零售產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳強(qiáng)度影響研究

周家莉　左琳琳

摘要：隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源環(huán)境之間的矛盾日益突出，我國的零售產(chǎn)業(yè)隨著工業(yè)化大潮也在不斷發(fā)展，因?yàn)榄h(huán)境的愈發(fā)惡劣，零售產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整。探究低碳零售產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，達(dá)到零售產(chǎn)業(yè)低碳化的目的，對于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)尤為重要。文章就零售產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對碳強(qiáng)度的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：零售產(chǎn)業(yè)；結(jié)構(gòu)調(diào)整；碳強(qiáng)度；能源環(huán)境；低碳化；低碳經(jīng)濟(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：F206 文章編號：1009-2374（2016）15-0081-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.038

1 概述

當(dāng)今社會，常規(guī)化石能源日漸短缺，而在總能耗中，民用采暖耗能比例逐年增長。地?zé)嶙鳛橐环N無污染、可再生的清潔能源，與煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)的化石能源相比，具備數(shù)量巨大、可再生、低碳、環(huán)保、就地取用等優(yōu)勢。同時地?zé)豳Y源的開發(fā)也符合國家的節(jié)能減排政策。2013年初，國家能源局、財政部、國土部和住建部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的指導(dǎo)意見》，更增大了對地?zé)崮苓@一新能源的開發(fā)利用的政策支持。

勝利油田所處區(qū)域存在豐富的地?zé)崴Y源，地?zé)崴疁囟容^高，具有較好的利用價值。早在2002年，勝利油田就開始在其外圍區(qū)域采取地?zé)峁岬男问健ｋS著我國環(huán)保問題的加劇，以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的地?zé)峁嵝问皆絹碓降玫絿液图瘓F(tuán)公司的重視和認(rèn)可。勝利油田擁有豐富的地?zé)豳Y源，在地?zé)崂梅矫婢哂刑烊坏膬?yōu)勢，在技術(shù)允許的條件下，合理地選擇地?zé)峁岱绞?，不僅有利于能源的可持續(xù)性利用、環(huán)境的保護(hù)，同時還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低供熱成本。

本文就勝利油田采取地?zé)峁嵝问降慕?jīng)濟(jì)性做一下簡要的分析。

2 地?zé)峁岬闹饕问?/p>

地?zé)峁岢Ｒ姷墓嵝问接腥N：純地?zé)崴畵Q熱供熱、地?zé)崴畵Q熱+壓縮式熱泵供熱、地?zé)崴畵Q熱+吸收式熱泵供熱。

2.1 純地?zé)崴畵Q熱供熱

圖1為純地?zé)崴畵Q熱供熱系統(tǒng)流程圖：從開采井出來的70℃的高溫水，經(jīng)過汽水分離器和旋流除砂器的處理后，進(jìn)入換熱器與二級網(wǎng)熱水換熱。換熱后溫度降至38℃，經(jīng)過回注泵加壓后注入回注井中。二級網(wǎng)熱水（采暖熱水）經(jīng)過換熱后，溫度由35℃升高至45℃，為熱用戶供熱。

此種供熱方式的換熱量與開采井出水量、出水溫度和二級網(wǎng)供回水溫度密切相關(guān)。參考勝利油田目前在用的地?zé)峋畢?shù)，假設(shè)新建開采井出水量為66m3/h，出水溫度取70℃，排水溫度取38℃。經(jīng)計算，單井換熱供熱量為2.46MW，單個新建小區(qū)若熱負(fù)荷需求在2.46MW的情況下，采用純地?zé)崴苯訐Q熱的方式就可以滿足供熱需求。

2.2 地?zé)崴畵Q熱+壓縮式熱泵供熱

圖2為地?zé)崴畵Q熱+壓縮式熱泵供熱系統(tǒng)流程圖：當(dāng)開采井供熱能力大于供熱單元的熱負(fù)荷需求時，地?zé)崴?jīng)過換熱器與二級網(wǎng)熱水直接換熱，從換熱器出來的地?zé)崴恢苯幼⑷牖刈⒕?；?dāng)開采井供熱能力小于供熱單元的熱負(fù)荷需求時，地?zé)崴紫冉?jīng)過換熱器與二級網(wǎng)熱水直接換熱，換熱后的地?zé)崴疁囟冉档椭?8℃，然后經(jīng)過壓縮式熱泵，將熱量傳遞給二級網(wǎng)熱水，地?zé)崴罱K降至18℃左右回注至地層。通過板換換熱的二級網(wǎng)熱水和經(jīng)過熱泵換熱的二級網(wǎng)熱水匯集在一起，進(jìn)入熱用戶為熱用戶供暖。壓縮式熱泵的性能系數(shù)較高，一般在4～6之間。

2.3 地?zé)崴畵Q熱+吸收式熱泵供熱

圖3為地?zé)崴畵Q熱+吸收式熱泵供熱系統(tǒng)流程圖。此種供熱形式與地?zé)崴畵Q熱+壓縮式熱泵供熱形式相似，不同之處在于，這里采用的是第一類吸收式熱泵進(jìn)行供熱能力的補(bǔ)充。第一類吸收式熱泵的性能系數(shù)大于1，一般為1.5～2，并需要采用集中供熱的一級網(wǎng)熱水作為吸收式熱泵的驅(qū)動熱源。

3 地?zé)峁岬慕?jīng)濟(jì)性分析

3.1 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

上述供熱方式的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要包括工程的初投資以及運(yùn)行費(fèi)用。設(shè)備的初投資是一次性費(fèi)用，主要包括設(shè)備費(fèi)、材料費(fèi)、安裝費(fèi)、土建投資費(fèi)及其他相關(guān)費(fèi)用等。運(yùn)行費(fèi)用則是長時期的消耗，主要包括水耗、電耗、燃料消耗、工作人員工資費(fèi)用、日常維修管理費(fèi)用以及設(shè)備折舊費(fèi)等。

3.2 模型的建立和參數(shù)的選取

對于勝利油田規(guī)劃新建的小區(qū)，在技術(shù)條件允許的情況下，每個小區(qū)都可以采用以上3種地?zé)峁崮Ｊ?。為此建立一個模型，比較以上地?zé)峁岱绞皆诟鳠嶝?fù)荷條件下的優(yōu)劣，并根據(jù)此模型，為新建小區(qū)選取一種較為合理的供熱方式，降低供熱成本。在模型建立過程中，地?zé)峋畢?shù)參考油田在用地?zé)峋畢?shù)，并忽略幾種供熱模式下相同或基本相同的投資及費(fèi)用。

3.2.1 模型擬忽略的投資及費(fèi)用。

第一，供熱系統(tǒng)中的二級網(wǎng)部分。

第二，人工成本。

3.2.2 模型建立參數(shù)的選取。

第一，熱用戶參數(shù)：采暖供回水溫度：45℃/35℃。

第二，地?zé)峋畢?shù)：出水流量：66m3/h；出水溫度：70℃；井深：1920m；鉆完井費(fèi)用：2100元/m；采灌比：1∶2（每口生產(chǎn)井相應(yīng)設(shè)置兩口回灌井）；回注壓力：1.5MPa（參照東營區(qū)域已投產(chǎn)地?zé)嵴镜幕刈⑶闆r）；地?zé)崴鏊M(jìn)行除砂處理和汽水分離（本模型中考慮對每口生產(chǎn)井均設(shè)置除砂器和汽水分離器）。

第三，驅(qū)動熱源參數(shù)：以燃煤鍋爐房作為吸收式熱泵的驅(qū)動熱源，地?zé)嵴救肟跓醿r取77.11元/GJ（該熱價指計入鍋爐房及一級網(wǎng)成本后，所折算的地?zé)嵴镜娜肟隍?qū)動熱源的成本）；一級網(wǎng)供水溫度（計算換熱器用）：110℃。

第四，折舊費(fèi)：采用直線折舊法，折舊年限14年，殘值率3%。

第五，維修費(fèi)：按總投資的2%。

第六，壓縮式熱泵COP值按5計算，吸收式熱泵COP值按1.7計算。

第七，一級管網(wǎng)長度按1km計（一級管網(wǎng)指利用鍋爐房集中供熱作為補(bǔ)充熱源或者驅(qū)動熱源時由鍋爐房引至地?zé)嵴镜墓芫€）。

第八，年供量計算。年供熱量的計算采用矩形+三角形模型來計算。一個供熱單元的熱負(fù)荷需求是隨著室外溫度的降低而增加的，在冬季供暖初期和末期，供熱負(fù)荷僅占設(shè)計熱負(fù)荷的40%左右，隨著室外溫度的降低，供熱負(fù)荷增加，在冬季最冷時期，供熱單元的熱負(fù)荷需求達(dá)到最大值，即設(shè)計熱負(fù)荷。在這個過程中，如果設(shè)計熱負(fù)荷高于單口生產(chǎn)井的供熱能力，則在熱負(fù)荷需求超過生產(chǎn)井的供熱能力時，需要新上地?zé)峋蛘唛_啟熱泵對供熱能力進(jìn)行補(bǔ)充。為了簡化計算，地?zé)釗Q熱、熱泵供熱的年供熱量以及驅(qū)動熱源的年耗量這里采用圖4中的矩形+三角形的模型來計算，圖中的其他熱源即是指新上地?zé)峋蛘邿岜谩?/p>

3.3 經(jīng)濟(jì)性分析

參照上述模型和參數(shù)，各種地?zé)峁嵝问降臒醿r與熱負(fù)荷關(guān)系如圖5所示：

根據(jù)圖5可知：

3.3.1 地?zé)釗Q熱供熱成本最高，尤其是熱負(fù)荷在2MW以下的情況時，隨著熱負(fù)荷的減小，供熱成本迅速增加，1MW時成本高達(dá)187元/GJ，這是由于地?zé)峋跬顿Y過高造成的。隨著熱負(fù)荷的增加，供熱成本迅速下降，在達(dá)到生產(chǎn)井最大供熱能力2.46MW時，供熱成本降低至82元，這種情況下運(yùn)行是比較經(jīng)濟(jì)的。隨著熱負(fù)荷的進(jìn)一步增加，單口生產(chǎn)井無法滿足供熱需求，需新建生產(chǎn)井，初投資的增加使得運(yùn)行成本再次升高至155元/GJ。從圖5中可以看出，隨著熱負(fù)荷的增加，在達(dá)到設(shè)計熱負(fù)荷的情況下，供熱成本隨著生產(chǎn)井?dāng)?shù)量的增加是增加的趨勢，這是由于地?zé)峁芫€的投資隨著生產(chǎn)井?dāng)?shù)量的增加所占投資比重不斷增加所造成的。

3.3.2 地?zé)釗Q熱+壓縮式熱泵：采用地?zé)釗Q熱+壓縮式熱泵的供熱形式，供熱熱價較地?zé)釗Q熱+集中供熱的形式有所降低。在熱負(fù)荷低于單口生產(chǎn)井供熱能力的情況下，只需地?zé)嶂苯訐Q熱即可。當(dāng)熱負(fù)荷超過單口生產(chǎn)井供熱能力時，開啟壓縮式熱泵進(jìn)行補(bǔ)充，當(dāng)熱負(fù)荷超過熱泵的補(bǔ)充能力后，需新上地?zé)峋?。此種供熱形式熱價穩(wěn)定在80元/GJ。

3.3.3 地?zé)釗Q熱+吸收式熱泵：采用地?zé)釗Q熱+吸收式熱泵的供熱形式，供熱熱價在三種地?zé)峁嵝问街凶畹汀Ｅc地?zé)釗Q熱+壓縮式熱泵供熱形式類似，在熱負(fù)荷超過單口生產(chǎn)井供熱能力的情況下，需開啟吸收式熱泵進(jìn)行補(bǔ)充，當(dāng)熱負(fù)荷超過熱泵的補(bǔ)充能力后，需新上地?zé)峋４朔N供熱形式熱價穩(wěn)定在70元/GJ。

4 結(jié)語

（1）采用地?zé)釗Q熱的形式經(jīng)濟(jì)效益最差，供熱成本高于90元/GJ。對于熱負(fù)荷需求低于2MW的供熱單元，在有區(qū)域鍋爐房或者熱電聯(lián)供等可用熱源的情況下，不推薦采用地?zé)峁幔唬?）地?zé)釗Q熱+壓縮式熱泵的供熱形式較地?zé)釗Q熱的供熱形式，供熱成本有所降低，但是此種供熱形式需要消耗大量的電能，在供熱區(qū)域無其他熱源但電力供應(yīng)可以得以保障的情況下，可以采用此種供熱形式；（3）地?zé)釗Q熱+吸收式熱泵的供熱形式在地?zé)峁嶂械慕?jīng)濟(jì)效益最好。在驅(qū)動熱源得以保障的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用此種供熱形式。

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建筑工業(yè)出版社，2009.

作者簡介：閆丹丹（1985-），女，河南開封人，中石化石油工程設(shè)計有限公司助理工程師，碩士，研究方向：動力工程及工程熱物理。

（責(zé)任編輯：王 波）