清潔能源在南方地區集中供熱制冷應用的淺析

邢廣成

摘 要：隨著經濟發展，各類民用和工業用戶的冷、熱需求不斷增加，對供熱制冷輸出形式的要求也變得多樣化。受熱源的制約，集中供熱發展極不均衡，而自建小型供熱制冷設備能源浪費大，對環境污染大。清潔能源的集中供熱制冷應用能很好地解決現有熱源數量過少、輸出熱能形式過于單一、供熱區域受限等問題，且能源利用率高，不造成環境污染。

關鍵詞：清潔能源;供熱制冷;多樣化;無污染

1 背景意義

隨著經濟發展，各類民用和工業用戶的冷、熱需求不斷增加。現有熱源數量過少、輸出熱能形式過于單一，供熱區域受限，大量的工業低品質熱源未得到妥善利用，造成資源浪費，供熱管網供熱能力也不能充分利用。企業自建小鍋爐、居民天然氣壁掛爐、家用小煤爐、電熱設備和分體空調，能源綜合效率較低，是高品位能源的低效率應用，分散小鍋爐供熱造成能源浪費嚴重，自備鍋爐閑置時間較長，大部分設備未得到充分利用，對環境污染嚴重且存在較大的安全隱患。清潔能源的集中供熱制冷應用能很好地解決現有熱源數量過少、輸出熱能形式過于單一、供熱區域受限等問題，且能源利用率高，不造成環境污染。[1]

2 技術方案

集中供熱制冷屬于重要的市政基礎設施，隨著我國綜合國力的增強，清潔能源技術得到了迅猛發展。能源梯級利用、清潔能源多能互補等新技術的研發與應用，為集中供熱制冷的發展打下了堅實的基礎。集中供熱（制冷）以熱電聯產為主，天然氣分布式能源站和工業余熱為輔，地源熱泵、江水源熱泵和生物質燃料鍋爐為補充。供熱制冷方式逐漸多樣化，以對應不同的用熱需求，更有利于集中供熱制冷與清潔能源多能互補的發展。

國家相關政策明確要求，為了節約能源，保護環境，南方地區城市供熱應因地制宜采用多能互補的供熱方式。根據地區資源條件和能源供應狀況，除電廠余熱和工業廢熱外，清潔能源多能互補熱源主要有江水源熱泵、污水源熱泵、天然氣集中能源站等。

清潔能源多能互補熱源具有建設規模小、投資主體明確、周期短、管理靈活方便、便于計量等特點。利用江（河）水蘊含的低位熱能，在濱江（河）地區建設江（河）水源熱泵區域能源站，為濱江地區提供制冷、供熱（供暖和生活熱水）服務，江（河）水源熱泵取水經熱泵系統換熱后可作為景觀、綠化、道路沖洗用水進行循環綜合利用。污水源熱泵通過提取城市污水中蘊含的廢熱實現高效供熱、制冷，在污水處理廠周邊或污水深邃排水處理站附近，建筑冷、熱負荷需求大及需求穩定的區域，優先應用污水源熱泵系統，對周邊區域集中供熱、制冷。天然氣熱電冷三聯供系統是集中小型燃氣輪機、內燃機、余熱鍋爐、吸收式冷、熱水機組、能源綜合控制等高新技術和設備為一體的先進環保型能源利用系統，以“品味對口，梯級利用”為原則，對冷、熱、電分產系統進行集成，是一種科學的用能系統。在建筑冷、熱負荷密度大、建筑熱需求穩定的區域，應該積極發展天然氣冷、熱、電三聯供集中能源系統。

在熱源建設完成的基礎上建設區域供熱制冷系統。在一定區域內的建筑群，由一個或數個能源站集中制取冷水、熱水或蒸汽等冷、熱介質，通過區域管網輸配到各單體建筑內，為熱用戶提供供熱和制冷服務的空調冷、熱源系統。區域供熱制冷系統主要優勢在與有利于節能減排、節約投資、降低使用和維護成本以及提升建筑美感和品質。

在組建區域供熱制冷系統時同步建設微電網。微電網是由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統。微電網是一個可以實現自我控制、保護和管理的自治系統，它作為完整的電力系統，依靠自身的控制及管理供能實現功率平衡控制、系統運行優化、故障檢測與保護、電能質量治理等方面的功能。用微電網實現分布式電源的靈活、高效應用，解決數量龐大、形式多樣的分布式電源并網問題。

3 效益分析

實行集中供熱制冷是解決好群眾最關心最直接最現實利益問題的需要，現階段普通家庭供熱制冷主要依靠住宅電力空調、住宅天然氣壁掛爐等。住宅電力空調按每度0.573元電價（基礎電價），100%供熱效率進行計算，供暖成本為160元/GJ;住宅天然氣壁掛爐按照每立方3.2元氣價（按每年1600立方計算綜合氣價），98%供熱效率進行計算，供暖成本為97.5元/GJ。而集中供熱制冷清潔能源多能互補中的熱電聯產，換熱效率90%左右，按800元/t的標煤成本價格計算，熱電聯產供熱成本僅為30元/GJ;天然氣集中能源站、江水源/污水源等熱泵能源站，換熱效率90%左右，按每度0.428元電價（補貼電價）進行計算，天然氣集中能源站、江水源/污水源等熱泵能源站供熱成本僅為42元/GJ。

實行集中供熱制冷后，至少能為老百姓節省50%以上采暖制冷開支，隨著清潔能源多能互補熱源體系的逐步完善，價格還有進一步下降空間，可以確保老百姓家家用的起、用的上，城市也將生態環保，綠色宜居，全體進入“冬暖夏涼”高質量生活時代。

實行集中供熱制冷是節能減排的需要，實行集中供熱制冷的熱源為熱電廠、天然氣集中能源站、江（河）水源/污水源熱泵能源站，具有節能、環保、經濟的優點。實行集中供熱制冷，不但能滿足產業園區發展，還可提升周邊小區宜居度、推進產城一體化發展，形成節約資源和保護環境的空間格局、產業結構、生產方式、生活方式，實現經濟社會發展和生態環境保護協同共進，為人民群眾創造良好生產生活環境。

參考文獻：

[1]李琰琰，馬媛媛，方媛媛.幾種集中供熱、制冷方式的技術經濟分析[J].區域供熱，2011，（4）：1-3.