北方地区清洁采暖方案的编制方法

北方地区清洁采暖方案的编制方法

张少鹏 1 姜京明 2

1中冶西北工程技术有限公司 包头 014010；

2华能内蒙古电力热力销售有限公司 呼和浩特 010020

摘要：本文简述了各类清洁取暖的技术路线，分析了各类技术路线的特点，提出了编制方案应遵循的思路，并详细论述了方案的编制方法，为编制各级别政府的实施方案提供了的参考依据。

关键词：清洁能源；采暖；规划；编制方法；

0 引言

近年来，国家发改委、能源局要求各地方政府在总结本地区现有可再生能源清洁取暖工作基础上，积极组织编制本省、市各级别的清洁取暖实施方案。但编制清洁采暖的实施方案属于新兴的咨询业务，没有可遵循的范例。本文结合清洁采暖技术和北方地区采暖的特点，提出了一套完整的北方地区清洁采暖实施方案的编制方法。

1 清洁取暖的技术路线简述

清洁取暖是指利用天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热、清洁化燃煤（超低排放）、核能等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式。

1.1 清洁燃煤取暖

清洁燃煤集中供暖是对燃煤热电联产、 燃煤锅炉房实施超低排放改造后，通过热网系统向用户供暖的方式。清洁燃煤集中取暖是我国最主要的取暖方式，具有供热面积大、覆盖范围广、经济性好等优势。

燃煤作为我国集中供热的主要能源，热电联产集中供热作为煤炭清洁高效利用一种方式，由于其能源综合利用效率高，供热成本相对较低，是城镇集中供热的主要发展和提倡的方式。

1.2 天然气取暖

天然气供暖是以天然气为燃料，使用脱氮改造后的燃气锅炉等集中式供暖设施，或壁挂炉等分散式供暖设施，向用户供暖的方式，天然气取暖方式包括燃气-蒸汽联合循环热电联产、分布式燃机、燃气锅炉、燃气壁挂炉、燃气直燃机等，具有燃烧效率较高、基本不排放烟尘和二氧化硫的优势。

1.3 电能取暖

电供暖是利用电力，使用电锅炉等集中式供暖设施或发热电缆、电热膜、蓄热电暖器等分散式电供暖设施，以及各类电驱动热泵，向用户供暖的方式，布置和运行方式灵活，有利于提高电能占终端能源消费的比重。蓄热式电锅炉还可以配合电网调峰，促进可再生能源消纳。

在城市集中取暖未覆盖的居民小区、农村新型社区等具备二次供热管网的区域优先推广热泵、蓄热式电锅炉等集中式电采暖技术；在建筑物保温措施达标的农村散户居民优先推广蓄热式电暖器、分户式空气源热泵等分散式电采暖技术。

1.4 生物质取暖

生物质能清洁供暖是指利用各类生物质原料，及其加工转化形成的固体、气体、液体燃料，在专用设备中清洁燃烧供暖的方式。 主要包括生物质热电联产、生物质固体燃料为原料的生物质锅炉、生物质颗粒燃烧机、生物质水暖锅炉和沼气等。

1.5 太阳能取暖

太阳能取暖是将分散的太阳能通过集热器把太阳能转换成方便使用的热水，通过热水输送到发热末端提供房间采暖的系统。太阳能供暖主要配合其他稳定性好的清洁供暖方式向用户供暖，以辅助供暖形式存在，配合其它供暖方式使用，

1.6 工业余废热取暖

工业余热供暖是回收工业企业生产过程中产生的余热或废热，经余热利用装置换热提质，向用户供暖的方式，是一种经济、优质的供热能源。工业余热需要通过换热装置或热泵等方式间接利用为主，主要采用直接供热或吸收式热泵热回收技术供热。

1.7 多能互补取暖

利用大型能源综合基地的风能、太阳能、水能、煤炭以及天然气等资源的综合优势，来推进风、光、水、火储能互补系统建设与运行。经常体现为太阳能、热泵跟常规能源系统的补充。例如太阳能受天气影响较大，不均匀性较高，因此不宜作为分散热源取暖使用，可与热泵、燃气壁挂炉等结合，共同解决冬季供热问题。

2 清洁采暖方案的总体思路

坚持按国家部委要求“集中供热为主、区域供热为辅、分散供热为补充，宜气则气、宜电则电、多能互补”的同时，考虑大气污染防治紧迫性、经济承受能力、工作推进难度等因素，按照“城区集中化、农村多元化、全面清洁化”的总体思路，分城区、县城和城市近郊、农村地区三个层次全面推进清洁取暖。

城区：优先发展集中供热，集中供热暂时难以覆盖的城区，加快实施气代煤或电代煤。

县城和城市近郊：参照城区模式，构建以集中供热为主、分散气或电取暖为辅的基本格局。

农村地区：因地制宜采用集中供热延伸覆盖，优先利用工业余热、地热、生物质、太阳能、空气能等多元清洁能源替代，积极推进气代煤或电代煤。

在总体思路的要求下，结合各地能源消费结构、地理位置、用能需求、居民采暖习惯和收入水平等特点,采用集中和分散相结合的方式,因地制宣选择符合实际的供暖模式。积极推进城市集中供热管网向乡镇延伸,靠近城市周边的村镇及农村新型社区,可优先接入城市集中供热管网供暖;靠近工业园区的村镇及农村新型社区,可优先利用周边工业企业生产余(废)热供暖,一般农村地区宜以户为单位分散取暖，减少管网建设,降低热损耗。

3 清洁采暖方案的编制方法

3.1 污染源调查

对具体的城市实地踏勘，逐一摸排采暖的污染源，结合使用卫星地图，对污染源重点单位如散煤燃烧区域进行标定与分析。

首先，通过卫星地图的区域划分，分析城区大气污染源的核心原因。重点研究城中村散煤燃烧与城市近郊散煤燃烧。其次、摸底消费侧的建筑类型、采暖面积、使用场景、保温效果，如酒店、学校、住宅、场馆等。不同的使用场景适用不同的清洁能源。还要实地了解不同类型的消费侧不使用清洁取暖的原因，如价格因素导致居民不接受，或是基础设施未配套，一些清洁取暖方式无法采用。

3.2 热源及三网的调查

热源的调查以城市规划的控制红线为界，向外扩展40公里（此距离是大型热电联产经济效益的平衡点）。在此区域内，调查可供利用的热电厂、工业余热（钢铁、水泥、化工等）、污水厂、光伏、风电等。了解热源可以提供的供热量、热能品位、冬夏季是否有波动等。如果是低品位热能，可以考虑利用热泵技术将低品位热能提升加以利用。同时还要结合城市的能源规划，分析近期、远期是否还有可利用的能源。

三网的调查需要摸清现有及规划的热网设施;现有及规划的次高压、高压燃气管线、门站(调压站)等设施;现有及规划的供电高压走廊及变电站等。

3.3 各类清洁采暖方式的投资回报分析

以每万平米为基准，分析对比不同能源方式的单位能耗及基础投资。根据建筑类型、使用场景不同，计算一个完整采暖季的运行费用。特别需要注意，酒店、学校、场馆等采暖时间不同于居民住宅，需要使用采暖季比较运行费用，不可以采用天或小时等作为时间跨度。

除了基准尺度上，在供热长距离输送上，需要比较10、20、30、40公里尺度上，对应的采暖规模及投资收益，具体确定合适可利用的热源。

3.4 将能源消费测与供给侧的匹配

时间尺度上，将各种能源的负荷与城市目前需求、近期需求、远期需求匹配。分析当下各热源能否满足

地理尺度上，将各种能源的覆盖区域与城市现状、近期规划，远期规划做匹配。将城市工业园区的发展与能源的供给结合起来，比如将工业蒸汽与采暖需求结合，形成园区的自给自用。

3.5 三网配套规划

配套热网规划。根据集中供热热源覆盖的区域范围结合热负荷发展需求,合理规划布局供热管网,按照统筹安排、分步实施的原则,做到兼顾利用现有管网资源。供暖管网原则上采用热水管网供热系统。

燃气管网规划。根据区域及周边既有的燃气管网及设施的布局,结合规划实施后的“煤改气”的用气量规模和分布,分析气源保障性,合理进行燃气管网及站点的规划。

电网扩容改造规划。根据区域既有电网及配电设施的布局,结合规划实施后的“煤改电”的用电量规模和分布，分析电网保障性,合理进行电网及配电设施的改造规划。

4 结束语 按照本文的编制方法，根据调查情况和基础设施配套情况、单位能耗、单位投资、使用场景等，逐一确定各区域的采暖方式。并根据分析匹配结果，结合城市棚改、拆建等，可以从实际角度出发，针对不同地区编制出适宜的、切实可行的清洁采暖实施方案。