可再生能源供熱具有清潔無污染以及可持續等特點,并能夠從源頭上減少煤炭消費量,尤其可減少散煤使用,從而減少顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放,并有效預防大氣污染。
近年來,國家力推清潔取暖,可再生能源替代散煤得到了政策支持,加之2017年氣荒的出現為可再生能源供熱提供了施展身手的空間。在此形勢下,各類可再生能源供熱的受重視程度正在進一步提升。
目前常見的可再生能源供暖方式主要有以下幾種:
1 太陽能供暖
太陽能供暖是在清潔能源供暖中脫穎而出的技術,其收集利用太陽輻射能并轉化為熱能、電能用于供暖。雖然較其他類型供暖前期投資大,但具有低運行成本、絕對無污染等優勢,在廣大的農村住房、學校、衛生院、養老院、公共設施、農業生產設施等領域都有著巨大且長遠的市場前景。
太陽能供暖大規模應用的主要方式有兩種:太陽能光伏供暖和太陽能光熱供暖。常見太陽能供暖系統主要由熱量提供部分(集熱器和輔助熱源)、儲熱蓄熱部分、熱量使用部分(采暖末端設備)與控制部分這四個部分組成。
隨著近幾年北方農村清潔供暖的實踐,太陽能采暖技術進步明顯,各地都出現了較為成功的案例。加上進入今年以來,多地政策利好,太陽能采暖將得到進一步大規模的推廣。不久前印發的《河北省2018年冬季清潔取暖工作方案》就指出,河北省預計投資286.6億元完成180.2萬戶清潔取暖,其中”光伏光熱+”供暖將投資3.4億元。
2 地熱供暖
地熱是源于地球內部核裂變產生的一種能量。這種熱量滲出地表,從而產生地熱資源。
我國地熱資源十分豐富,地熱資源總量占世界的7.9%,可采儲量相當于4626.5億噸標準煤。據國土資源部中國地質調查局統計,截至目前,我國337個主要城市淺層地熱能可開采資源量折合標準煤7億噸,相當于全國用于供暖制冷總能源消耗的60%以上;可實現建筑物供暖制冷面積320億平方米,相當于現狀總面積的2倍以上。
可再生能源供熱體系中,地熱是非常有競爭力的能源。地熱的優勢表現在資源量大,分布廣泛,取之不盡用之不竭。相對于其他可再生能源受季節、氣候等因素制約的供應特點,地熱最大的特點是供應穩定。
從產業實踐方面看,無論是國際社會還是國內,無論是中深層還是淺層地熱供暖都有成功的應用和實踐案例。中國石化在河北雄縣創建的地熱供暖“雄縣模式”就以清潔、安全、環保為品牌聞名國內外。目前雄縣模式正在有計劃地向大中城市和農村推廣。
3生物質供暖
生物質能是一種優質的清潔能源,以生物質成型燃料為例,其燃燒煙氣中對環境與人體有害的氣體含量非常少,固體排放物全是灰,約占總重的0.4%~7%。
相比于煤炭燃燒排放出大量的二氧化硫和氮氧化物等有害氣體,固體排放物為占總量25%~40%的灰、堿和殘煤混合物,生物質成型燃料確實干凈了許多。如果采用專用鍋爐,僅需要適當除塵,生物質成型燃料就可達到燃氣鍋爐的排放標準
我國生物質能資源豐富、分布廣泛,初步估算每年大概產生約15億噸,其中可以規模化利用的占50%左右,有7~8億噸/年,如果按2噸生物質資源折合1噸煤炭計算,合理利用這些生物質能每年可以替代煤炭4億噸左右。
2014年新的環保排放標準實施后,燃煤正逐步退出分布式供熱市場,生物質成為供熱市場最便宜的燃料品種,因而獲得爆發式增長的機會。雖然期間由于一些以生物質供熱之名實際燃用燃煤讓生物質供熱產業背了“黑鍋”,但行業的代表性企業已經實現的“接近燃煤價格,接近天然氣排放”為生物質供熱大發展打開了大門。
4風能供暖
用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱,可以增加地區用電負荷,提高風電本地消納能力,減輕電網外送壓力,尤其是在夜間電力負荷低谷時段的風電電力用于城市供熱,從需求側入手,降低了電網對風電調峰和消納的難度,對風電持續發展具有重要的意義。
風電供暖的優勢體現在以下方面:第一,可以解決燃煤供暖所帶來的污染問題;第二,風電采暖能提高供暖效率:風電供暖不需要運輸和燃燒煤炭,使運行管理更加便利,風電供暖與正常供暖時間吻合;第三,風電采暖可以解決風電的棄風問題。
目前,風電供暖已運用和研究的方法主要有以下幾種供暖方法:離網型風電機組獨立供暖方法、風電互補性供暖方法、風光互補性供暖方法、風電、光電及電網互補變功率蓄能供暖方法、風電和燃氣聯合循環機組供暖方法。
核能供熱不是一個新概念,其發展歷史可追溯至上世紀60年代至70年代。放眼全球,使用核能供熱并非新鮮事。國際上關于核能供熱領域的研究與應用開展較早,國外大型反應堆用于城市區域供暖在技術層面已經非常成熟。
據了解,核能供熱有兩種方式,一種為低溫核供熱,即單個模塊供熱能力在200MW左右,與400萬平米供熱面積、10萬人口規模的城市或縣鎮相對應。另一種是核電熱電聯產,單臺1100Mwe機組供熱能力超過2000MW,供熱面積逾5000萬平米,對應125萬人口規模的城市。
在我國持續推進清潔供暖的大形勢下,核能供熱經濟優勢明顯。根據公開的池式供熱堆相關成本數據,供熱熱價為40元/GJ,與燃煤供暖鍋爐熱價相當。尤其近年來,隨著反應堆自然循環及遠距離輸熱技術的發展,核能供熱的安全性已大幅提高。在生態效益方面,一臺400兆瓦的核能供熱站每年可替代接近30萬噸燃煤,減少煙塵排放超過3174噸,灰渣可達9.7萬噸。
國家發改委能源研究所相關報告顯示,我國可再生能源供熱“量大面廣,市場巨大”,2017年我國可再生能源供熱利用量為7484萬噸標準煤,其中太陽能達到5734萬噸標準煤,地熱達到1250萬噸標準煤,生物質能500萬噸標準煤。
在實際情況中,某一種可再生能源可能很難滿足熱用戶端的供熱需求。在這種情況下,科學利用各種可再生資源供熱技術之間的耦合,統籌天然氣、電力、地熱、生物質等能源供給方式,形成多能互補的清潔供熱系統,從而最大化地提高供熱系統的穩定性、清潔性并降低系統供熱成本,將會成為未來供熱領域的一個主流發展方向。
近年來,國家力推清潔取暖,可再生能源替代散煤得到了政策支持,加之2017年氣荒的出現為可再生能源供熱提供了施展身手的空間。在此形勢下,各類可再生能源供熱的受重視程度正在進一步提升。
目前常見的可再生能源供暖方式主要有以下幾種:
1 太陽能供暖
太陽能供暖是在清潔能源供暖中脫穎而出的技術,其收集利用太陽輻射能并轉化為熱能、電能用于供暖。雖然較其他類型供暖前期投資大,但具有低運行成本、絕對無污染等優勢,在廣大的農村住房、學校、衛生院、養老院、公共設施、農業生產設施等領域都有著巨大且長遠的市場前景。
太陽能供暖大規模應用的主要方式有兩種:太陽能光伏供暖和太陽能光熱供暖。常見太陽能供暖系統主要由熱量提供部分(集熱器和輔助熱源)、儲熱蓄熱部分、熱量使用部分(采暖末端設備)與控制部分這四個部分組成。
隨著近幾年北方農村清潔供暖的實踐,太陽能采暖技術進步明顯,各地都出現了較為成功的案例。加上進入今年以來,多地政策利好,太陽能采暖將得到進一步大規模的推廣。不久前印發的《河北省2018年冬季清潔取暖工作方案》就指出,河北省預計投資286.6億元完成180.2萬戶清潔取暖,其中”光伏光熱+”供暖將投資3.4億元。
2 地熱供暖
地熱是源于地球內部核裂變產生的一種能量。這種熱量滲出地表,從而產生地熱資源。
我國地熱資源十分豐富,地熱資源總量占世界的7.9%,可采儲量相當于4626.5億噸標準煤。據國土資源部中國地質調查局統計,截至目前,我國337個主要城市淺層地熱能可開采資源量折合標準煤7億噸,相當于全國用于供暖制冷總能源消耗的60%以上;可實現建筑物供暖制冷面積320億平方米,相當于現狀總面積的2倍以上。
▲ 康定和園中深層地熱能無干擾清潔供熱項目施工現場
可再生能源供熱體系中,地熱是非常有競爭力的能源。地熱的優勢表現在資源量大,分布廣泛,取之不盡用之不竭。相對于其他可再生能源受季節、氣候等因素制約的供應特點,地熱最大的特點是供應穩定。
從產業實踐方面看,無論是國際社會還是國內,無論是中深層還是淺層地熱供暖都有成功的應用和實踐案例。中國石化在河北雄縣創建的地熱供暖“雄縣模式”就以清潔、安全、環保為品牌聞名國內外。目前雄縣模式正在有計劃地向大中城市和農村推廣。
3生物質供暖
生物質能是一種優質的清潔能源,以生物質成型燃料為例,其燃燒煙氣中對環境與人體有害的氣體含量非常少,固體排放物全是灰,約占總重的0.4%~7%。
相比于煤炭燃燒排放出大量的二氧化硫和氮氧化物等有害氣體,固體排放物為占總量25%~40%的灰、堿和殘煤混合物,生物質成型燃料確實干凈了許多。如果采用專用鍋爐,僅需要適當除塵,生物質成型燃料就可達到燃氣鍋爐的排放標準
我國生物質能資源豐富、分布廣泛,初步估算每年大概產生約15億噸,其中可以規模化利用的占50%左右,有7~8億噸/年,如果按2噸生物質資源折合1噸煤炭計算,合理利用這些生物質能每年可以替代煤炭4億噸左右。
▲ 吉林扶余順泰生物質熱電聯產工程項目效果圖
2014年新的環保排放標準實施后,燃煤正逐步退出分布式供熱市場,生物質成為供熱市場最便宜的燃料品種,因而獲得爆發式增長的機會。雖然期間由于一些以生物質供熱之名實際燃用燃煤讓生物質供熱產業背了“黑鍋”,但行業的代表性企業已經實現的“接近燃煤價格,接近天然氣排放”為生物質供熱大發展打開了大門。
4風能供暖
用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱,可以增加地區用電負荷,提高風電本地消納能力,減輕電網外送壓力,尤其是在夜間電力負荷低谷時段的風電電力用于城市供熱,從需求側入手,降低了電網對風電調峰和消納的難度,對風電持續發展具有重要的意義。
目前,風電供暖已運用和研究的方法主要有以下幾種供暖方法:離網型風電機組獨立供暖方法、風電互補性供暖方法、風光互補性供暖方法、風電、光電及電網互補變功率蓄能供暖方法、風電和燃氣聯合循環機組供暖方法。
▲ 呼倫貝爾首個風電供暖項目施工現場
5 核能供暖核能供熱不是一個新概念,其發展歷史可追溯至上世紀60年代至70年代。放眼全球,使用核能供熱并非新鮮事。國際上關于核能供熱領域的研究與應用開展較早,國外大型反應堆用于城市區域供暖在技術層面已經非常成熟。
據了解,核能供熱有兩種方式,一種為低溫核供熱,即單個模塊供熱能力在200MW左右,與400萬平米供熱面積、10萬人口規模的城市或縣鎮相對應。另一種是核電熱電聯產,單臺1100Mwe機組供熱能力超過2000MW,供熱面積逾5000萬平米,對應125萬人口規模的城市。
在我國持續推進清潔供暖的大形勢下,核能供熱經濟優勢明顯。根據公開的池式供熱堆相關成本數據,供熱熱價為40元/GJ,與燃煤供暖鍋爐熱價相當。尤其近年來,隨著反應堆自然循環及遠距離輸熱技術的發展,核能供熱的安全性已大幅提高。在生態效益方面,一臺400兆瓦的核能供熱站每年可替代接近30萬噸燃煤,減少煙塵排放超過3174噸,灰渣可達9.7萬噸。
▲ 中國首個小型核能供暖示范項目效果圖
國家發改委能源研究所相關報告顯示,我國可再生能源供熱“量大面廣,市場巨大”,2017年我國可再生能源供熱利用量為7484萬噸標準煤,其中太陽能達到5734萬噸標準煤,地熱達到1250萬噸標準煤,生物質能500萬噸標準煤。
在實際情況中,某一種可再生能源可能很難滿足熱用戶端的供熱需求。在這種情況下,科學利用各種可再生資源供熱技術之間的耦合,統籌天然氣、電力、地熱、生物質等能源供給方式,形成多能互補的清潔供熱系統,從而最大化地提高供熱系統的穩定性、清潔性并降低系統供熱成本,將會成為未來供熱領域的一個主流發展方向。