细数几种可再生能源供暖方式 你最看好哪种
发布者:dxh | 来源:CHPLAZA清洁供热网 | 0评论 | 469查看 | 2018-08-21 17:55:58    
CHPLAZA清洁供热网报道:可再生能源供热具有清洁无污染以及可持续等特点,并能够从源头上减少煤炭消费量,尤其可减少散煤使用,从而减少颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放,并有效预防大气污染。

近年来,国家力推清洁取暖,可再生能源替代散煤得到了政策支持,加之2017年气荒的出现为可再生能源供热提供了施展身手的空间。在此形势下,各类可再生能源供热的受重视程度正在进一步提升。

目前常见的可再生能源供暖方式主要有以下几种。

1)太阳能供暖

太阳能供暖是在清洁能源供暖中脱颖而出的技术,其收集利用太阳辐射能并转化为热能、电能用于供暖。虽然较其他类型供暖前期投资大,但具有低运行成本、绝对无污染等优势,在广大的农村住房、学校、卫生院、养老院、公共设施、农业生产设施等领域都有着巨大且长远的市场前景。

太阳能供暖大规模应用的主要方式有两种:太阳能光伏供暖和太阳能光热供暖。常见太阳能供暖系统主要由热量提供部分(集热器和辅助热源)、储热蓄热部分、热量使用部分(采暖末端设备)与控制部分这四个部分组成。

图:兰州大成屋顶菲涅耳太阳能供暖系统

随着近几年北方农村清洁供暖的实践,太阳能采暖技术进步明显,各地都出现了较为成功的案例。加上进入今年以来,多地政策利好,太阳能采暖将得到进一步大规模的推广。不久前印发的《河北省2018年冬季清洁取暖工作方案》就指出,河北省预计投资286.6亿元完成180.2万户清洁取暖,其中”光伏光热+”供暖将投资3.4亿元。

2)地热供暖

地热是源于地球内部核裂变产生的一种能量。这种热量渗出地表,从而产生地热资源。

我国地热资源十分丰富,地热资源总量占世界的7.9%,可采储量相当于4626.5亿吨标准煤。据国土资源部中国地质调查局统计,截至目前,我国337个主要城市浅层地热能可开采资源量折合标准煤7亿吨,相当于全国用于供暖制冷总能源消耗的60%以上;可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米,相当于现状总面积的2倍以上。

图:康定和园中深层地热能无干扰清洁供热项目施工现场

可再生能源供热体系中,地热是非常有竞争力的能源。地热的优势表现在资源量大,分布广泛,取之不尽用之不竭。相对于其他可再生能源受季节、气候等因素制约的供应特点,地热最大的特点是供应稳定。从产业实践方面看,无论是国际社会还是国内,无论是中深层还是浅层地热供暖都有成功的应用和实践案例。中国石化在河北雄县创建的地热供暖“雄县模式”就以清洁、安全、环保为品牌闻名国内外。目前雄县模式正在有计划地向大中城市和农村推广。

3)生物质供暖

生物质能是一种优质的清洁能源,以生物质成型燃料为例,其燃烧烟气中对环境与人体有害的气体含量非常少,固体排放物全是灰,约占总重的0.4%~7%。

相比于煤炭燃烧排放出大量的二氧化硫和氮氧化物等有害气体,固体排放物为占总量25%~40%的灰、碱和残煤混合物,生物质成型燃料确实干净了许多。如果采用专用锅炉,仅需要适当除尘,生物质成型燃料就可达到燃气锅炉的排放标准。

我国生物质能资源丰富、分布广泛,初步估算每年大概产生约15亿吨,其中可以规模化利用的占50%左右,有7~8亿吨/年,如果按2吨生物质资源折合1吨煤炭计算,合理利用这些生物质能每年可以替代煤炭4亿吨左右。

图:吉林扶余顺泰生物质热电联产工程项目效果图

2014年新的环保排放标准实施后,燃煤正逐步退出分布式供热市场,生物质成为供热市场最便宜的燃料品种,因而获得爆发式增长的机会。虽然期间由于一些以生物质供热之名实际燃用燃煤让生物质供热产业背了“黑锅”,但行业的代表性企业已经实现的“接近燃煤价格,接近天然气排放”为生物质供热大发展打开了大门。

4)风能供暖

用风电电力替代燃煤锅炉为城市供热,可以增加地区用电负荷,提高风电本地消纳能力,减轻电网外送压力,尤其是在夜间电力负荷低谷时段的风电电力用于城市供热,从需求侧入手,降低了电网对风电调峰和消纳的难度,对风电持续发展具有重要的意义。


风电供暖的优势体现在以下方面:第一,可以解决燃煤供暖所带来的污染问题;第二,风电采暖能提高供暖效率:风电供暖不需要运输和燃烧煤炭,使运行管理更加便利,风电供暖与正常供暖时间吻合;第三,风电采暖可以解决风电的弃风问题。

目前,风电供暖已运用和研究的方法主要有以下几种供暖方法:离网型风电机组独立供暖方法、风电互补性供暖方法、风光互补性供暖方法、风电、光电及电网互补变功率蓄能供暖方法、风电和燃气联合循环机组供暖方法。

图:呼伦贝尔首个风电供暖项目施工现场

5)核能供暖

核能供热不是一个新概念,其发展历史可追溯至上世纪60年代至70年代。放眼全球,使用核能供热并非新鲜事。国际上关于核能供热领域的研究与应用开展较早,国外大型反应堆用于城市区域供暖在技术层面已经非常成熟。

据了解,核能供热有两种方式,一种为低温核供热,即单个模块供热能力在200MW左右,与400万平米供热面积、10万人口规模的城市或县镇相对应。另一种是核电热电联产,单台1100Mwe机组供热能力超过2000MW,供热面积逾5000万平米,对应125万人口规模的城市。

在我国持续推进清洁供暖的大形势下,核能供热经济优势明显。根据公开的池式供热堆相关成本数据,供热热价为40元/GJ,与燃煤供暖锅炉热价相当。尤其近年来,随着反应堆自然循环及远距离输热技术的发展,核能供热的安全性已大幅提高。在生态效益方面,一台400兆瓦的核能供热站每年可替代接近30万吨燃煤,减少烟尘排放超过3174吨,灰渣可达9.7万吨。

图:中国首个小型核能供暖示范项目效果图

国家发改委能源研究所相关报告显示,我国可再生能源供热“量大面广,市场巨大”,2017年我国可再生能源供热利用量为7484万吨标准煤,其中太阳能达到5734万吨标准煤,地热达到1250万吨标准煤,生物质能500万吨标准煤。

在实际情况中,某一种可再生能源可能很难满足热用户端的供热需求。在这种情况下,科学利用各种可再生资源供热技术之间的耦合,统筹天然气、电力、地热、生物质等能源供给方式,形成多能互补的清洁供热系统,从而最大化地提高供热系统的稳定性、清洁性并降低系统供热成本,将会成为未来供热领域的一个主流发展方向。
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