北京市供热能源结构分析

北京市供热能源结构分析

“北京的雾日比北京严重。冬季节能锅炉的加热是一个重要因素之一，尤其是北京周边农村地区的低效低碳锅炉污染排放。热泵采暖将有效降低由燃煤取暖造成的污染物排放。目前,北京市政府正积极地推广‘煤改电’、‘太阳能采暖’、‘地热能采暖’、‘空气源热泵采暖’等清洁采暖技术。”采访伊始,同方人环有限公司技术总监赵建康博士表达了对环境的忧虑,并欣慰地介绍了同方人环在热泵采暖领域的市场情况:2013年,我们热泵采暖与2012年相比总增长(包括吸收式热泵、水/地、空气源热泵)超过30%,吸收式热泵在利用工业余热进行区域供暖领域优势显现,水/地源热泵仍保持平稳增长,空气源热泵供暖迎来了快速增长期。次能源利用率“目前,采暖的主要方式为市政热力(热源来自于集中锅炉房或热电联产)以及各类分布式的小区集中锅炉供暖,热泵采暖的市场占比低于30%。”赵建康指出,为保护环境,“煤改电”及“压减燃煤”的政策相继实施,北京市政府相关部门引导采用了各种形式的清洁能源采暖方案:如电热膜或电锅炉采暖、太阳能辅助电加热采暖、燃气壁挂炉采暖、地热采暖、小型水地源热泵及空气源热泵采暖方案等等。从技术可靠性、运行经济性、初装成本和适应性等方面综合比较,空气源热泵采暖方式更占优势。“由北京市住房与城乡建设委员会等相关部门牵头的北京密云司马台新村空气源热泵采暖示范项目,已经过了两个冬季的考验,整体运行效果令人满意。”“站在一次能源利用率的角度来看,整个采暖市场理想的能源结构应是这样的:首先,热电厂热电联产生产出电和热,一次能源利用率可超过80%,其中煤电效率33%,47%变成了各种余热;然后,余热进入市政热力管网,进行城市区域供暖(如进行低真空改造的热电厂可将大致47%的余热全部用于供暖);最后,利用热电厂的生产的电能驱动各种类型的热泵用于热网覆盖不到的区域进行采暖。热泵的平均能效比按3来计算,通过热泵转换来的热量可达一次性能源的99%。加上热电厂直供的47%的利用率,这种组合供暖方式一次性能源利用率可达到146%。在此供热能源结构模型中,热泵供热理想状况应占70%,市政热力管网应占30%。如果未来的建筑供暖能达到模型所描绘的理想状态,热泵采暖市场将非常广阔,如果把水电,风电、核电等都算进来,则热泵采暖的占比应更大,应该超过70%。”“2012年,如火如荼的‘南方供暖’话题并没有带来热泵产品需求的激增,所以我们的增长主要在北方地区。”据赵博士介绍,东北三省以及山西省存在大规模的工业余热,吸收式热泵可将其进行有效利用,“2011年时,我们吸收式热泵在这些地区的产值约为5千万元,2013年增长到了3亿元;水/地源热泵的市场发生了变化,从原来的一二线城市为主转入县级、乡镇级市场为主,原因在于地下水开采受到一定限制,以及地下空间的开发,没有足够的空间布置地埋管;而不受上述两种因素限制的空气源热泵有了越来越广阔的应用空间。同方人环:节能为根据、低环温下的高能效比,系统运行是关键。在这对比之后,学生赵建康表示,整体节能供暖方案包括3个关键环节:首先,选用的设备是高效节能产品;其次,要为节能设备搭建一个节能的系统;最后,要有一套完整的节能运行策略。如果高效的热泵机组与采暖末端设备搭配不当,则整个系统的能效比仍会较低。因此,高效的热泵机组,一定要搭配最适合的末端采暖系统,才能搭建成我们希望的节能系统。一个搭建良好的节能采暖系统,其在特定环境温度、特定供回水温度的情况下,能保证良好的系统能效比,却不一定保证给用户带来最低的运行费用,因此,好的运行策略是必不可少的。对于前两点,业内人士已达成共识,但是第三点仍旧处于空白状态。他认为只有这三点都做好才可以保证整个系统的节能性和运行的经济性,让用户真正得到实惠。“同方在这3个环节都做了大量的工作。”赵建康介绍,由于环境的不同对热泵机组带来很大差异性,针对南方地区湿度大,易结霜的特点,应重点保证用在这里的产品具备良好的除霜功能和防结冰功能;针对北方地区的气候特点重点要保证热泵在低环温情况下的高效运行。同方人环针对南方推出的空气源热泵机组采用了“过冷易冰”等专利技术,重在除霜及防结冰功能,而在北方地区的空气源热泵机组则采用“补气增焓+经济器”等专利技术,保证其在低环温下的高能效比;用户可根据使用面积或功能的不同选择大型螺杆机组、中号模块机组或家用户式机等不同装机容量的空气源热泵机组。赵建康表示,对于空气源热泵本身来说,技术已趋于成熟,有些小问题还需优化,例如对融霜水的处理、振动和噪声的弱化等;系统搭建方面末端产品的类型和形式还需要进一步丰富和完善,并且能给出量化的指标;运行策略方面,同方正在做相关的试验,把环境气候特点、建筑保温特点、供暖需求、供暖效果、电价政策等因素都考虑在内,对系统进行固化的联动程序设置,保证机组按照最佳方案运行。空气源热泵采暖技术的前景与展望“空气源热泵在推广及使用过程中面临着许多产品技术之外因素的限制”,赵建康坦言,首先是电价问题。执行阶梯电价以来,由于采暖所需电量超过了一级电价限量,电价由每度0.5元升至0.8元,从而导致运行成本的增加,致使部分用户对该种方式的采暖望而却步;其次是电力增容问题,输电线路及变压器的承载力有限,空气源热泵采暖用户的增加会引起用电量的增加,相应的输电线路和变电设备都要升级改造。这两点需要各级发改委和国家电网的大力支持与配合。赵建康还指出,由于在《可再生能源法》中空气源热泵没有被列入可再生能源利用范围,使得地方政府在出台相关补贴政策以及设备厂家在推广和宣传过程中遇到了不小的尴尬,同时也把一些希望利用可再生能源技术采暖的用户把空气源热泵拒之门外。“事实上,空气源热泵与水/地源热泵性质是一样的,都是用一小部分的电能来“搬运”采暖所需的热能,区别只是在于这部分热能是源于土壤还是空气中。”虽然在北京市政府出台了相关大力发展地热能等可再生能源利用的相关鼓励政策,但这当中依然没有包含空气源热泵,也有一些区县政府出台的“压煤减煤、清洁空气”政策中已经将空气源热泵作为煤改电的一种形式。例如在2013年11月16日发布的《顺义区农村地区减煤焕煤清洁空气行动实施方案》中“购置费按市财政奖励33%,区财政补贴57%,个人自筹10%,每户最高奖励2万”的规定里包含了空气源热泵,北京其他地区对空气源热泵的奖励还要拭目以待。此外,赵建康还表示,空气源热泵技术和产品本身已经相对完善,在与末端设备的搭配方面尚需进一步完善和多样化,节能运行策略值得深入研究和讨论。他呼吁一些致力于清洁、高效供暖技术的科研单位、设计单位、设备厂家都能加入到空气源热泵采暖系统与应用技术的研究中来,各协会组织牵头起草空气源热泵采暖有关的供回水温度指标、系统形式、运行策略等方面的指导准则,以引导产业健康有序发展。采访接近尾声时,赵建康表达了其对空气源热泵发展前景的信心,他表示,目前的大环境对热泵采暖的发展非常有利,从中央政府到普通民众都感受到了空气污染带来的切肤之痛,因此要下大力气进行相关产业的技术升级和改造,发展清洁高效的热泵采暖技术是其中一