均热价大概为0.16元/ kWh。如果按照前面的能耗来算的话,大概每平米每年11.56元,三步节能为8.44元,燃煤是非常便宜的。

 

燃气壁挂炉二步节能的供暖费大概每年每平米为15.89元,三步节能约为11.61元,价格也不高;空气源热泵,北京的居民用电大概是0.388元/kWh,如果不考虑谷电优惠,要达到燃气壁挂炉同样水平,空气源热泵的能效比不能低于2.2。

2016年,在节能协会的协助下本单位对北京接近203个空气源热泵的系统进行监测发现,大部分热泵的COP都在1.5到2.5之间,到3的还不太多,平均水平在2左右。空气源热泵跟燃气壁挂差不多的。跟蓄热电加热装备来比的话,如果我们使用空气源热泵,夜间和白天各承担50%的负荷就好多了,达到燃气壁挂炉的同样水平只要COP达到1.84,就可以和燃煤和燃气相当的水平。关键是能源价格能不能跟的上。以此类推,蓄热电暖气也是一样的,要达到跟燃气壁挂炉一样的水平的话,需要贡献率要达到69.1%,如果燃煤水暖炉的话要达到84.55%。

 

 

生物质炉目前应用较少,近期环保部把它列入了高污染燃料目录。原因是生物质燃料的成份缺乏分类,垃圾和塑料含在其中,燃烧后排放超标。

 

(三)太阳能供暖

 

太阳能热水供暖目前看效果不是很好。虽然集热技术比较成熟,但存在着一些防冻,非供暖季过热问题。

 

 

太阳能以空气作为介质,目前本单位还在做一些其他的工程,设想把屋顶做成一个空气集热装置,所产生的热量并非通过热风直接为建筑供暖,而是把热储存到地下,通过地面辐射的方式来供热,可以解决舒适性的问题;夜间直接用谷电供热,这样在投资方面,在运营方面有一个很好的效果。

 

(四)几点展望

 

1 清洁供暖关键的问题就是经济性。政府补贴之外,同时希望能出台针对清洁供暖的能源价格。如北京市出台了谷电、燃气价格补贴政策,如果该模式可行,在全国要有同样的价格优势,不但能够保证清洁供暖系统能够长期稳定的运行,还可以大面积推广。

 

2 推荐采用蓄热的技术,不建议采用电直接加热的方式来供暖。

 

3 太阳能行业需要争取政策支持。热泵企业积极向政府推荐他们自己的产品,希望获得政府政策的支持,相反,在太阳能行业里几乎没有呼声。要确定推动目标,特别要呼吁政府重视,就需要把试点工程做好,然后请政府评价,然后再去推广。行业至少在煤改电或者是集体供暖方面,至少要有自己的声音,目前缺乏积极性。

 

可再生能源最大的优势在于它的经济性。通过政府补贴或者其他的方式供暖目前看还好,依靠补贴不是长久之计,太阳能有很大的用武之地,关键看我们怎么去做。行业有必要在全国做一些成功的示范工程。无论龙头企业还是研究单位,一起来做有效益、效果也好的市场工程,通常市示范工程的影响来实现清洁能源的规模化应用。


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