城鎮(zhèn)供熱方式合理選擇的探討

1、城鎮(zhèn)供熱方式合理選擇的探討中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會技術委員會聞作祥中國政府歷來非常關心城鎮(zhèn)居民的供熱問題，將暖房子和米袋子、菜籃子并列為政府的三大重點工程。國務院總理溫家寶副總理曾培炎親自視察各地的供熱情況并作出明確的指示。國務院總理溫家寶視察北京的集中供熱近年來，中國城鎮(zhèn)供熱事業(yè)快速發(fā)展，2004年底，全國城市蒸氣集中供熱能力98262噸每小時，2000年至2004年年平均增長率7.29；2004年底全國城市熱水集中供熱能力17442兆瓦，2000年至2004年年平均增長率15.68。1隨著各級政府和國民對環(huán)境問題的重視，天然氣和石油的使用，電力事業(yè)的發(fā)展，我國各地供暖燃料已從單一的煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N燃

2、料和多種供熱方式的共存和競爭。合理選擇當?shù)氐墓岱绞胶湍茉唇Y構是各地政府和供熱部門非常關注的問題。在這個問題上，決策的重要因素是：一、城市能源供應的安全性現(xiàn)代人生活和環(huán)境離不開能源，試想一下，如果現(xiàn)代人離開了能源將是怎樣一種境地。而城市供暖用能的比重在現(xiàn)代城市用能中越來越占有相當?shù)谋壤?，相當多的城市用能統(tǒng)計表明，目前，全國建筑能耗已占社會總耗能的27.6。北京的建筑能耗要遠遠高于全國水平，2003年北京民用消費比例為42.4，其中供暖用能占到37，而且年增長率高達5以上。因此，建筑能耗比例大，事關社會穩(wěn)定，采取什么供熱方式，首先要考慮的是這種供熱用能方式在當?shù)氐墓褪褂玫陌踩?。關于這個問題

3、，有一個最簡單的比喻，就是不能把雞蛋都放在一個籃子里。如果一個城市或地區(qū)的能源供應僅僅依靠一個品種或一種輸送方式，其危險性是很大的?，F(xiàn)代城市帶來了方便快捷，也匯聚了危險的因素。世界大城市停電、停水、停熱的事故已經(jīng)屢見不鮮了，在地區(qū)和國際交往中將能源和政治利益掛鉤的事件也初見端倪。要建立預防和應急機制，就要從能源的配置上做起。我們對北京發(fā)生在2004年底和2005年之初的燃氣供應緊張都還記憶猶新，是什么使我們的市長和社會有如此心慮的體會，是關系人們冷暖的能源。當我們的社會對一種能源的輸送方式依賴過重的時候，這種危機的發(fā)生就可能是必然的。讓我們來看北京的能源構成：以2003年為例，北京市當年消費相

4、當于4535萬噸標準煤，其中，固體能源(含焦炭)占27.7，液體能源占14.0，氣體能源占20.6，熱力和電力消耗能源的比重約為8.1和29.6。而一些歐州國家，例如芬蘭：其2003年能源消耗比例為：固體能源43，液體能源25，氣體能源ll，電力和其它20。相比之下，北京市的固體能源比例偏小，而氣體和電力能源用量比例偏大，已占到全部能源用量的50。且北京的天然氣供應100依靠管線的長距離輸送；電力能源中76需要外地供給。天然氣和電力兩大輸送網(wǎng)(線)已成為維系北京能源供應的兩大命脈，供應鏈條相當脆弱，能源供應安全時時受到威脅。好在北京市政府已經(jīng)認識到此問題，第二條長輸管線已經(jīng)投產(chǎn)，配合建立地下儲

5、氣庫，在北京當?shù)亟ㄔO支撐型熱電廠，在曹妃淀建設液化天然氣港口解決北京市的能源供應安全性問題。北京在發(fā)展中遇到的問題其它城市或地區(qū)也會遇到而且必須解決。和其它供熱方式相比，燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)具有燃料儲存安全、方便，運輸渠道多樣，熱能輸送安全的優(yōu)點，特別是多熱源聯(lián)網(wǎng)運行時具有很高的安全性，是首選的供熱方式。因此，在確定一個地區(qū)的供暖方式時，進行能源供應和使用的安全評估是十分必要的。在一個能源供應系統(tǒng)內(nèi)，應該建立必要的替代、儲備和備用。在供應網(wǎng)絡上，變傳統(tǒng)的枝狀網(wǎng)絡為環(huán)狀和復式網(wǎng)絡。目前，在全國很多供熱系統(tǒng)中，已經(jīng)普遍采用多熱源聯(lián)網(wǎng)運行，不但提高了供熱的經(jīng)濟性，而且提高了系統(tǒng)的安全性。二、社會整體對能源的

6、利用效率我們所說的能源是地球過去對能量的儲存，對任何方式的能源的利用都會降低能源的品質(zhì)，從這個意義上說，在有限的歷史內(nèi)，能源是不可再生的。我們考慮能源的利用，可以從本企業(yè)、本環(huán)節(jié)來看，也可以從整個社會來看，有時候，結論是相同的，但有時候結論是不相同的。例如，建筑物采用電采暖，從建筑物本身來看，效率理論上可達100，因為電能在建筑物內(nèi)全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱藷崮?。但是如果是火力發(fā)電，則是另外一種情況，按照東南大學鐘史明教授在采暖電鍋爐供熱的商榷一文中的分析，我國平均供電效率30，經(jīng)過變、輸、配電損失10才到了用戶處，電鍋爐盡管電能轉(zhuǎn)變效率高達97，但用于采暖，一次能源利用率僅為26。因此，在電能是由燃料生產(chǎn)

7、時，對于社會來說把電能用于采暖效率是低下的。所以，作為一個地區(qū)或城市，在選擇供暖方式時，政府要考慮社會對能源的利用效率。從目前普遍采用的供暖方式來看，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱對能源的利用率是最高的，這也就是為什么我國把發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)作為基本國策的原因。關于這個問題，它的理論是建立在能量的品質(zhì)分級利用上，為把問題簡化，我們用HFLsINKIENERGYBOARD作的一張圖片來說明：通過這張圖片，我們可以看到：A.熱電分產(chǎn)時，所投入的能源需152，得到29的電能和56的熱能，全效率為56。B.熱電聯(lián)產(chǎn)時，所投入的能源需100，得到29的電能和56的熱能，全效率為85。C.從社會角度來看熱電聯(lián)產(chǎn)比熱電分產(chǎn)的全

8、效率高出29，我們知道，在能源應用領域效率提高一個百分點都要付出巨大的努力，而這29則意味著什么呢?2004年，根據(jù)建設部的統(tǒng)計，全國城市集中供熱總量為：蒸氣69447萬吉焦，熱水125194萬吉焦，折合為標準煤6640萬噸，如果我們認為其中50來自熱電聯(lián)產(chǎn)，那麼，29就是1000萬噸標準煤。綜合分析起來，我們可以對各種供暖方式的效率作一個排序，清華大學熱能工程系博士付林先生的研究的排序是(供暖能耗由低至高)熱電聯(lián)產(chǎn)燃氣鍋爐房燃氣爐灶燃煤鍋爐房電動熱泵燃煤爐灶電暖氣電鍋爐付林先生的結論是，熱電聯(lián)產(chǎn)耗能最低，而電鍋爐耗能最高。中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會在2005年1月發(fā)布的節(jié)能中長期專項

9、規(guī)劃中把區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)工程列為“十一五”期間十大重點工程之一，2報告指出：熱電聯(lián)產(chǎn)和熱電分產(chǎn)相比，熱效率提高30，集中供熱比分散小鍋爐供熱效率高50。“十一五”期問重點在以采暖熱負荷為主，且熱負荷比較集中或發(fā)展?jié)摿^大的地區(qū)，建設30萬千瓦等級高效環(huán)保熱電聯(lián)產(chǎn)機組；在工業(yè)負荷為主的地區(qū)，因地制宜建設以熱力為主的背壓機組；在以采暖供熱需求為主，且熱負荷較小的地區(qū)，先發(fā)展集中供熱，待具備條件后再發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)；在中小城市建設以循環(huán)流化床為主要技術的熱電煤氣三聯(lián)供，以潔凈能源作燃料的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)和熱電冷聯(lián)供，將現(xiàn)有分散式供熱燃煤小鍋爐改造為集中供熱。到2010年城市集中供熱普及率由2002年的27提高

10、到.40，新增供暖熱電聯(lián)產(chǎn)機組4000萬千瓦，年節(jié)能3500萬噸標準煤。國家發(fā)改委的規(guī)劃代表了中國在供熱事業(yè)的基本國策。作為各地區(qū)的響應，2006年2月20日，生活報首席記者于鴻斌從哈爾濱市環(huán)保局得到消息，哈爾濱市為了打造藍天工程，根治大氣污染，“十一五”期間，將投資約143億元推進城市集中供熱實施，力爭到2008年使全市的集中供熱普及率達到80，2010年達到92，使市區(qū)環(huán)境得到明顯改善。當然，能源的多樣性決定了能源利用方式和場合的多樣性。在一個地區(qū)為主的供暖方式并不排除其它供暖方式的補充，關鍵是合理的能源布局和利用高效性。三、能源利用對環(huán)境的影響對環(huán)境的改變總是伴隨著對能源的利用。人們對能

11、源利用的目的是想使環(huán)境更舒適，生活更快捷，但遠期的影響正在顯現(xiàn)出來。正如節(jié)能中長期專項規(guī)劃中指出：我國是少數(shù)以煤為主要能源的國家，也是世界上最大的煤炭消費國，煤煙型污染已相當嚴重。隨著機動車的快速增長，大城市大氣污染已經(jīng)由煤煙型污染向煤煙、機動車尾氣混合型發(fā)展。粗放型使用能源，對環(huán)境造成了嚴重破壞。中國政府和人民已經(jīng)非常明確的認識到環(huán)境保護的重要性，各地政府都把環(huán)境質(zhì)量的改善作為政府的工作目標。比如北京確定2006年北京市二級和好于二級的天氣將要達到237天，占全年總數(shù)的65。哈爾濱市2006年的目標是，二級和好于二級的天數(shù)要達到305天。為保證環(huán)境質(zhì)量，各地在確定供暖方式時都考慮到不同方式對

12、環(huán)境的影響。在這個問題上，有些地區(qū)過去片面地認為，改善大氣環(huán)境就是煤改氣，只看燒什么，不看排什么。部分地區(qū)，盲目煤改氣、煤改油，造成供熱成本增高，燃料供應得不到保證。對此，國家發(fā)改委指出：“城市大氣污染治理應以改造后達標排放和污染物總量控制為原則，城市燃料構成要從實際出發(fā)，不宜硬性規(guī)定燃煤鍋爐必須改燃油鍋爐，以控制和減少盲目棄煤改油帶來燃料油需求量的增加”。“煤炭在大型燃煤發(fā)電機組上使用，同時配套安裝煙氣脫硫裝置等，一方面能夠大幅度提高煤炭利用效率，減少原煤消耗，另一方面集中解決二氧化硫等污染問題，做到高效、清潔利用煤炭，是最經(jīng)濟有效解決能源問題的辦法?！焙芏嗳艘詾?，燒煤就一定不行，實際上，我

13、國對燃煤鍋爐制定了非常嚴格的排放標準，如果認真去做，對環(huán)境的影響就可以降低到最低的程度。比如北京，北京國華熱電廠和華能北京熱電廠擔負著北京東部地區(qū)約5000萬平米的建筑面積供熱，相當于250座普通小鍋爐房，如此集中的排放并沒有使該地區(qū)的空氣指標低于其它地區(qū)，朝陽區(qū)環(huán)境監(jiān)測表明：2001年中，離該地區(qū)較近的農(nóng)展館和較遠的奧林匹克中心相比，全年空氣中二氧化硫平均含量前者為41微克每立方米，而后者為56微克每立方米。其中最大值前者為117微克每立方米，后者為158微克每立方米。3從標準的比較上看，北京市標準高于國家標準：二氧化硫(mgm3)氮氧化物(mgm3)煙塵濃度(mgm3)國標20011200

14、90040010080北京標準1998300300100北京標準200230015030010050國華北京熱電廠和華能北京熱電廠，兩廠實測排放濃度值如下：二氧化硫(mgm3)氮氧化物(mgm3)煙塵濃度(mgm3)國華204005華能20030020注：華能排放較高是因為建廠時執(zhí)行的是北京1998年的標準。北京的情況說明，要減少能源使用對環(huán)境的影響，重要的問題不是燒什么，而是怎么燒問題，作為各級政府的職責是控制總量、達標排放，即根據(jù)本地區(qū)的環(huán)境容納程度科學判定各項污染物的排放總量，在此前提下，合理分配各用能環(huán)節(jié)的排放數(shù)額，加強檢測和監(jiān)督，合理征收排污費用，嚴格懲罰惡意排放行為。四、能源的價格

15、能源的價格是決定人們對某種能源使用的重要因素。從產(chǎn)熱的成本來看，燃煤最低，燃氣居中，電力最高。在環(huán)境條件許可時，優(yōu)先采用燃煤。目前在中國，各地供暖收費的價格由當?shù)氐奈飪r部門通過聽證會決定。因此，作為城鎮(zhèn)供暖的價格從根本上說還不是市場化的價格。但是作為供暖用能的主要原料煤炭、燃氣、油料等，價格已經(jīng)基本放開，這就給各地的供熱企業(yè)帶來了經(jīng)營上的問題?，F(xiàn)在，國家發(fā)改委出臺了煤電價格聯(lián)動的方案，建設部計劃出臺煤熱聯(lián)動的方案，目的是解決供熱企業(yè)的合理經(jīng)營利潤問題?？梢灶A期，隨著中國大范圍供熱體制改革的實現(xiàn)，供熱的價格將逐漸趨于合理，達到供熱企業(yè)和用戶都可接受的水平。五、能源的節(jié)約和可持續(xù)利用目前，中國正在

16、努力建設可持續(xù)發(fā)展的和諧社會。在能源利用上，中國的發(fā)展方針是：能源開發(fā)與節(jié)約并重，把節(jié)約放在首位。2根據(jù)國家發(fā)改委的節(jié)能規(guī)劃：在“十一五”期間，新建建筑嚴格實施節(jié)能50的設計標準，其中北京、天津等少數(shù)大城市率先實施節(jié)能65的標準。供熱體制改革全面展開，居住及公共建筑中集中采暖按熱表計量收費在各大中城市普遍推行，在小城市試點。結合城市改建，開展既有居住和公共建筑節(jié)能改造，大城市完成改造面積25，中等城市達到15，小城市達到lO。鼓勵采用蓄冷、蓄熱空調(diào)及冷熱電聯(lián)供技術，中央空調(diào)系統(tǒng)采用風機水泵變頻調(diào)速技術，節(jié)能門窗、新型墻體材料等。加快太陽能、地熱等可再生能源在建筑物中的利用。2集中供熱在產(chǎn)熱環(huán)節(jié)

17、的節(jié)能優(yōu)勢是社會所公認的，但在熱能的輸配上有損失，一般而言，一次熱網(wǎng)的效率在95，二次網(wǎng)的效率在90，它們和管理水平有關。提高熱網(wǎng)效率是降低輸送損耗的重要一面；另一方面，熱網(wǎng)的不平衡損耗是不可忽視的，有時，不平衡損耗高達15，相當于效率損失，不平衡損耗和熱網(wǎng)的合理調(diào)節(jié)有關。因此，熱網(wǎng)的管理和供熱的調(diào)節(jié)是非常重要的。4在建筑物節(jié)能上我們工作的潛力很大，目前我國單位建筑面積采暖能耗相當于氣候條件相近發(fā)達國家的23倍。2北京和相同國家和地區(qū)的建筑傳熱系數(shù)對比：地區(qū)外墻外窗屋頂北京1.160.824.04.70.80.6瑞典南部0.172.50.12德國柏林0.30.21.50.2美國0.45一0.3

18、22.040.19加拿大0.362.860.40.23日本北海道0.422.330.23俄羅斯0.770.442.750.570.33由此可見，建筑物的節(jié)能潛力很大，根據(jù)國家發(fā)改委的預測，“十一五”期問執(zhí)行建筑節(jié)能50的標準可節(jié)約5000萬噸標準煤。2這是今后一個時期節(jié)能工作的重點。在一個地區(qū)的熱源的配置上，一個合理的配置可能是：垃圾焚燒熱電廠或供熱廠，它所產(chǎn)生的電能和熱能首先被電網(wǎng)和熱網(wǎng)接受；燃煤熱電廠，由于低成本的電能和熱能，是電網(wǎng)和熱網(wǎng)所樂于接受的，是熱網(wǎng)的主力熱源；燃油熱電廠，在供熱供電高峰時才啟動，是熱網(wǎng)的次尖峰熱源；燃氣熱電廠，在供熱供電最高峰時啟動，是熱網(wǎng)的尖峰熱源；燃氣尖峰鍋爐房，在供熱最高峰時啟動，是熱網(wǎng)的尖峰熱源。上述國內(nèi)外大型城市的產(chǎn)熱配置，體現(xiàn)了能源的分級利用和成本控制的原則。垃圾焚燒一方面解決了城市垃圾的處理，另一方面產(chǎn)生了熱能，是被世界各國普遍接受