呼和浩特市農(nóng)村清潔能源冬季采暖技術(shù)集成模式研究

摘要 本文介紹了在呼和浩特市部分農(nóng)戶示范推廣“生物質(zhì)節(jié)能爐+節(jié)能架空炕連灶+附加陽光間太陽房”冬季采暖技術(shù)集成模式的內(nèi)容和應(yīng)用效果，分析了其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，并針對(duì)存在的問題提出相應(yīng)的建議，以期為我國農(nóng)村清潔能源的利用提供參考。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村清潔能源；冬季采暖；技術(shù)模式；效益分析；內(nèi)蒙古呼和浩特

中圖分類號(hào) S210 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）11-0184-02

近年來，國家高度重視霧霾天氣和大氣污染防治工作，取代傳統(tǒng)的燃煤采暖方式已迫在眉睫，這為北方地區(qū)開發(fā)利用清潔能源冬季采暖技術(shù)提供了發(fā)展空間。目前，呼和浩特市農(nóng)戶冬季取暖仍主要通過燃燒煤炭采暖，所占比例約為70%，主要通過火爐（占70%）、土鍋爐（占20%）、火炕（占10%）取暖，其余通過燃燒秸稈、薪柴及用電采暖[1]。燃料以煤為主，能量利用率低，采暖能耗相對(duì)較高，農(nóng)村戶均年煤耗量超過3.5 t，采暖期長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月。

2015—2017年，呼和浩特市依托內(nèi)蒙古農(nóng)村牧區(qū)清潔能源技術(shù)模式關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用項(xiàng)目，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，在呼和浩特市賽罕區(qū)格此老村、根堡村、托克托縣傘蓋村、和林縣小南溝村選擇了200戶農(nóng)戶示范推廣生物質(zhì)節(jié)能爐、節(jié)能架空炕連灶、太陽能暖房3項(xiàng)采暖集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了冬季保溫取暖、多能互補(bǔ)、節(jié)本增效，極大地提高了能源的利用效率，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，成為最經(jīng)濟(jì)、有效的技術(shù)模式之一，深受廣大農(nóng)民群眾的歡迎。

呼和浩特市具有豐富的生物質(zhì)能、太陽能等清潔能源資源，通過發(fā)揮多能互補(bǔ)集成采暖技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿足農(nóng)村冬季基本采暖需求，縮短供暖時(shí)間，明顯降低采暖成本，探索出適宜當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生產(chǎn)生活條件和易于推廣的清潔能源采暖技術(shù)集成模式。

1 農(nóng)村清潔能源冬季采暖技術(shù)集成模式

1.1 生物質(zhì)節(jié)能爐采暖系統(tǒng)

采用的生物質(zhì)多功能高效低排放節(jié)能爐是針對(duì)北方地區(qū)農(nóng)民的生活習(xí)慣和用能特點(diǎn)而研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的節(jié)能爐具產(chǎn)品，主要采用了赤峰市圣火能源科技有限公司生產(chǎn)的生物質(zhì)節(jié)能環(huán)保鍋爐。該款爐具采用半氣化燃燒方式，具有一、二次配風(fēng)，以及燃燒充分、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、使用方便、安全可靠等特點(diǎn)。夏季每天只需3～5 kg生物質(zhì)燃料即可滿足1 d的炊事所需，冬季采暖時(shí)每天只需約20 kg的生物質(zhì)燃料就可達(dá)到溫暖的效果。與之配套的設(shè)施設(shè)計(jì)新穎，集采暖、炊事、洗浴、暖炕等功能于一體，相互集成，自成系統(tǒng)，解決了農(nóng)民生活難題。

1.2 節(jié)能架空炕連灶采暖系統(tǒng)

節(jié)能炕一般都與灶相連，也稱為炕連灶。炕連灶一般由省柴灶、進(jìn)煙口、炕洞、炕面、炕墻、炕檐、墊土層、出煙口和煙囪等部分組成[2]。在采暖期，燃料投入灶內(nèi)即可做飯，同時(shí)高溫?zé)煔馔ㄟ^進(jìn)煙口進(jìn)入煙洞一端，在炕洞中高溫?zé)煔膺M(jìn)行均勻分流，把熱流傳給炕面，在炕洞另一端煙氣匯合，通過炕的煙囪排出。在非采暖期，灶內(nèi)的煙氣不經(jīng)過炕洞而直接從煙囪排出。通過對(duì)炕灶建筑材料、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)更新和改造，在不改變農(nóng)民生活習(xí)慣的前提下，提高炕灶綜合熱效率，從而達(dá)到節(jié)能增效、美化室內(nèi)環(huán)境、提高室內(nèi)溫度、緩解能源供需緊張的目的，解決了生活能源短缺問題，實(shí)現(xiàn)了能源互補(bǔ)利用。

1.3 附加陽光間式太陽房采暖系統(tǒng)

附加陽光間是一種太陽能直接受益系統(tǒng)，是由于直接受益獲得太陽能而使溫度產(chǎn)生較大波動(dòng)的空間[3]。在冬季一天中的所有時(shí)間，附加陽光間的溫度都比室外高，這一較高的溫度可以減少建筑物的熱損失。陽光間既可以供給太陽能，又可以作為一個(gè)緩沖區(qū)，減少熱損失，使建筑物與陽光間相鄰的部分獲得一個(gè)溫暖的室外環(huán)境。附加陽光間具有集熱、蓄熱、保溫等功能，冬暖夏涼，冬季在無輔助熱源的情況下可以提高室內(nèi)溫度，在高寒地區(qū)體現(xiàn)了明顯的節(jié)能效果，而且干凈衛(wèi)生、造價(jià)低廉、構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便、不需要?jiǎng)恿ΑｋS著人類對(duì)能源要求的不斷增長(zhǎng)，太陽能的開發(fā)利用必將發(fā)揮越來越大的作用。

2 應(yīng)用效果

為準(zhǔn)確掌握生物質(zhì)節(jié)能爐具、節(jié)能架空炕連灶、附加陽光間式太陽房3項(xiàng)采暖技術(shù)模式節(jié)能效果，技術(shù)人員在采暖期內(nèi)選擇示范戶進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，參與試驗(yàn)戶在采暖期內(nèi)保證室內(nèi)溫度≥16 ℃。示范戶和對(duì)照戶都是取熱值相當(dāng)?shù)拿禾?，每天記錄燃料耗用情況，通過對(duì)比試驗(yàn)得出示范戶比對(duì)照戶平均省煤3 t/年。

2.1 生物質(zhì)節(jié)能爐應(yīng)用效果

大量農(nóng)作物秸稈、薪柴等生物質(zhì)能源得到開發(fā)利用，明顯減少了化石能源的使用量，在采暖期內(nèi)生物質(zhì)節(jié)能爐供暖系統(tǒng)使室內(nèi)溫室達(dá)到16 ℃的前提下節(jié)煤率達(dá)30%，較傳統(tǒng)取暖煤炭使用量平均節(jié)省 1.2 t/年。

2.2 節(jié)能架空炕連灶應(yīng)用效果

節(jié)能炕連灶改革了爐膛、鍋壁與灶膛之間相對(duì)距離和吊火高度、煙道通風(fēng)和炕內(nèi)結(jié)構(gòu)，并在炕灶方面增設(shè)了保溫措施，提高了余熱利用效果，擴(kuò)大了火炕的受熱面和散熱面，在冬季可使80 m2房子溫度提高2 ℃ 以上，較傳統(tǒng)取暖煤炭使用量平均節(jié)省1 t/年。

2.3 附加陽光間式太陽房應(yīng)用效果

在采暖期內(nèi)，附加陽光間作為集熱蓄熱部分所收集的熱量，可使100 m2農(nóng)宅室溫提高5 ℃以上，起到了一定的供暖作用，較傳統(tǒng)取暖煤炭使用量平均節(jié)省0.8 t/年。在陽光間內(nèi)還可以種花養(yǎng)草，休息晾衣，開闊視野，舒展心情[4]。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

農(nóng)村清潔能源技術(shù)集成采暖模式平均省煤3 t/年，煤炭?jī)r(jià)格按650元/t計(jì)算，每年可節(jié)省1 950元，200個(gè)示范戶共節(jié)省39萬元/年。若每戶按購置節(jié)能爐具1 500元、建設(shè)附加陽光間式太陽房8 000元、建設(shè)節(jié)能炕連灶700元計(jì)算，合計(jì)花費(fèi)10 200元，預(yù)計(jì)5年左右可收回投入成本，之后使用均為純?cè)鼋?jīng)濟(jì)收入。

3.2 社會(huì)效益

一是改變了農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)。家庭用能結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，生活用能由過去燃燒秸稈、薪柴、煤炭為主，轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂霉?jié)能爐炕灶和太陽房輔以煤電為主，用能結(jié)構(gòu)更加合理。二是拓寬了農(nóng)民增收渠道。農(nóng)村清潔能源技術(shù)模式示范推廣，延伸了太陽能及生物質(zhì)能的利用方式，拓寬了農(nóng)民的增收渠道，為農(nóng)民冬季取暖節(jié)省了不少的開支。三是改善了庭院衛(wèi)生條件。新技術(shù)模式示范推廣與社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，房前屋后不再堆放秸稈、牛糞、羊糞，使庭院實(shí)現(xiàn)了美化、凈化，使臟、亂、差的狀況得到了較大改善。

3.3 生態(tài)效益

農(nóng)村清潔能源采暖技術(shù)模式每戶平均節(jié)省燃煤3 t/年，有效促進(jìn)了農(nóng)村節(jié)能減排，保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。按照燃燒 1 t標(biāo)煤產(chǎn)生2.36 t CO2、0.024 t SO2、0.007 t氮氧化物計(jì)算，200個(gè)示范戶共計(jì)減少CO2排放量1 416 t，減少SO2排放量14.4 t，減少氮氧化物排放量4.2 t。

4 存在的問題與建議

一是農(nóng)村清潔能源技術(shù)集成采暖模式所需前期投入較高，經(jīng)濟(jì)效益不太明顯，全靠農(nóng)戶自身投資使用難度較大，建議現(xiàn)階段依靠國家扶持政策和政府財(cái)政補(bǔ)貼進(jìn)行示范推廣。二是農(nóng)村清潔能源技術(shù)推廣體系能力較弱，輻射面積和范圍有待進(jìn)一步擴(kuò)大，建議設(shè)立農(nóng)村清潔能源新技術(shù)研究與推廣專項(xiàng)資金，加強(qiáng)體系建設(shè)，培訓(xùn)更精干的推廣隊(duì)伍進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。三是農(nóng)村清潔能源開發(fā)利用創(chuàng)新能力不足，建議積極爭(zhēng)取各方政策支持和項(xiàng)目資金進(jìn)行深度的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)，不斷完善技術(shù)模式，研究出更高效節(jié)能、低碳環(huán)保的新技術(shù)、新產(chǎn)品。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 張慧.呼和浩特市農(nóng)村地區(qū)生活用能現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2013（3）：131.

[2] 李貴富.推廣農(nóng)村吊炕，促進(jìn)節(jié)能減排[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)：新能源產(chǎn)業(yè)，2015（2）：32.

[3] 王君一.農(nóng)村太陽能使用技術(shù)[M].北京：金盾出版社，2004.

[4] 劉亞良.關(guān)于中國農(nóng)村清潔能源發(fā)展及建議的分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017，37（3）：168-169.