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石兆玉:供熱系統的節能潛力與節能技術

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熱計量的主要目的,就是保證消費者擁有節能、舒適的家居環境。在采取各種形式的節能措施后,究竟取得了什么樣的成效?這是首先必須弄清楚的一件事情,否則全社會很容易陷入“喊口號”行列,節能事業也將成為一筆糊涂賬。供熱系統存在多少節能潛力,怎么樣挖掘潛力?我國能源發展趨勢和供熱的方式有什么樣的關聯?供熱節能技術的突破口在哪里?這些都是值得我們思考的問題。下面我將做詳細分析和講解。

1、供熱系統的節能潛力

我們一直在提倡建筑節能,然而建筑耗能占到全國總耗能的三分之一,供熱制冷耗能又占到建筑耗能的三分之一,兩個三分之一的存在讓我們深刻認識到,供暖行業對全國節能事業意義之重大。建筑耗能范圍包括了供熱、空調、照明等,其中照明占到總耗能10%~20%,除此之外,建筑耗能大概可以概括為四個方面的問題:第一,圍護結構的散熱。在溫度越低的區域中,圍護結構的耗能占到總耗能的50%(例如:中國東北三省地區),北京地區占到40%,上海地區占到30%,廣州地區占到20%,所以在寒冷的北方地區圍護結構的好壞是非常重要的。隨著人們生活水平的提高,外墻保溫越來越受到住戶的重視,通過這種方式將20%—50%的熱損耗降下來;第二,自由熱的利用。所謂自由熱包括三個方面的內容,太陽能的日照、家用電器的散熱、人體本身的散熱。自由熱耗能占到建筑耗能的10%;第三,室內溫度的設定標準。2009年開始,國家國務院對全國的室溫做了明確的規定,冬季室內溫度為18℃,夏季為26℃。冬季室內溫度每提高1℃多耗能5%~10%,夏季溫度每降低1℃多耗能8%~10%,所以室內溫度的設定對建筑節能有著非常重要的意義;第四,供熱空調系統的能效問題。1980年,全國熱效率普查結果顯示,鍋爐效率為55%,外網的熱損失15%,冷熱不均造成的效率損失為30%。綜合考慮冷熱不均、外網熱損失、鍋爐的效率熱損失三方面因素,1980年,全國供熱系統的真正效率只有20%!國家建設部規定,一步節能是在1980年的基礎上節能30%,二步節能目標為50%,三步節能目標為65%。目前,我國全國節能水平大約在二步節能階段。

就熱損耗的潛力來說,所有熱源可以挖掘的潛力在10%~15%,外網熱損失可以挖掘的潛力在2%~4%,冷熱不均的潛力是最大的,大概為20%~30%。不管什么樣的供暖方式,都要以上面提到的幾個角度去努力實現更高的節能減排指標。供熱系統的節能指標最高為70%,這是科學嚴謹的數據。

2、我國能源發展趨勢和供熱的方式

供熱空調是一個完整的系統工程,不僅僅和技術有關,還與能源狀況和能源發展的趨勢有著必然的關系。近幾年,中國在再生能源和清潔能源開采及利用方面取得了很大的成績。我們要清楚“十二五”規劃中能源的發展狀況,只有這樣我們才能準確選擇供熱系統的方式。我個人認為,不管新能源發展到什么樣的程度,我國是以煤炭資源為主的國家,在30年之內要想改變以燒煤為主的采暖結構是很難的。所以,我認為,至今我們都應該將主要的精力放在煤的清潔燃燒環節上。

我們應該基于現實,以集中供熱作為主要的供熱系統。直接搬照國外的“煤制氣、煤制油”,不惜工本做研究、實驗、生產,并不是我們重點要做的事情。我主張煤的清潔利用,將煤加熱到300℃~400℃,進行熱解,將其中20%—30%的揮發分子分離出來,一部分加以制氣,一部分作為高產值的化工原料,剩下純粹的碳加催化劑變成煤焦油一類的液體碳,用來發電,并采用化工工藝進行尾部的除塵、除氮等一系列程序,最后釋放出無色煙氣。當然,這樣的研究需要多工科、多學科的通力合作。

當然,清潔型能源和再生能源我們要研究,但是應該作為輔助性能源來利用。比如,北京是主要以燃燒天然氣實現供熱的城市,事實上,研究這個課題的時候是這樣規定的,首先用天然氣進行發電,天然氣的大量能源在發電過程中得以利用,剩下的氣體用來供熱,這也是天然氣供熱的主要技術貢獻,所以將天然氣直接應用到供熱環節是不合理的,天然氣只能作為輔助性的供熱能源,不適合大面積推廣利用。除北京、上海主要天然氣供熱城市之外,其他的城市應該將天然氣作為輔助性能源。同時,市場上熱炒的各種形式的熱泵,在技術沒有完全成熟時期就大肆應用,這是遇害無窮的事情。此外,關于太陽能、風力發電等等,我不表示反對,但是一定要注意工藝生產過程中的能效比。取之不盡、用之不竭的太陽能是非常可觀的能源,但是太陽電池片是用多晶硅材料組成的,生產多晶硅是一個非常耗能的過程。目前,中國生產多晶硅的耗能是國外能耗的2~3倍,如果工藝的節能技術問題得不到解決,那么生產出所謂的“節能產品”又有什么意義?我們是不是應該根據我國能源的發展情況,推廣多種能源互補、多熱源聯網的供熱形式?

3、供熱節能技術

首先,要加強外墻的維護及保溫;其次,室內溫度在一年四季中要嚴格按照國家的溫度要求設定,對供熱系統來說,我們一定要分時段調節室溫。第三,不管用什么樣的熱源,我們都要在原有的基礎上將其效率提高10%~15%。第四,要做多熱源聯網,目的就是要提高熱源的平均熱效率。技術要走平民化道路,要將技術落實到各家各戶。如何提高室內熱效率?關鍵就是推廣熱計量收費。熱計量收費,不僅僅是安裝熱表,《供熱計量技術規程》要求熱計量按熱量收費,提高系統的可調性,解決供熱的質量問題。《供熱計量技術規程》的推廣和實施是基于這兩點之上,缺一不可。推廣熱計量技術是一件技術含量很高的事情,應該將技術問題放在首位,而不應該將熱計量單純視為商業贏利點。

問題一、什么樣的原因導致我國供熱系統的效率不高?

首先,熱源將熱量送出,熱量在抵達各家各戶的時候,由于用戶的原因損失了很大部分的熱量,可能離熱源近的用戶溫度很高,最末端的用戶家溫度就很低,在保證遠端用戶溫度正常的情況下,近端用戶又很熱,造成了“近端浪費、遠端不夠”的現象。在熱計量技術的推廣之后,提高了系統的可調性,將多余的熱量補充到不足的地方,提高了系統的能效,將目前現系統能效的30%提高到70%。一個問題解決后,其他問題也將迎刃而解。

問題二、熱計量的方式選擇哪種比較好?

任何一種方法,有優點的同時也一定存在缺點,不要一棍子打死。我們要通過不斷的研究,在實踐中檢驗其合理性,并逐漸完善。因此我也不贊成有些地方通過強制政策推行某一種方式,這是不科學的。目前,我自己比較推崇“平均溫度法”,各家各戶只測試回水溫度,根據散熱器的平均溫度分攤熱計量費用。

問題三、政府應該從哪些方面做好這些工作?

推廣熱計量是一個技術含量很高的工作。在熱計量工作推廣的過程中,首先要重視技術問題,而且要技術優先。決不能將其視為一個行政命令就可以解決的問題。之前,一些地方在推廣過程中出現了種種問題,就是因為不重視技術問題而把它當成一個官僚化的行政手段實施。行政人員本人不懂技術沒有關系,虛心學習、深入了解后仍然可以做好。

問題四、由于末端冷熱不均造成熱量的浪費,可否通過建立熱交變站,按需抽取熱量來實現能源的合理利用?

其實這是非常浪費能源的方式。因為,鍋爐房利用一個很大的水泵,其總流量是全網的總流量,揚程則是全網的總揚程,目的就是要滿足最末端用戶的需求。事實上,只有最末端的用戶需要如此大的揚程,第一家用戶需要那么大的流量,在這兩個因素的疊加上,水泵的選擇要比正常情況下大1/3~2/3,這也就造成了冷熱不均的最大隱患。改變供熱系統傳統的設計形式,是從根本上治理冷熱不均問題的最好方法。

 

 

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