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    低碳先行 構建“清潔供熱2025”新模式

    發布時間2020-11-18 09:28:50

    在同等條件下,相比傳統燃煤鍋爐節能90%,各類污染物、二氧化碳均可實現近零排放,且供熱綜合成本與燃煤鍋爐相當——近日,清華大學建筑節能研究中心公布一項“中國清潔供熱2025”新模式,以清潔低碳為目標,為北方地區大規模的城鎮集中供熱提供全新參考。

    據項目負責人、清華大學建筑節能研究中心教授付林介紹,該模式一改過去“高能低用”的直接燃燒供熱,通過余熱等低品位熱源取代以燃煤為主的鍋爐房,并配合長輸供熱、熱電協同、燃氣末端調峰等先進技術,達到“清潔供、節約用、能承受、可持續”的效果。目前,上述方案已在太原、石家莊、濟南等多地實現推廣或進行論證,涉及供熱面積10億平方米以上。

    北方集中供熱仍以煤為主

    大批存量余熱反而被忽視

    統計顯示,北方集中供熱面積增長迅速,覆蓋范圍已超過140億平方米。其中,主要包括燃煤鍋爐、燃氣鍋爐,及大中規模的燃煤、燃氣熱電聯產等熱源形式,總能耗約為2億噸標準煤/年。

    付林坦言,盡管一再強調清潔取暖,但截至目前,燃煤供熱仍是北方地區的主要方式,煤炭占供熱一次能源消費的比重接近80%。且在現行供熱方式中,燃煤、燃氣等各類鍋爐占到一半以上?!爸苯尤紵堑湫偷牡托мD換方式,不僅造成大量浪費,也不符合當前的低碳發展要求。比如在2017年,北方城鎮供熱碳排放總量就達到5.41億噸,約占全國建筑運行能耗相關碳排放總量的1/4?;谔紲p排的迫切現實,這些‘高能低用’的方式一定會被逐漸淘汰?!?/span>

    那么,誰來替代傳統熱源?在多位專家看來,北方大量存在的余熱資源可作為首選。分析顯示,北方地區現有燃煤機組裝機容量約8億千瓦,若將其中一半電廠余熱收集起來,足以承擔約120億平方米的供熱面積。同時,在冬季保供期內,北方地區還可提供約40億吉焦的低品位工業余熱,回收其中15億吉焦,即可為50億平方米建筑提供基礎采暖負荷。

    “北方大城市、小城鎮均有成熟的集中供熱管網,這是我們的先天優勢。有了基礎和前提,再把現有及未來存量的燃煤電廠改為熱電聯產,并通過新的工藝把余熱收集起來,補充回收北方鋼鐵廠、水泥廠、化工廠、建材廠等工業余熱,能夠為70%的縣以上城市提供基礎熱源,恰好可滿足城鎮集中供暖需求?!敝袊こ淘涸菏拷瓋|表示。

    此前在接受記者采訪時,中國城鎮供熱協會副理事長劉榮也稱,由于對供熱能力的挖掘深淺不一,北方有相當一部分熱電聯產機組,實際并未充分發揮供熱潛力,大批存量熱源被白白浪費。

    “我們曾實地調研北方某集團20萬千瓦以上機組,發現僅有6%的機組達到最大供熱能力,熱電聯產熱量產出僅為可產出量的44%,待開發供熱潛力竟高達約3000萬千瓦。而且這不是個案,應該先發揮好現有能力,再去考慮別的事情?!眲s稱。

    以300公里為半徑

    余熱資源均可實現長距離經濟輸送

    以燃煤電廠和工業余熱為主體的熱源,體量大、成本低、相對集中,且回收利用不會增加新的排放。但另一方面,由于這些電廠、工廠大多遠離城市中心,如何高效率回收、長距離輸送,同時不額外增加經濟負擔,成為新模式能否真正落地的關鍵。

    對此,新模式按照“溫度對口、梯級利用”原則,利用降低回水溫度的辦法,提高余熱回收系統的能源利用率及熱網輸送能力,減少輸送過程的熱損失?!耙惶淄暾麩嵫h主要由‘一供一回’兩根管網組成。在常規方式中,供水溫度為120-130攝氏度,回水降至50-60攝氏度。溫差越大,熱網輸送效率越高、溫度損失越少?!备读纸榻B,大溫差技術可在供水條件不變的情況下,將回水溫度降至20-30攝氏度。輸送能力由此提高60%以上,為實現熱的長距離輸送奠定基礎。

    “利用上述方式,凡是城市周邊300公里半徑內的余熱資源,均可實現長距離經濟輸送?!备读峙e例,該模式率先在山西太原得以推行,覆蓋當地約60%的供熱面積。運行以來,累計減少燃煤276萬噸,與大型燃煤鍋爐相比,年節約標煤120萬噸。同時,每平方米改造投資成本不超過100元,在同等條件下遠低于燃煤、燃氣等其他取暖方式。

    此外,新模式還提出利用燃氣作為末端調峰,承擔尖峰負荷的保障方案?!半姀S及工業余熱適合承擔基本負荷,初投資高、運行費低;燃氣適合作為調峰熱源,低投資、高運行費。燃氣調峰應采用分布式,以經濟最優為目的,設置合理調峰比例?!备读直硎?,燃氣作為調峰熱源,將大幅增加冬季燃氣用量,擴大冬夏用氣負荷差。對此,可通過設置季節性儲氣設施,結合燃氣調峰熱源,提高城市供熱的經濟性;分布式燃氣調峰熱源則作為應急熱源,保障供熱穩定與安全。

    根據測算,未來,在北方集中供熱增至200億平方米的情況下,電廠和工業余熱作為主要熱源,最高可占到總供熱量的70%左右。在熱網達不到的地方,再采用獨立燃氣鍋爐和電熱等分散方式供熱?!皩Ρ壤^續采用煤改氣、煤改電的方案,新模式綜合供熱能耗降低50%,大氣污染物排放可減少80%,綜合供熱成本下降25%左右?!备读址Q。

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