唐山市農村地區冬季取暖方式的探討

唐山市新能源技術推廣站 劉宗昆

唐山市農村地區冬季取暖方式的探討

唐山市新能源技術推廣站 劉宗昆

隨著大氣污染防治工作的開展，農村地區散煤污染問題日益受到關注。采用清潔取暖方式替代農戶傳統落后的取暖方式，是解決當前農村地區散煤污染、提高農民生活質量的重要措施。文章以唐山市農村地區農戶采暖情況為例，對比分析各類取暖方式的適用性，探討適宜農民的清潔取暖方式。

農戶；冬季；清潔；取暖

隨著農村生產生活方式的改變，農民生活水平的不斷提高，農民對提升生活質量的訴求日益迫切。加之大氣污染防治工作持續深入，治理霧霾力度不斷加大，傳統取暖方式污染較大，農村地區落后的冬季取暖方式已不能滿足當前的社會需求。農村是中國的根，也是中國未來的希望和生態文明的希 望[1]。因 此 ，清 潔 、經 濟 、高 效 的 取 暖 方 式 是 治 理 農村地區散煤污染、建設美麗鄉村、滿足農戶冬季取暖需求、提升農戶生活質量的必然選擇。唐山市從2014 年起實施了農村能源清潔開發利用工程，通過推廣清潔燃燒爐具，生物質成型燃料、潔凈型煤，因地制宜開展煤改電、煤改氣、煤改太陽能、煤改地熱、建筑節能等模式建設，逐步實現農村散煤壓減替代。經過三年的實施，成果顯著，其中清潔燃燒爐具推廣數量 就 已 達到 37萬臺，每年可節省燃煤18.5 萬噸。

1 唐山市農村地區冬季取暖現狀

唐山市位于渤海灣中心地帶，居燕山南麓，河北省東部，地勢北高南低，自西、西北向東及東南趨向平緩，直至沿海。北部和東北部多山，中部為燕山山前平原，南部和西部為濱海鹽堿地和洼地草泊。唐山屬暖溫帶半濕潤季風氣候，呈現出明顯的大陸性氣候特征。全年日照 2600～2900 小時，年平均氣溫 12.5℃，極端氣溫最高 32.9℃，最低 -14.8℃。

農村地區人多地廣，農戶居住分散，大部分農戶習慣燒炕取暖，豐南區、玉田縣等靠近天津市的部分農戶習慣使用通煙囪爐燒暖氣取暖。據不完全統計，全市約有農戶 146.41 萬戶，其中非燃煤用戶約有 42.19 萬戶，燃煤用戶約有 104.22 萬戶。從表 1 中可以看出，唐山市農村冬季取暖以燃煤為主，太陽能、電能等其他取暖方式為輔。由此可見，農村地區燃煤用戶占多數，轉變取暖以燃燒散煤為主的現狀，開發使用清潔能源進行取暖是當前需要解決的問題。

表1 唐山市農村地區冬季取暖情況 （萬戶）

2 清潔取暖方式

清潔取暖的清潔能源利用包括煤炭清潔利用和原煤替代兩種模式：原煤替代是指通過使用生物質成型燃料、沼氣、天然氣、太陽能、電能、地熱能等清潔能源，將農村農戶每年使用的原煤替換下來，達到減少高硫散煤的使用量，減少有害氣體、粉塵排放，減少大氣污染的目的；煤炭清潔利用是指利用清潔型煤代替原煤的一種利用方式，煤粉經過加工，加入節能減排增效劑，燃燒實現清潔排放，滿足農戶取暖需求。

2.1 生物質成型燃料替代模式

此模式是農戶以生物質壓塊為燃料進行冬季取暖代替原煤的一種方式，生物質成型燃料是將秸稈、菌棒、花生殼、木屑、林業三剩物等生物質，經過一定的溫度和機械壓力作用，利用固化成型設備擠壓制成棒型、塊型、顆粒型等燃料，集中利用，從而改善生物質原有性能，提高熱效率[2]。每噸生物質成型燃料可替代燃煤 0.75 噸，同時變廢為寶，減少秸稈、木屑等廢棄物野外焚燒。

2.2 煤改電模式

用戶安裝電暖氣、電鍋爐、空調等采暖設備向室內供暖的一種方式，除常規使用以上方式外，還可采取新型碳纖維電熱供暖技術、相變儲能技術、空氣源熱泵供暖系統，具有操作方便、無污染、易計量等特點。其中碳纖維電熱供暖技術是用高等級碳纖維長絲為發熱元件，整套系統埋設在地板下，由碳纖維電熱線、溫控器及電線等材料構成。相變儲能技術是利用材料在相變時吸收或放出熱量來實現儲能和釋能的目的[3]。空氣源熱泵直供地暖系統類似空調，通過消耗少量電能，提取空氣中的熱量，達到室內供暖的目的，此系統最大優點是冷暖雙供。

2.3 煤改太陽能模式

利用太陽能采暖，主要包括太陽能集熱系統（含管路、儲水罐等）、熱能補償系統（清潔燃燒爐具）、隔熱保溫節能系統、室內散熱系統、自動控制系統、防雷系統等單元。以水作為介質在太陽能集熱器中吸收太陽能的熱量被加熱，熱水在太陽能集熱器和用戶的散熱器之間進行循環，在光照不足或陰雨天輔助使用爐具加熱循環水達到供熱要求[4]。特點是操作簡單、自動控制、節能環保、安全實用。

2.4 煤改地熱模式

該模式為使用水源熱泵技術，利用地下熱資源供暖的一種方式。水源熱泵工作原理是通過輸入少量高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移，可分為地源熱泵和水循環熱泵[5]。該模式具有舒適度好、干凈衛生、效益顯著等優點。

2.5 煤改氣模式

將天然氣、輕烴氣、沼氣等可燃氣體通過管道輸送至戶用壁掛爐或鍋爐，燃燒產生熱能加熱循環水，供居民采暖。此模式的特點是設備安裝簡便，操作簡單。

2.6 煤炭清潔利用模式

該模式是指通過使用潔凈型煤替代散煤，配套使用清潔燃燒爐具，達到節能減排的目的。清潔燃燒爐具有熱效率高、節能環保的優點，可以使用潔凈型煤、生物質成型燃料等燃料，每戶一個取暖季大約可節省燃煤 0.5 噸，節煤和減排效果明顯。

2.7 建筑節能

建筑節能是指通過采取合理的建筑設計和選用符合節能要求的墻體材料、屋面隔熱材料、門窗、空調等措施，達到節能降耗的目的。目前我國農村建筑多為低層建筑，體形系數大、外墻和屋頂未采取保溫措施、窗戶密閉性和熱工性能差以及供暖設備簡陋低效等因素導致農村建筑能耗高[6]。統計數據表明，建筑能耗占我國能源總消耗量的比例超過 30%，而農村建筑能耗則占 建 筑 能 耗 的 39%[7]。 因 此 ，農戶建造住房時均應考慮建筑節能效果，減少不必要的能耗。

3 各類取暖方式對比分析

各類清潔采暖方式在成本、適用性、效果等方面各有不同，以 1 戶 100 平方米農戶住宅每個取暖季運行情況為例進行分析，從表2中可以看出各類模式前期投入和運行費用不一，煤改電、煤改氣、煤改太陽能、煤改地熱等模式投入費用較大，對于大部分農戶來說負擔較重，同時煤改電、煤改氣等模式需要建設完備的配套基礎設施（電網、燃氣管網等）。目前來看，清潔燃燒爐具配套使用潔凈型煤和生物質成型燃料是最簡單、符合農戶取暖習慣、比較容易接受的清潔取暖方式。

表2 各類模式對比分析

4 結論

綜上所述，實現農戶清潔取暖受到多方面因素的制約，主要有建設運行成本高、基礎設施不完備、農戶取暖習慣等因素。因此，建議國家加大宣傳力度，引導農戶使用更加清潔、高效的取暖方式。同時制定政策，完善補貼機制（如對取暖用電、用氣價格進行補貼），在對農戶建設清潔取暖項目進行補貼的同時，對使用過程進行補貼，避免改造后農戶用不起的現象發生。并且加快供電、供氣管網建設，完善配套設施，為農戶使用清潔能源提供保障。清潔燃燒爐具配套使用潔凈型煤和生物質成型燃料，是實現農村散煤壓減替代的方式之一，農戶容易接受，推廣起來相對容易，見效快，節能減排效果明顯。因此，目前應以清潔燃燒爐具配套使用潔凈型煤和生物質成型燃料作為過渡階段，隨著政策不斷完善、基礎設施建設完備、農戶取暖習慣轉變，宜氣則氣，宜電則電，逐步提高太陽能、電、氣、地熱等清潔能源的覆蓋率，實現農戶冬季清潔取暖。

[1]樊雅麗.新型城鎮化過程中農村生態文明建設研究[J].中國沼氣,2015,33（4）：91-95.

[2]馬君,馬興元,劉琪.生物質能源的利用與研究進展[J].安徽農業科學,2012,40（4）：2202-2206.

[3]王元,劉曉光,楊俊杰,廖雄,安曉科,王海芳.相變儲 能 技 術 的 研 究 進 展 與 應[J].煤 氣 與 電 力,2010,30（9）：10-12.

[4]雷潔蘭.太陽能供暖系統在建筑中的應用[J].太原城市職業技術學院學報,2008（12）.

[5]閆壘.水源熱泵在冬季供暖中的應用[J].民營科技,2013（5）.

[6]鄒瑜,宋波,劉晶.對國家標準《農村居住建筑節能設計標準》的解讀[J].暖通空調,2013,43（5）：77-81.

[7]BaoJieHe,LiYang,MiaoYe.Buildingenergy efficiency in China rural areas：Situation,drawbacks, challenges,corresponding measures and policies[J]. SustainableCitiesandSociety,2014,11:7-15.