清潔能源在南方地區(qū)集中供熱制冷應(yīng)用的淺析

邢廣成

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各類民用和工業(yè)用戶的冷、熱需求不斷增加，對供熱制冷輸出形式的要求也變得多樣化。受熱源的制約，集中供熱發(fā)展極不均衡，而自建小型供熱制冷設(shè)備能源浪費(fèi)大，對環(huán)境污染大。清潔能源的集中供熱制冷應(yīng)用能很好地解決現(xiàn)有熱源數(shù)量過少、輸出熱能形式過于單一、供熱區(qū)域受限等問題，且能源利用率高，不造成環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：清潔能源;供熱制冷;多樣化;無污染

1 背景意義

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各類民用和工業(yè)用戶的冷、熱需求不斷增加。現(xiàn)有熱源數(shù)量過少、輸出熱能形式過于單一，供熱區(qū)域受限，大量的工業(yè)低品質(zhì)熱源未得到妥善利用，造成資源浪費(fèi)，供熱管網(wǎng)供熱能力也不能充分利用。企業(yè)自建小鍋爐、居民天然氣壁掛爐、家用小煤爐、電熱設(shè)備和分體空調(diào)，能源綜合效率較低，是高品位能源的低效率應(yīng)用，分散小鍋爐供熱造成能源浪費(fèi)嚴(yán)重，自備鍋爐閑置時間較長，大部分設(shè)備未得到充分利用，對環(huán)境污染嚴(yán)重且存在較大的安全隱患。清潔能源的集中供熱制冷應(yīng)用能很好地解決現(xiàn)有熱源數(shù)量過少、輸出熱能形式過于單一、供熱區(qū)域受限等問題，且能源利用率高，不造成環(huán)境污染。[1]

2 技術(shù)方案

集中供熱制冷屬于重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施，隨著我國綜合國力的增強(qiáng)，清潔能源技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。能源梯級利用、清潔能源多能互補(bǔ)等新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，為集中供熱制冷的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。集中供熱（制冷）以熱電聯(lián)產(chǎn)為主，天然氣分布式能源站和工業(yè)余熱為輔，地源熱泵、江水源熱泵和生物質(zhì)燃料鍋爐為補(bǔ)充。供熱制冷方式逐漸多樣化，以對應(yīng)不同的用熱需求，更有利于集中供熱制冷與清潔能源多能互補(bǔ)的發(fā)展。

國家相關(guān)政策明確要求，為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，南方地區(qū)城市供熱應(yīng)因地制宜采用多能互補(bǔ)的供熱方式。根據(jù)地區(qū)資源條件和能源供應(yīng)狀況，除電廠余熱和工業(yè)廢熱外，清潔能源多能互補(bǔ)熱源主要有江水源熱泵、污水源熱泵、天然氣集中能源站等。

清潔能源多能互補(bǔ)熱源具有建設(shè)規(guī)模小、投資主體明確、周期短、管理靈活方便、便于計量等特點(diǎn)。利用江（河）水蘊(yùn)含的低位熱能，在濱江（河）地區(qū)建設(shè)江（河）水源熱泵區(qū)域能源站，為濱江地區(qū)提供制冷、供熱（供暖和生活熱水）服務(wù)，江（河）水源熱泵取水經(jīng)熱泵系統(tǒng)換熱后可作為景觀、綠化、道路沖洗用水進(jìn)行循環(huán)綜合利用。污水源熱泵通過提取城市污水中蘊(yùn)含的廢熱實現(xiàn)高效供熱、制冷，在污水處理廠周邊或污水深邃排水處理站附近，建筑冷、熱負(fù)荷需求大及需求穩(wěn)定的區(qū)域，優(yōu)先應(yīng)用污水源熱泵系統(tǒng)，對周邊區(qū)域集中供熱、制冷。天然氣熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)是集中小型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、余熱鍋爐、吸收式冷、熱水機(jī)組、能源綜合控制等高新技術(shù)和設(shè)備為一體的先進(jìn)環(huán)保型能源利用系統(tǒng)，以“品味對口，梯級利用”為原則，對冷、熱、電分產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行集成，是一種科學(xué)的用能系統(tǒng)。在建筑冷、熱負(fù)荷密度大、建筑熱需求穩(wěn)定的區(qū)域，應(yīng)該積極發(fā)展天然氣冷、熱、電三聯(lián)供集中能源系統(tǒng)。

在熱源建設(shè)完成的基礎(chǔ)上建設(shè)區(qū)域供熱制冷系統(tǒng)。在一定區(qū)域內(nèi)的建筑群，由一個或數(shù)個能源站集中制取冷水、熱水或蒸汽等冷、熱介質(zhì)，通過區(qū)域管網(wǎng)輸配到各單體建筑內(nèi)，為熱用戶提供供熱和制冷服務(wù)的空調(diào)冷、熱源系統(tǒng)。區(qū)域供熱制冷系統(tǒng)主要優(yōu)勢在與有利于節(jié)能減排、節(jié)約投資、降低使用和維護(hù)成本以及提升建筑美感和品質(zhì)。

在組建區(qū)域供熱制冷系統(tǒng)時同步建設(shè)微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)是一個可以實現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，它作為完整的電力系統(tǒng)，依靠自身的控制及管理供能實現(xiàn)功率平衡控制、系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化、故障檢測與保護(hù)、電能質(zhì)量治理等方面的功能。用微電網(wǎng)實現(xiàn)分布式電源的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問題。

3 效益分析

實行集中供熱制冷是解決好群眾最關(guān)心最直接最現(xiàn)實利益問題的需要，現(xiàn)階段普通家庭供熱制冷主要依靠住宅電力空調(diào)、住宅天然氣壁掛爐等。住宅電力空調(diào)按每度0.573元電價（基礎(chǔ)電價），100%供熱效率進(jìn)行計算，供暖成本為160元/GJ;住宅天然氣壁掛爐按照每立方3.2元?dú)鈨r（按每年1600立方計算綜合氣價），98%供熱效率進(jìn)行計算，供暖成本為97.5元/GJ。而集中供熱制冷清潔能源多能互補(bǔ)中的熱電聯(lián)產(chǎn)，換熱效率90%左右，按800元/t的標(biāo)煤成本價格計算，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱成本僅為30元/GJ;天然氣集中能源站、江水源/污水源等熱泵能源站，換熱效率90%左右，按每度0.428元電價（補(bǔ)貼電價）進(jìn)行計算，天然氣集中能源站、江水源/污水源等熱泵能源站供熱成本僅為42元/GJ。

實行集中供熱制冷后，至少能為老百姓節(jié)省50%以上采暖制冷開支，隨著清潔能源多能互補(bǔ)熱源體系的逐步完善，價格還有進(jìn)一步下降空間，可以確保老百姓家家用的起、用的上，城市也將生態(tài)環(huán)保，綠色宜居，全體進(jìn)入“冬暖夏涼”高質(zhì)量生活時代。

實行集中供熱制冷是節(jié)能減排的需要，實行集中供熱制冷的熱源為熱電廠、天然氣集中能源站、江（河）水源/污水源熱泵能源站，具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。實行集中供熱制冷，不但能滿足產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展，還可提升周邊小區(qū)宜居度、推進(jìn)產(chǎn)城一體化發(fā)展，形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)同共進(jìn)，為人民群眾創(chuàng)造良好生產(chǎn)生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]李琰琰，馬媛媛，方媛媛.幾種集中供熱、制冷方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].區(qū)域供熱，2011，（4）：1-3.