工业余热供暖今后四年的商海走向何方,海南财富公司股份有限公司

区域能源系统可以提高一个城市的能源供给弹性,降低能源价格,促进能源安全,并最终助力经济的绿色转型。从长远来看,建设区域能源系统是划算的。

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来自世界自然基金会的报告显示,我们目前消耗了1.6个地球所能供给的资源,这说明,我们正在透支自然生态系统。尤其是在能源方面,传统的能源供给方式显然是不可持续的。解决之道,唯有从改变当前对能源资源的消耗模式入手。对于中国等仍处于发展中阶段的经济体来说,最重要的是提高资源和能源的利用效率。特别是优化城市的能源利用,来自国际能源署的调查表明,城市能耗占到了全球总能耗的70%。而且随着城镇化的不断发展,越来越多的人向城市移居,城市能源需求还在不断增加。

当前,我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差,生态环境压力大的主要问题,节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容,是解决我国能源问题的根本途径,处于优先发展的地位。实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。

中国国务院在2016年11月份发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》,也重点关注到了城市节能减排问题,提出要“优化城市功能和空间布局,科学划定城市开发边界,探索集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化模式”。

在我国,工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%,主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30%左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外,工业余热利用率低,能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因,我国能源利用率仅为33%左右,比发达国家低约10%,至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。

提高城市能效的途径有很多,比如降低家电设备能耗、开展建筑节能、提高车辆燃料能效等。其中,建立区域能源系统,优化配置城市里的各种高、低品位能源,达到提高能源利用效率的目的,是一个值得尝试的节能途径。2016年,中国国家发改委和国家能源局出台了有关政策文件,支持余热利用和多能互补的能源集成优化系统,本质上与区域能源系统的概念是一致的。

余热供暖具有较好的可行性

高对高,低对低

据了解,提高工业部门的能效、减少集中供暖过程的化石能源消耗,已经成为我国当前节能减排和治理大气污染的重点任务。工业部门排放的低品位余热不能为其自身所用,但却可以解决集中供暖热源紧缺、化石能源消耗过大的问题。我国工业余热资源丰富,广泛存在于工业各行业生产过程中,余热资源约占其燃料消耗总量的17%——67%,其中可回收率达60%
,余热利用率提升空间大,节能潜力巨大。

所谓区域能源系统,是指根据某一区域内的能源结构和能源禀赋,优化配置传统化石能源与各种新能源,同时结合余热利用、热泵、储能等先进技术,充分利用高、低品位能源,为城市终端用户提供冷、热、电产品,以实现节能减排目标的一套能源解决方案。它超越了冷热电联产概念,要在整个城市范围内建立一个能源网络,同时整合垃圾焚烧、污水处理等多种市政服务设施以及可再生能源多点入网系统,用多种能源协同互补地生产热、冷、电、家庭热水等。它是从能源需求侧发出,将不同用途的能源需求进行量化,匹配到其周围最适合的能源供给,与传统的能源供应系统具有极大的区别。

根据浓度、热值等不同,工业余热可分为高、中、低三个品味。目前,前两者多用于回收发电,利用效率较高;低品位余热却因自身难利用,常被作为“废热”排掉。北方地区电力、钢铁、水泥、石化等行业的余热资源,均可回收用于供暖,且“成本远低于燃煤和天然气供暖,在经济和技术上均具有较好的可行性”。

通俗地讲,就是用高品位的能源满足高品位的能源需求,用低品位能源满足低品位的能源需求。在城市生活中,能源一般被用于做饭、照明、家电、热水、供暖、供冷等,这些用途对能源供给的要求是不同的,与之相对应,能源也有品位高低之分。化石能源或核能的温度高、机械效能转换率高,属于高品位能源,适合于驱动机械设备,如果用来供暖或供冷,从某种程度上来说属于浪费资源。供热和供冷,完全可以采用低品味能源,比如回收后的工业余热或发电厂余热,以及地下土壤、地下水和污水余热,还有江河湖泊中的天然冷源,将某些地方产生的没有价值或价值很低的热量,转化为其他地方高附加值的热量。

以全国首个使用低品位工业余热供暖的河北迁西项目为例,通过从10公里外的两个钢铁厂引热,替代原有7台40吨燃煤锅炉,满足了420万平方米供热,实现当地集中供暖“无煤化”。在煤炭减量替代、二氧化碳减排的同时,项目还为钢厂节约了一大笔余热处理资金。“变废为宝”出售后,钢厂更可从中获得收益。

银河国际app下载注册,在城市能源消费中,供热、供冷及家庭热水供应占比很大,占建筑能耗的一半左右,随着夏季高温天气持续增加和空调的普及,这一比例还在上升。如果能够使用余热、新能源等低品位能源解决这部分能源供给问题,可以从整体上减少城市的能源消费量。

南方:余热兼顾区域供热供冷

近年来,区域能源系统作为一个成熟的能源解决方案,在全球越来越多的城市中获得了应用。在瑞典的城市区域供热系统中,石油使用份额已经从1980年的90%下降到了2014年的10%以下。法国巴黎正在采用塞纳河河水供冷,与离散的供冷系统相比,可以减少50%的二氧化碳排放。中国也有类似的尝试,在辽宁省鞍山市,利用鞍钢的余热供给当地热网,每年可减少120万吨的煤炭使用量。据初步测算,中国北方地区供暖季产生的工业余热量与这些地区的城市供热量大体相当,如果能够利用区域能源系统进行供暖能源替代,具有很大的能效提升潜力。

而近几年,随着人们对舒适性要求的提高,南方供暖呼声也越来越高,在夏热冬冷地区急需探求一个能够两者兼顾的解决方案。推进利用余热进行区域供热供冷就是一个两者兼顾的解决方案。在苏州的月亮湾、绍兴迪荡新城CBD、长兴总部经济园区、绍兴万昌小区等居民住宅、工业园区、办公楼已经通过余热供冷供暖,并取得了很好的效果。通过对南方地区利用余热进行区域性供热供冷的应用及经济性分析,证明了具有余热条件的新区采用区域供热供冷的方式是经济可行的。

付出大于回报

南方地区住宅与商业建筑、公共建筑比较,相似点是同样有制冷、采暖的需求,差异在于使用时段、使用时间、使用率。所以对于住宅不应仅局限于满足采暖需求,而应具有前瞻性地将满足制冷、采暖需求整体考虑。在达到一定入住率、使用率的条件下,区域集中供冷供热将比自行配置分体空调、油汀、地暖更节能、更经济、舒适性更高。同时在一个区域内,商业建筑、公共建筑与住宅在制冷、采暖的时间和使用上又有着较好的互补性。因此,将既有的区域供冷供热原理、技术、模式应用于有余热的新区是经济可行的。

区域能源系统有很多优势,但对于目前的大部分城市来说,实施起来有很大的挑战。因为建立区域能源系统,需要将其纳入整体的城市规划当中。地方政府要更加详细地了解当下及未来一段时间内城市各街区、建筑物的能源需求、能源资产的分布情况及分配结构。到具体实施阶段,障碍也不少,比如存在着很多影响区域能源系统大规模推广的价格和市场壁垒;缺乏完善的基础设施和土地利用规划,以及建筑能效等级划分、标识的标准;区域能源系统需要量化能源需求,但很多数据隐藏在建筑物的电力消耗中,难以计量,目前中国北方城镇有110亿平方米的区域供热面积,但只有8.05亿平方米采用了符合条件的计量方式。

余热供暖的经济性

短期内投入过大,是很多城市踌躇不前的原因所在。不过从长远来讲,建设区域能源系统是划算的。

从宏观层面余热信息的收集、统计,到微观层面的取热、整合、输配送及系统运行调节等,“牵一发而动全身”。“要做好余热供暖,热源、热网、热用户及政府等各方须统筹协调,整体推进优化。

首先来说,区域能源系统的应用,可为提高一个城市的能源供给弹性,降低能源价格,为燃料短缺地区的城市居民提供更为廉价的多种能源供应。比如对供冷需求较大的城市,该系统可显著地减少空调对电力的需求强度,降低电力的尖峰负荷;更廉价的供热费用,能让更多的人有能力利用集中供热系统,改善生活条件与生活品质。

包括石家庄市、唐山市、银川市等多省市正在紧锣密鼓地推进工业余热供暖,事实上,在全国的范围之内,工业余热供暖,已经形成了3000亿元的产业。业内估计,未来五年之中的市场年增长率会达到30%。换句话说,无论从环保节能,还是项目运营、产业开发,工业余热供暖将是一个极具潜力的产业。

其次,区域能源系统对于提高能源安全也具有价值。在国家层面,它可以通过减少一次能源使用量,降低对进口燃料的依赖。在城市层面,它可以降低对电力基础设施安全可靠性的需求压力,当发生突发性停电事故时,区域能源系统配备的储能系统可以作为应急措施,为医院等重要公共设施继续供热、供冷,维持其基本设备的正常运转。

清华大学建筑节能中心教授付林表示,包括余热、地热、空气源热泵等热源在内,运行时都要靠电能等常规能源驱动,实现同样供热及节能效果的前提下,余热所需成本最低。“即使暂无大力度补贴,与气、电供暖相比,余热也具备经济性。”

再次,除了降低能源消费成本,区域能源系统还具有其他的经济效益。一是减少针对高峰负荷容量设计建设的基础设施,达到节约成本的目的;二是对于当地政府而言,可以通过持有区域能源系统所有权获得大量股息,同时减少垃圾处理成本,一方面增加财政收入,另一方面降低财政支出;三是区域能源系统的设计施工、设备制造、操作维护都需要大量人力参与,从而创造出就业机会,并最终实现经济的绿色转型。在挪威的卑尔根市,电力企业支持区域供热项目的主要原因就在于它可以降低电网维护成本,同时能够提供额外利润,创造了1300多个全职就业岗位。在加拿大的多伦多市,利用抽取湖水作为冷源的区域供冷模式,降低了90%的制冷用电量,该市每年由此减少了8900万美元的支出,可用于支持开发其他的可持续基础设施。

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