可再生能源在城市供熱中的應用

陳鎮

【摘 要】當前隨著城市建設的迅速發展，城鎮化步伐的加快，全球化石能源日漸緊缺，能源壓力越來越大，可再生能源得到了廣泛應用。城市供熱供需矛盾日益突出，為緩解供熱供需矛盾，唐山市熱力總公司積極發展可再生能源供熱，扎實推進唐山市城市供熱事業的可持續發展。本文從可再生能源的分類、可再生能源項目開發利用進行介紹。

【關鍵詞】可再生能源發展 分類 利用

1 應用企業概況

唐山市熱力總公司成立于1978年，現為實行企業化管理的公用事業單位，國家大型一檔企業，集中供熱總建筑面積達3195萬平方米，管網總長度931公里，熱力站455座。主要承擔路北區、路南區、豐潤區、開平區、高新技術開發區共253個居民小區、335015戶居民、8354個公建單位的供熱保障任務。形成了以供熱為主，供熱工程設計與施工、供熱產品制造以及能源服務為輔的多元化經營格局。為突破熱源與資金兩大制約發展的瓶頸，唐山熱力實施集中供熱與新能源供熱并重，推進城市供熱“雙輪驅動”，突出企業的全面、協調、可持續，多領域、全方位發展，扎實推進唐山市城市供熱事業的可持續發展。

2 供熱基本現狀

唐山市熱力總公司以電廠集中供熱為主，區域性鍋爐房和多種清潔可再生能源供熱為有效補充的多熱源供熱系統，并已形成“大環網”多熱源聯網運行模式。但隨著城市建設的迅速發展，城鎮化步伐的加快，我市供熱供需矛盾日益突出，供需差額日漸增大。

3 本地可再生能源的分類

目前，全球近90%的一次能源消費依賴石油、天然氣、煤炭三大化石型能源，我國約70%的一次能源供應依賴污染環境較為嚴重的煤炭，因此，能源結構急需調整優化。以新技術和新材料為基礎，使傳統的可再生能源得到現代化的開發利用，用取之不盡、用之不竭的可再生能源來不斷取代資源有限、對環境有污染的化石能源。而開發利用清潔的可再生能源可以從根本上解決資源短缺和環境影響雙重矛盾具有非常重要的戰略意義和廣闊的發展前景。可再生能源只要分為太陽能、風能、海洋能、生物質能等。

唐山的可再生能源資源豐富，具體主要體現在以下幾個方面：

（1）電廠、企業自備電廠的冷卻循環水：唐山市現有國內較大的大唐國際市區、豐潤電廠和華潤電廠等數座大型發電廠，另有唐鋼自備電廠，其冷卻循環水是應用熱泵系統的優質低位熱源。（2）大型工業企業的工業余熱：唐山市是全國著名的重工業城市，擁有唐鋼集團、冀東水泥等數家國有大型工業企業，其廢熱、工業余熱儲量巨大，也是應用熱泵系統的優質低位熱源。（3）中水/污水：唐山市區擁有人口約307萬，城市規模較大，建筑物密集，擁有大量的中水、污水可以利用，現有3座污水處理廠及市中心區主干污水渠完善，中水管網初具規模。適宜在污水干渠附近應用污水源熱泵系統供熱、制冷。（4）土壤：根據《河北省淺層地能區劃》，唐山市的水文地質情況完全適宜土壤源熱泵系統應用。（5）太陽能：唐山市太陽輻射資源比較豐富，年平均太陽輻射量為5.15×105J/cm2。年平均日照時數為2684.5h。

4 唐山市可再生能源利用項目的發展

近年來，隨著城市建設對供熱需求呈現大幅度增長，面對已經出現用熱需求矛盾，唐山市熱力總公司確定了以 “集中供熱與新能源供熱（制冷） 雙輪驅動并駕發展的戰略”，大力推進可再生能源供熱的發展。2009年以來，唐山熱力總公司積極配合政府主管部門，代擬了《唐山市關于熱泵系統建設和使用暫行辦法》（征求意見稿）、《唐山市地源熱泵市場準入標準》等行業規范性文件（草稿），完成了應用熱泵技術利用可再生能源增加唐山市供熱能力以及熱泵技術應用與發展統一規劃。2010年7月經唐山市住建局、國資委等部門審核批準，由唐山市熱力總公司注冊成立了獨資子公司“唐山華燁熱力可再生能源有限公司”，進一步加強可再生能源的探索研究和開發利用，并同步跟進對我市可再生能源項目統籌管理，標志著唐山熱力可再生能源供熱開發利用又掀開嶄新一頁。

5 可再生能源的利用

公司根據地域和建筑的不同，積極推進了工業余熱、中水、土壤源、太陽能等可再生能源項目的開發利用，截至2013年6月，可再生能源供熱（制冷）簽約項目已突破800萬平米，為唐山熱力可再生能源開發利用工作做出了突出的貢獻。

5.1 溴化鋰吸收式熱泵系統

如圖1所示：

圖1 豐潤美景溴化鋰吸收式熱泵供暖系統示意圖

該項目作為2009年在可再生能源示范項目，成功完成了利用溴化鋰吸收式熱泵機組提取熱力大網回水實現供熱的豐潤美景小區等，實現供熱面積30萬平方米。

5.2 中水及回水再利用

2010年公司惠民園小區51萬平米中水熱泵供熱項目和豐潤帝景豪庭5萬平米的回水再利用項目已投入運行。

5.3 工業余熱再利用

唐鋼工業余熱利用項目：總供熱面積可達350萬平米，其中一期工程供熱面積100萬平米，在2012年—2013年度采暖期已經投入供熱運行。唐山電廠300萬平米余熱利用項目。利用電廠機組檢修機會，電廠進行擴建供熱改造，并于2013年及2014年擴建供熱設備系統及系統內加裝熱泵，系統供熱能力達到300萬平米。

5.4 太陽能的利用

太陽能補充供熱（制冷）科研項目：萬科紅郡太陽能補充供熱項目總建筑面積17萬平方米，是獨體小多層建筑，結合實際情況，通過2012年試驗和數據分析，2013年該項目的熱泵機組安裝完成并投入了供熱運行。

5.5 地下熱源的利用

金岸紅堡地源供熱（制冷）工程項目中，采用地源熱泵形式，目前該項目供熱服務框架協議已經簽定，項目正在有條不紊的實施。

5.6 沼氣的利用

李昭莊沼氣項目：利用秸稈制造沼氣，供熱能力可達到50萬平米，目前正在完成前期的沼氣池施工。

5.7 多種方式的配合利用

新華文化廣場回水再利用項目中，根據唐山新華文化廣場的地理位置情況，采用集中供熱回水、污水、太陽能輔助形式滿足新華文化廣場25萬平米不同功能建筑的需求。回水管網的施工已完成，項目進度將隨開發商項目進展情況逐步推進。

隨著本市可再生能源項目的開發利用，可再生能源項目實際供熱面積及簽約面積已實現逐年增長，2013年度兩項數據已是2009年度的15.2倍及15.5倍。

6 結語

隨著經濟社會的發展，能源供需矛盾和環境問題壓力將會進一步顯現，能源結構也將面臨重大挑戰。在此大環境下，可再生能源取之不盡、用之不竭的特性決定了其在未來能源格局中的重要地位，全球各國均把清潔能源作為自身能源變革的重要發展方向。近10年來，我國把大力開發利用新能源及可再生能源作為優化我國能源結構、保障我國能源安全的戰略新高點。國家也出臺了《中華人民共和國可再生能源法》，在法律層面和政策上給與規范。可再生能源的開發和利用，對促進地區、國家乃至全球的節能、減排、環境保護等方面的意義重大，值得我們不斷深入研究和探討。

參考文獻：

[1] 王長貴.新能源和可再生能源的含義、特點及種類[J].陽光能源，2004（5）.

[2] 余寅，唐宏德，郭家寶.中國可再生能源發展前景分析[J].華東電力，2009（8）.

[3] 徐中堂.我國城市集中供熱在創新中發展[J].區域供熱，2014（2）.