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供暖熱源“高能低用”現象普遍 工業余熱等低品位熱源供暖前景可期
來源: 作者: 發布時間:2020-01-15

冬季清潔供暖是關乎群眾冷暖的民生工程。當前,我國低品位熱源存在巨大利用空間已是行業共識,專業人士認為,開發利用工業余熱廢氣進行居民供熱工作前景可期,有望解決我國供暖季多地以清潔能源替代散煤的過程中能源供應不足、供暖成本高等共性問題,實現清潔低碳可持續發展的供暖新模式。

當前供暖“高能低用”現象普遍

隨著百姓生活水平的提高和環保的現實需要,近年來我國集中供暖面積在不斷增長,散燒煤、燃煤鍋爐等正逐步退出供熱舞臺,取而代之的是以天然氣供暖、電采暖為主的供熱方式。記者采訪了解到,這些清潔能源供暖推廣過程中產生新的矛盾。

首先,氣源緊張矛盾突出。作為全國首個氣化城市,烏魯木齊早在2013年就實現了主城區“煤改氣”供熱全覆蓋,烏魯木齊市供熱行業管理辦公室市場管理科科長趙鵬向《經濟參考報》記者介紹,截至今年,全市供暖面積已達2.06億平方米,并呈逐年擴大趨勢,但每年國家撥付地方的天然氣配額有限,氣源緊缺壓力較大。隨著北方多數地區天然氣供暖的推廣,用氣緊張問題將更為普遍。

其次是運行成本高昂。承擔烏魯木齊三分之一供暖面積的烏魯木齊熱力集團有限公司,自2013年實行天然氣供暖以來,企業前后核算發現,天然氣鍋爐運行成本是燃煤鍋爐的三倍。公司生產經營處處長何建新表示,多年來,企業始終按照燃煤鍋爐標準22.5/平方米向用戶收取采暖費,差額部分要依靠市政部門補貼。

此外,和公眾對清潔能源的印象不同,天然氣在燃燒過程中會造成新污染物排放,已引起多地重視。據何建新介紹,燃氣鍋爐溫度超過1000℃會排放大量氮氧化物,而氮氧化物是PM2.5的元兇。

“這兩年,國家相關部門提高燃氣鍋爐氮氧化物排放標準,我們企業對照國標,通過降低爐內燃燒溫度,來達到抑制氮氧化物產生的目的,但爐內溫度的降低實際上削減了天然氣供熱效率。”何建新說,我國作為天然氣稀缺國家,氣源主要依靠進口,利用天然氣供暖,能源利用率低,造成了一定程度的浪費。

從能源利用角度看,“煤改電”工程同樣存在類似問題。由于投資小、運行便捷等優點,電鍋爐等直熱方式在山東、東北等地使用普遍,但據清華大學建筑節能研究中心測算,我國70%以上的電力來自火電,一份化石能源轉為電能后再送到用戶端,能源轉換效率實際只有1/3。“電是高級能源,熱是低級能源,電直熱是把熱能轉化為電能又轉回熱能供暖,耗能更多,電費也高。”何建新說。

值得注意的是,目前業內也有不少人認為,供暖熱源存在“高能低用”。中國工程院院士、清華大學建筑節能研究中心主任江億此前在“中國清潔供暖(新疆)論壇”上公開表示,建筑供暖要求室溫為18℃—20℃左右,理論上高于該溫度的熱源都可供暖,但目前將天然氣、電力等高品位能源轉化為低品位熱量的供暖現象較為普遍,不符合節能、低碳要求。

低品位熱源潛力巨大有待開發

受訪專業人士認為,我國熱電聯產及工業余熱潛力巨大,無論是從經濟、能源利用效率還是環保排放方面,這些低品位余熱應成為我國城鎮清潔供熱首選。所謂低品位余熱,是指濃度小、能量少,一般不被重視的廢棄能源,但其卻是實現節能減排的重要抓手,尤其是將其應用在建筑節能方面,將有效滿足單位建筑面積的熱需求。

為降低供暖成本,烏魯木齊熱力集團有限公司近年來通過熱電聯產,即利用周邊4家電廠發電產生的余熱為城市提供熱源,取得較好效果。“電廠發電同時會產生大量的熱,不用的話,白白浪費,熱力公司對廢棄能源加以利用,是能源利用率最高的一種供熱方式。”何建新介紹,目前企業供暖熱源60%來自熱電聯產,天然氣鍋爐僅承擔嚴寒期調峰任務,極大緩解了企業能源緊缺和成本壓力。

針對最受關注的環保問題,記者了解到,當前在國家超低排放標準嚴格要求下,以燃煤熱電聯產機組和區域鍋爐為主的集中供熱,清潔化水平高,排放量已達到相當低的水平。

記者在位于烏魯木齊水源地的火電廠——國家能源集團新疆紅雁池發電有限公司看到,昔日煙囪中的滾滾黑煙早已不見蹤影。工作人員告訴記者,如今煙囪中蒸騰而出的白煙實際上就是水蒸氣。公司生產技術部主任劉泊強說,2013年到2015年,電廠先后投入5億元對火電機組進行污染除塵設備改造,改造完成后,大氣污染排放濃度已遠低于國家超低排放濃度限值要求,也遠優于天然氣鍋爐。“從污染控制角度來說,煤炭鍋爐的升級改造有了質的飛躍,排放比最初降低80%以上,且相關技術仍在繼續進步。”

劉泊強說,火電廠先后改造了兩臺30萬千瓦等級熱電聯產機組,自2010年以來一直在冬季承擔著烏魯木齊市部分城區的供暖任務。近年來,供暖面積在逐年遞增,目前已經達到了近1200萬平方米左右。“從企業角度考慮,熱電聯產不僅提高了能源利用率,還為企業帶來每年4000萬元到5000萬元的額外收益。”

受訪的電廠技術人員、供熱企業運行人員在實踐中發現,火電廠熱電聯產無論從運行成本、能源利用率,還是電網框架穩定及環保排放方面,都存在較強優勢。符合環保要求的大型燃煤電廠多集中在有供暖需求的北方地區,尚有非常大的余熱空間有待挖潛;此外,大量鋼鐵、有色、化工等企業產生的工業余熱也是實現生產與生活系統循環鏈接的最好方式,充分回收利用這些余熱,并配合長距離輸送等先進技術,足以承擔北方多數建筑冬季供暖需求。

熱源改革諸多問題待解

不過,受訪專家也表示,因我國供暖覆蓋面積大、各地實際情況不一,需以擴大熱電聯產規模和利用工業余熱為基礎,兼顧統籌多種熱源,因地施策,避免能源浪費。

首先,要充分挖掘熱電廠及工業的余熱潛力。何建新認為,針對我國“富煤貧油少氣”的能源現狀,實現全國大范圍供暖清潔、安全、健康發展,要改變當前熱源模式,充分挖掘鋼鐵、有色、化工、煉油等行業產生的余熱潛力。

業內人士則指出,當前并沒有具體部門協調統籌我國余熱資源利用,對地方可掌握的余熱量、需求量尚不清晰,這也導致目前已有的低品位余熱供暖規模較小,個別地方和企業的探索仍處于起步階段,只有政府、企業、熱力公司達成共識,攜手共推,低品位余熱才有可能實現更快更好地利用。

其次,加快設計低品位余熱供熱系統匹配方案。低品位余熱應用在于將熱源企業、熱網、末端用戶設計為一個整體,余熱與其他形式的熱源并網配合,才能保證供熱,當前應統籌設計不同余熱回收技術,同時考慮適宜中長距離輸送的技術方案。

第三,因地制宜,兼顧統籌多種熱源模式協同發展。江億認為,北方多數地區都適用通過回收余熱替代不清潔和低效的熱源。同時,也需要統籌考慮電力、熱力和燃氣系統,進行熱、電、氣協同發展,針對高寒地區或無條件接入熱網的地區建筑,可采用地源、空氣源等熱泵及分散的燃氣供暖方式。(轉自經濟參考報)


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