通過熱電協(xié)同，優(yōu)化電、熱、燃氣構(gòu)成的能源系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)北方地區(qū)清潔取暖
黨的十九大報告強調(diào)堅持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展，提出“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效、生活富裕”的總要求。今年的《政府工作報告》指出，推動農(nóng)村各項事業(yè)全面發(fā)展，改善供水、供電、信息等基礎(chǔ)設(shè)施。對于北方農(nóng)村來說，實現(xiàn)清潔取暖，已成為廣大農(nóng)民對美好生活的重要訴求。
隨著我國城鎮(zhèn)化的飛速進展，北方城市建筑冬季供暖有了顯著改善。城市供暖的主要問題已經(jīng)從20年前的室溫低、高投訴、熱費上繳率低等民生問題，轉(zhuǎn)變成為目前的室內(nèi)過熱、高能耗和降低污染物排放等面向生態(tài)文明發(fā)展的新問題。而對北方農(nóng)村來說，冬季室內(nèi)取暖卻逐漸顯現(xiàn)出多方面問題：盡管戶均耗煤量已超過城市居民水平，但冬季室內(nèi)溫度大多在10—16℃之間，不足以滿足室內(nèi)舒適性的基本要求；大量散煤低效燃燒導(dǎo)致冬季室內(nèi)外空氣質(zhì)量惡化，并且還成為形成冬季北方大面積PM2.5的污染源之一。
北方農(nóng)村實現(xiàn)清潔取暖，有助于大幅度降低冬季供暖燃燒形成的PM2.5相關(guān)污染物的排放，從而改善北方冬季霧霾現(xiàn)象，并降低北方地區(qū)的化石能源消耗總量和碳排放總量。具體而言，需要通過熱電協(xié)同，優(yōu)化電、熱、燃氣構(gòu)成的能源系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)清潔取暖。
我國目前70%的電力還是由燃煤火力發(fā)電產(chǎn)生，熱電轉(zhuǎn)換效率不足40%，這就表明約60%的能源在這兩次轉(zhuǎn)換中白白浪費掉。應(yīng)該怎樣高效地把電力轉(zhuǎn)換為熱量呢？我國目前已有成熟的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，比如熱電聯(lián)產(chǎn)、地源熱泵、空氣源熱泵、低品位余熱和生物質(zhì)等，以及利用生物質(zhì)能直接燃燒供熱或制取生物質(zhì)燃氣作為供熱熱源，這在生物質(zhì)資源豐富的內(nèi)蒙古、東北三省等地區(qū)也有很多成功案例。那么，怎樣選擇和組合上述方式，才能實現(xiàn)清潔和經(jīng)濟的供暖，并且實現(xiàn)熱電協(xié)同，緩解目前冬季的“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象呢？這又取決于被供暖建筑的密集程度。可簡單地把北方地區(qū)分為高密集度的城鎮(zhèn)建筑和低密集度的鄉(xiāng)村建筑兩類。
對高密集度的城鎮(zhèn)建筑來說，我國北方地區(qū)中等以上城市都已建成較完善的集中供熱管網(wǎng)，80%以上的建筑都可以與城市集中供熱管網(wǎng)連接。這就使得這些地區(qū)可以充分利用目前的熱電廠資源，通過熱電聯(lián)產(chǎn)改造，為建筑提供熱量。對于建筑密集度低的北方廣大農(nóng)村，集中供熱網(wǎng)的投資高，運行效率低，因此應(yīng)發(fā)展分散的供熱方式。除了個別利用工業(yè)余熱和生物質(zhì)能的供熱外，最現(xiàn)實的、高效的和可操作的方式就是分散的空氣源熱泵方式，這也是北京郊區(qū)經(jīng)過多次反復(fù)后，最終作為清潔取暖方式而大量推廣的主導(dǎo)方式。
在農(nóng)村大規(guī)模采用這種方式運行，可以使安裝在農(nóng)村的空氣源熱泵成為電力峰谷差調(diào)節(jié)裝置，在實現(xiàn)農(nóng)村清潔取暖，改善生活狀況的同時，為破解電力系統(tǒng)的難題、緩解“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象找到一條新的途徑。由于參與電力削峰填谷，農(nóng)民也可以獲得低價電費的回報，從而為減輕清潔取暖改造的經(jīng)濟壓力找到一條新的出路。
（作者單位：清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心）
《 人民日報 》（ 2018年03月26日 05 版）
