清潔取暖方向正確 問題出在技術路線
3月下旬,北方地區將陸續結束供暖。因首次大規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注與熱議。
一邊關系著百姓溫暖過冬,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上,改造仍在繼續。到2021年,北方地區清潔取暖率要達70%,替代散煤1.5億噸,并力爭用5年時間,基本實現霧霾嚴重城市化地區的散煤供暖清潔化。
目標確定,如何按期完成?從已落實改造的地區,可汲取哪些經驗教訓?什么才是真正可持續的清潔取暖路徑?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
關鍵是控制排放總量
中國能源報:2017-2018年采暖季,北方地區集中推行清潔取暖,為治理霧霾作出了貢獻,但期間也出現了不少爭議。您怎么看這些現象?
江億:隨著我國城鎮化飛速發展,北方地區采暖需求也在變化,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,轉變為滿足降低耗能、減少排放等生態文明發展的新要求。尤其在人口眾多的北方農村,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致冬季霧霾頻發,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供暖導致的化石能源消耗和碳排放總量。無疑,北方地區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,減煤量遠大于農村散煤治理,治霾效果卻不如后者明顯,從側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,出現矛盾與爭議的原因何在?
江億:我認為,問題主要出在技術路線上。減排不等于煤炭“一刀切”,關鍵是控制排放總量。而解決采暖的第一件事,應是讓房屋保溫。
房屋穿上“棉襖”,再提供一點熱量,便可獲得溫暖的室內環境。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。但我們在河南農村調研發現,室外溫度雖高于北京,每平方米農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、家用熱水及部分發電和工業等多個領域,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實。
因地制宜
謹防“高能低用”現象
中國能源報:那么,北方農村和集中供熱系統無法到達的城鄉結合部,您認為可采用哪些技術路線?
江億:一個地區采用什么樣的供暖方式,主要取決于3個因素,即能源種類、氣候特點和生活習慣。重要的是,根據當地環境容量、能源資源狀況,因地制宜選擇可持續、可負擔的清潔取暖方式。
在吉林、內蒙古、河南等北方重要的農林產區,生物質資源豐富。大量秸稈、枝條等農林廢棄殘余物燃燒,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備,便于農民就地進行加工。
在沒有足夠生物質能的地區,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,據說還可在負荷低谷期把多余電力轉化為熱量,成為清潔供暖的有效途徑,實際卻是典型的“高能低用”。
現階段,我國70%的電力仍通過煤電產生,而3分煤才能出1分熱。電熱轉換效率不足40%,這就意味著,約60%的能源在電熱轉換中被白白浪費。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,由一個室內機、一個室外機組成,利用電力作為驅動力做功,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。由此,消耗1度電可產生3度甚至更多熱量,效率遠高于直接電熱方式。
在技術層面,空氣源熱泵應用難點主要有兩個:一是室外機易結霜,化霜困難影響運行;二是室外溫度降至零下十幾度后,影響有效產熱。對此,我國現已實現突破,即便在零下25攝氏度,也可保證設備正常運轉。可以說,我國的空氣源熱泵技術達到世界領先水平,應用上不存在障礙。
中國能源報:使用空氣源熱泵,采暖效果如何?
江億:熱泵技術中,最適合農村采暖的應是空氣源熱泵熱風機,其在保證舒適性的同時,可實現“快啟快停”。
因居住相對分散、房屋密度低,且按照農村居住習慣,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機,可實現哪間房有人就開哪間,無人時則關閉,避免浪費電力。以北京郊區部分農宅的實際使用為例,每戶一冬用電2000-4000度,即使按農用電標準計算,沒有優惠電價,電費也只在1000-2000元,與此前使用燃煤供暖花費相當,并未增加經濟負擔。
同時,空氣源熱泵熱風機還可按照“需求側響應”的方式,承擔起調峰任務。比如,電力部門通過互聯網技術統一調度,當電力負荷處于峰值期間,分片停止一部分熱風機來減少用電負荷。由于建筑的熱慣性,連續停止3個小時,屋內最多下降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機來增加電力負載。同理,連續運行3小時,屋內最多升高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”,在實現農村清潔供暖的同時,為破解電力系統難題找到新途徑。如果在政策層面加以支持,農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濟成本。
責任編輯:任我行
-
碳中和戰略|趙英民副部長致辭全文
2020-10-19碳中和,碳排放,趙英民 -
兩部門:推廣不停電作業技術 減少停電時間和停電次數
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業 -
國家發改委、國家能源局:推廣不停電作業技術 減少停電時間和停電次數
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業
-
碳中和戰略|趙英民副部長致辭全文
2020-10-19碳中和,碳排放,趙英民 -
深度報告 | 基于分類監管與當量協同的碳市場框架設計方案
2020-07-21碳市場,碳排放,碳交易 -
碳市場讓重慶能源轉型與經濟發展并進
2020-07-21碳市場,碳排放,重慶
-
兩部門:推廣不停電作業技術 減少停電時間和停電次數
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業 -
國家發改委、國家能源局:推廣不停電作業技術 減少停電時間和停電次數
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業 -
2020年二季度福建省統調燃煤電廠節能減排信息披露
2020-07-21火電環保,燃煤電廠,超低排放
-
四川“專線供電”身陷違法困境
2019-12-16專線供電 -
我國能源替代規范法律問題研究(上)
2019-10-31能源替代規范法律 -
區域鏈結構對于數據中心有什么影響?這個影響是好是壞呢!