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何繼江:太陽能+電模式未來有望成清潔取暖主流
日期:2022-12-01   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:yutianyang_tsj 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
太陽能+電模式未來有望成清潔取暖主流

——專訪清華大學(xué)社會科學(xué)學(xué)院能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心常務(wù)副主任何繼江

韓繼園

(中能傳媒能源安全新戰(zhàn)略研究院)

清潔供暖關(guān)系到廣大人民群眾的生產(chǎn)生活,是重大的民生工程、民心工程,是促進減污降碳,改善大氣質(zhì)量環(huán)境,實現(xiàn)碳達峰、碳中和任務(wù)的重要措施之一。在政策的大力推動下,我國北方清潔取暖工作取得了顯著成效,據(jù)統(tǒng)計,截至2021年底,我國北方地區(qū)清潔取暖面積約156億平方米,清潔取暖率達73.6%,替代散煤1.5億噸以上。目前,我國清潔供暖還存在哪些問題?出現(xiàn)了哪些新情況、新技術(shù)?未來我國清潔供暖的前景如何?帶著這些問題,筆者專訪了清華大學(xué)社會科學(xué)學(xué)院能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心常務(wù)副主任何繼江。

清潔供暖中太陽能+電的組合更有可持續(xù)性

《能源決策參考》:您如何看待清潔供暖?不同清潔供暖方式各有哪些利弊?

何繼江:清潔供暖的定義,范圍大的定義包括天然氣供暖,而更嚴格的定義則不包括天然氣,這之間有顯著的差別。天然氣供暖比煤炭有很多優(yōu)勢,煙塵少,排放二氧化硫更少,因為天然氣含硫量很低。但是我不主張把天然氣供暖放在清潔供暖之列,原因有三:第一,天然氣供暖仍有碳排放,它的碳排放大概是煤炭的58%,所以它并不低碳。第二,天然氣燃燒會產(chǎn)生氮氧化物,氮氧化物也是一種污染物,在PM2.5當中,氮氧化物是其中的一個重要來源。第三,天然氣供暖存在安全問題,如果天然氣管道在鋪設(shè)的過程中質(zhì)量出現(xiàn)問題,泄露和爆炸的風(fēng)險始終存在。所以我不想把天然氣供熱放在清潔供暖里面,或者說它只是一個階段性的產(chǎn)品。從長期來看,天然氣供暖比重還要進一步降低。我在歐洲考察時曾做過仔細比較,發(fā)現(xiàn)以荷蘭國境線為標志,荷蘭的PM2.5顯著高于德國、法國,其中天然氣的利用是一個重要原因,天然氣在荷蘭能源系統(tǒng)中的比重幾乎占到60%。

從供暖的角度來看,太陽能在我國的應(yīng)用比例一直較低,因為冬天太陽能相對較差,洗澡的熱水還勉強,若給房間供熱要弱一些。但實際上這方面并不存在太多技術(shù)障礙,只是需要一個比較大的儲熱水箱。在歐洲的家庭我遇到很多容量500千克的儲熱水箱,甚至一噸重的水箱,這樣就有一個大的儲熱設(shè)施來調(diào)節(jié)太陽能的余缺。

地?zé)嵊匈Y源的局限性,比如河南和河北保定的雄縣等地,地?zé)豳Y源較好,地?zé)峁┡急群芨?,但不是每個地方都有地?zé)豳Y源,它的資源局限性很明顯。

生物質(zhì)碳排放較低,在農(nóng)村取用材料也比較方便,缺點是有顆粒物的排放,也正因如此,生物質(zhì)曾被生態(tài)環(huán)境部列為高污染燃料,現(xiàn)在雖然把它從高污染燃料清單中去掉了,但在很多地方生物質(zhì)燃料受到政策限制。目前,我們可以通過供熱鍋爐技術(shù)改造大幅度減少顆粒物排放。好的生物質(zhì)爐子,剛剛開始燃燒的時候,顆粒物會多一點,之后顆粒物就很低了。

在核能供暖方面,典型的有山東海陽核電站,用余熱供暖,效果很好,但其局限性更明顯,目前有核電站的地方很少。

綜合比較,我認為更有可持續(xù)發(fā)展空間的是太陽能+電供熱的組合方式。

各地應(yīng)根據(jù)自身特點選擇適合的供暖路線

《能源決策參考》:不同地區(qū)的清潔供暖方式是否存在差異?城市和農(nóng)村的清潔供暖是否也存在較大不同?

何繼江:是的,一個是資源稟賦問題,有什么資源就利用什么資源。此外,對技術(shù)路線的選擇與地方政府的財政政策、財政能力也是相關(guān)的。比如,很多地方在淘汰燃煤爐子。有的地方是改成燒生物質(zhì)的爐子,政府送爐子或者補貼爐子;而北京是用空氣源熱泵替代煤爐,政府補貼費用會高很多。

我國城市主要是集中供暖系統(tǒng),以燃煤電廠和燃煤鍋爐為主,同時還有工業(yè)余熱,如鋼鐵廠、水泥廠等的余熱,對于人口密集的城市,工業(yè)余熱的熱源非常合適。

我國農(nóng)村地區(qū)集中供暖有較大的困難,可以做一些清潔供暖的村級小熱網(wǎng),另一種是各戶獨立供暖。獨立供暖中,生物質(zhì)取暖爐可以扮演重要的角色,另一個重要的角色是空氣源熱泵,有單戶的熱泵,也有中型或大型的熱泵,可為一個村莊或一個園區(qū)提供供熱系統(tǒng)。

電供暖將成為主流技術(shù)路線


《能源決策參考》:我國的清潔供暖出現(xiàn)了哪些新情況、新技術(shù)?未來前景如何?

何繼江:從新情況、新技術(shù)角度講,我認為,對全社會而言,電供暖將成為主流技術(shù)路線,特別是在建筑節(jié)能技術(shù)普遍推廣的狀況下。

電供暖又分兩個方向,一個是熱泵方向,一個是電直熱方向。熱泵產(chǎn)熱效率比較高,用1份電可以產(chǎn)出3份甚至5份熱量,所以這個技術(shù)非常好。但是熱泵供暖也有一些局限性,如對超低溫、極寒天氣適應(yīng)性較差。比如在低于零下5攝氏度的時候,熱泵就可能開始結(jié)霜,不同廠家的設(shè)備差異就會顯現(xiàn)出來,有些廠家的設(shè)備適應(yīng)性較好,有些設(shè)備則不太理想,這樣就會出現(xiàn)一些麻煩,故障率上升。氣溫進一步降低的話,熱泵的能效會越來越差。此外,熱泵的一次性投資比較大,對很多的農(nóng)村百姓來講,接受有困難。在北京這樣有大規(guī)模補貼的情況下能夠接受,在百姓經(jīng)濟收入較低、地方財政不寬裕的地方就很難接受。此外,熱泵噪音比較大,還要占用一定的空間,包括室內(nèi)和室外。

第二種技術(shù)就是電直熱技術(shù),有優(yōu)點也有缺點。缺點如熱轉(zhuǎn)換效率沒有熱泵高,熱轉(zhuǎn)換效率最高接近百分之百,不像熱泵可以產(chǎn)生3到5倍的熱量。它也有自身的優(yōu)點,只要有電的地方就能供熱,布局靈活。在電直熱技術(shù)方面,依托清華大學(xué)優(yōu)勢學(xué)科,中熵科技研發(fā)出新型半導(dǎo)體制熱材料,可生產(chǎn)出低溫輻射電熱膜,裸模厚度大概只有0.07毫米,透明材質(zhì),不占用空間,安裝布置簡單靈活,還可做成地暖。其熱轉(zhuǎn)換效率可達到99.45%,發(fā)熱方式是類似太陽的光波輻射,體感更溫暖。還搭配了一套智能數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),可分區(qū)設(shè)置不同供熱標準。在間歇性供熱方面非常節(jié)能,可即開即熱。

目前我們還在嘗試在鄉(xiāng)村用光伏供電,并解決供暖問題。我們在一個鄉(xiāng)村兩層樓的民宿200平米宅基地建光伏發(fā)電,第一解決日常照明問題、電氣化的問題,第二解決電供暖問題,第三解決電炊事問題,第四解決電交通問題。通過光伏實現(xiàn)一個家庭的零碳排放。

清潔供暖政策鼓勵應(yīng)集成推進

《能源決策參考》:在清潔供暖方面還面臨哪些問題和困難?您有何意見建議?

何繼江:我們現(xiàn)在的難點之一就是節(jié)能做得不好,浪費了大量的能源。對此,我們可以用溫控來解決這個問題,通過智能管理的方法來提高節(jié)能水平,也可以提高供暖的體驗。

在清潔供暖方面,政府的決心很大,老百姓也得到了實惠。很多村莊看不到煙了,環(huán)境更好。但目前看,針對清潔取暖,單項政策較多,建議政策鼓勵能集成推進,如建筑保溫、供暖設(shè)施、光伏發(fā)電等協(xié)調(diào)推進。另外單項措施里面往往有非常強的產(chǎn)品技術(shù)路線綁定,比如只推熱泵,到具體產(chǎn)品上,甚至指定品牌,這不利于市場競爭和技術(shù)進步,也容易產(chǎn)生一些腐敗問題和質(zhì)量問題等。

建議把農(nóng)村的清潔供暖與建筑節(jié)能改造和光伏建設(shè)結(jié)合在一起,給予農(nóng)村光伏發(fā)電光伏供暖更多支持。農(nóng)村用光伏發(fā)電,白天的時候光伏發(fā)的電大部分自己消化掉,晚上用電網(wǎng)的電,電網(wǎng)給予一定的優(yōu)惠政策。白天多出的電又可以上網(wǎng)賣出,這樣電量基本平衡。同時大幅減輕了老百姓的負擔(dān)。建議對農(nóng)村光伏建設(shè)提供優(yōu)惠的金融政策。以前是送熱泵或者送爐子,現(xiàn)在可以把光伏建設(shè)、建筑保溫和電氣化供暖等打包在一起,給予貸款優(yōu)惠或者補貼,這樣就可以解決農(nóng)村可持續(xù)的清潔供暖問題。

《能源決策參考》:國外在清潔供暖方面有什么我們可以借鑒的經(jīng)驗嗎?

何繼江:在供暖方面,國外的節(jié)能意識很強。比如國外用的燃氣壁掛爐都是冷凝式的,而且必須要冷凝式的,歐洲現(xiàn)在禁止售賣非冷凝式的燃氣壁掛爐,冷凝與非冷凝之間大概差10%的能源消耗。

歐洲在供暖方面很強調(diào)多能互補,如熱泵+太陽能、生物質(zhì)+太陽能、生物質(zhì)+電等,多種能源組合。此外他們供暖的用戶體驗特別細致,不同功能的房間溫度都有區(qū)別,如衛(wèi)生間最熱,其次是臥室,再次是客廳,廚房溫度最低,實際上這也體現(xiàn)了節(jié)能。相比之下,我們的供暖用暖就比較粗放,供暖效果用戶體驗差距也很大。

原標題:何繼江:太陽能+電模式未來有望成清潔取暖主流
 
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來源:中能傳媒研究院
 
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