近年来,受气候变化影响,中国南方和北方的冬季都严寒难耐,因此到了冬季“南方集中供热”的话题也不断被提起,至今有关南方供热的政策也未见出台。业内提到区域集中供热,还是指对北方地区的冬季供热。受地理、气候条件制约,中国北方冬季严寒漫长,有些北方地区严寒天数可达半年,每到冬季关于“供热”的话题就会迅速遍布北方的每个城镇。虽然上个供暖季已经过去,但供热的话题依然很热。众所周知,除北京及少数省市冬季取暖不再以燃煤为主要能源外,北方地区大部分区域冬季供热还是以燃煤为主要能源,因而作为中国区域供热的痛点——高能耗、高污染、高排放,一直被重视,一直在运用多种方式解决,却一直存在。如何实现清洁供热,中国区域供热行业该如何发展,考验着业界所有人。
我国区域供热效率偏低现象亟待改变
区域供热是以热水或蒸汽作为热媒,由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式,已成为现代化城镇的重要基础设施之一,是城镇公共事业的重要组成部分。据国家统计局年鉴,2011年至2014年全国经营性集中供热面积分别为47.38亿平方米、51.84亿平方米、57.17亿平方米、61.12亿平方米,年均复合增长率为8.86%,区域供热发展迅速。
近些年,在快速发展的道路上,我国区域供热产业也到了一些问题。据《中国建筑能耗研究报告(2017年)》数据显示,2015年中国北方城镇区暖能耗为1.93亿吨标准煤,取暖能耗强度为14.9千克标准煤/平方米。但受能源安全、环境污染等因素影响,我国供热系统整体效率偏低,供热效率亟待提高。
3月27日,由全球领先的区域供热系统解决方案提供商丹佛斯发起并联合国内多家供热公司和哈尔滨工业大学共同编撰并与中国城镇供热协会等共同在北京发布的《中国区域供热白皮书·控制篇》(简称“白皮书”),结合国家统计局2004~2015年中国城市区域供热煤耗及城市区域供热面积统计数据分析强调,提高系统能效、较低污染排放和提高用户供热质量,还需要中国区域供热行业重点关注。
中国政府近年来也在通过各种举措解决北方区域供热能源安全、环境污染、高能耗高排放等问题,如实施“煤改气”、“煤改电”等。这些措施虽然在一定程度上缓解了区域供热的能源安全和高污染,但也出现了新问题。中国实施“煤改气”过程中的气源短缺造成的供热质量偏低;实施“煤改电”的电力成分目前主要由火电——燃煤(热)电厂提供,加剧了火电厂的供电负荷及发电过程中的污染物排放,这对如何保证区域供热能源安全,让热用户都享受充足的热源及能用得起的能源提出了新要求。白皮书指出,保障能源来源、提升可再生能源供电比例是区域供热能源安全的主要环节之一。
此外,供热燃料运输过程中“跑冒滴漏”,燃烧过程中的污染物排放(粉尘、CO2、CO、SO2、NOx),热源对周边热物理环境的污染,以及由于供热系统信息化水平较低,基础数据和运行数据的实时性和准确性偏低,热网和设备年久失修、缺乏正常维护使供热系统安全性、稳定性、先进性缺失,进而导致供热系统运行能耗高、资源浪费严重等问题都给区域供热发展带了不便和不利影响。
鉴于目前我国区域供热的现状和发展趋势,如何维持供热系统和谐发展,扩展热源规模,白皮书给出了要遵循扩大热源规模和降低系统能耗并举的技术路径的建议。区域供热必须着眼于整个供热系统,采用系统思维模式,分析和处理所面临的现实和发展问题,把供热系统的各个环节结合起来,打造真正节能舒适、高效安全的供热体系。丹佛斯供热事业部中国区总裁于泳溟表示,以此来提高供热系统能效和安全性、减少排放,并改善供热舒适性,可助力实现能源行业供给侧改革和绿色可持续发展。
实现清洁供热是区域供热的终极目标
根据2015年出版的《中国建筑节能年底发展研究报告》北方城镇供热节能专题所述,我国建筑实际耗热能量存在局部过热、整体过热、行为损失等问题,使得供热量往往要高于需求热量。同时,白皮书显示,我国有将近60%的北方城镇建筑采用集中供热所浪费的平均热量超过了供热量的30%;三北地区的供热能耗约占全年总能耗的13%;北京冬季供暖年煤耗约占全年总煤耗的20%-23%;单位建筑采暖能耗折合标准煤为20千克/平方米是北欧相同气候条件下建筑采暖能耗的2-3倍,区域供热能耗偏高。因此合理有效地优化利用资源,让区域供热既有质量又节能降耗实现清洁供热,成为中国区域供热的终极目标。
清洁供热作为一项环保与民生的并重的伟大事业,深受各界关注,如何实现清洁供热?北京首创热力服务有限公司顾问李光禄认为,供热最根本的战略是要解决清洁热源问题,没有清洁的热源,区域供热再节能也会造成污染。天津建筑设计院TADI总工程师伍小亭表示,就现在的能源形式而言,其实清洁供热跟能源的关系不大,任何一种能源方式都可以实现清洁供热。比如煤,可以实现清洁燃烧,然后在清洁燃烧的基础上结合热电联产。所以区域供热能否清洁供热关键是如何清洁的应用不同的能源。各方对实现清洁供热观点不一,但无论是使用清洁热源,还是清洁应用各种能源供热,围绕实现清洁供热这个终极目标发展都是区域供热绕不过去的路线。
怎样实现清洁供热目标,让区域供热在实施过程中实现社会效益、经济效益和环境效益的最大化?白皮书借鉴丹麦和世界各地区的能源近百年积累的知识与经验,给出了中国区域供热的系统发展路线图,中国区域供热的总体目标应该实现“三化”和“三零”。三化是指量化、自动化和智慧化;三零是指零过流(循环流量)、零过量(供热量)、零距离(远程控制)。要求区域供热必须建立安全、可靠、稳定、智能的供热系统,在技术上让系统在5~10年内能保持先进性,引领区域供热系统由热源侧推动式向用户侧拉动式的运行模式转变。
“以最小的代价持续满足多用户个性化需求,通过硬件控制系统的设备运行,通过软件了解用户对热量的需求,硬件和软件互相协调,结合每个供热系统的独特性,制定个性化的整体解决方案,保证供热质量、提高能效、节能降耗。”丹佛斯供热事业部中国区资深技术顾问李连众博士表示,区域供热系统是一个完整的系统,降低能耗、保证供热质量,硬件和软件缺一不可。
综合来看,区域供热要想实现清洁供热,智能高效的供热系统必不可少,通过对供热各环节远程监控、自动运行和状态异常预警与应对、系统优化等等,实现热力平衡、供需匹配和精准供热,从源头降低供热系统能耗,才能让区域供热既“暖身心”又“清洁”。
多元化发展走绿色可持续发展之路
目前,供热技术不断革新,供热系统日益完善,大数据及云计算等当代科技成就逐步转化为供热生产力,打造更节能、更环保、更安全、更舒适的区域供热环境,实现清洁供热走绿色可持续发展之路,中国区域供热行业正经历从传统走向现代化,供热系统正在逐步实现从手动到自动、智能、智慧供热的跨越。
但结合中国区域供热的发展现状,要实现区域供热的可持续发展,道远且长。对此,于泳溟认为,“区域供热一定要倡导节能”。从“能源生产与消费革命”战略,到国家和地方的各种“蓝天保卫计划”,再到今年两会上表决通过的宪法修正案以及被写入宪法的环保名词“生态文明”,国家对环境和大气污染治理及节能减排、低碳环保给予了高度重视。《2018年国务院政府工作报告》也明确提出,要推进污染防治,巩固蓝天保卫战成果;继续破除无效供给,坚持用市场化和法制化手段,严格执行环保、质量、安全等法规标准,化解过剩产能、淘汰落后产能,这些都表明,区域供热走可持续发展之路,“节能”是首要任务。
节能可以降低区域供热污染物排放量,大幅度降低区域供热对环境的污染,从而助力区域供热实现可持续发展。因此,在区域供热节能及可持续发展方面,白皮书建议,扩展可再生能源利用比例,降低对化石能源和引进能源的依赖程度,推进多元互补的能源利用结构,满足不同类型用户的能源供应和替代,减少能耗和污染物排放;提高区域供热系统的各种设备和管网的质量及工程建设质量,加强源头控制,建立设备、运行管控和管理的供热系统标准化体系,降低在能源传输、燃烧、换热和散热等过程中各个环节的损失和排放。
“加强供热系统的基础运行数据采集,提高数字化、信息化程度;建设智慧供热平台,通过数据平台强化供热系统运行状态和反馈,通过运行数据的监测,实时进行运行和状态异常预警,提高供热系统各环节运行效率和总体运行效率,降低能耗指标。”白皮书强调,抓住主要矛盾,将热源作为重点,强化热源侧的节能减排工作,通过设计、技术和运行等平衡手段,降低水力和热力失调现象,降低能耗。
在保证可靠供热的前提下,把供热的各个环节结合起来,围绕实现清洁供热的终极目标,提高供热质量和系统能效及降低系统能耗,是区域供热现阶段和未来都必须要做的工作,也是中国实现区域供热可持续发展的必然要求。
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