城市供熱形式與能源結構

摘 要：結合我國的能源結構情況和能源結構變化趨勢，本文對我國城市供熱的幾種常見形式及其這些供熱形式的能源利用率、經濟性和適用性進行了分析，旨在為切實提高我國城市供熱水平和提高能源利用效率提供有益借鑒。

關鍵詞：城市供熱；形式；能源；結構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.053

0 引 言

在城市供熱過程中，我國最常用的是煤炭這種能源，這與我國是一個以煤炭為主要能源的大國有直接關系。除了煤炭，電力能源也被廣泛應用于城市供熱中。我國雖然具有較高的總發電量，但由于人口總量大，人均用電量遠遠低于世界人均水平，且電力應用過程中存在著鮮明的特點，主要表現在高峰時段電量不滿足需要，低谷時段電量大量結余，我國大多數城市時常出現用電高峰時段電量不夠的現象。再有可利用的能源就是天然氣，隨著我國西氣東輸工程的穩步推進，天然氣在我國能源總量中所占的比重正在顯著提升。隨著新能源開發力度的加大，地（水）源熱泵等也被應用于城市供熱之中，且廣受廣大居民歡迎。然而近年來，隨著大氣污染防治形勢日益嚴峻，冬季我國北方城市在利用燃煤鍋爐取暖時排放的有害氣體和粉塵是主要的空氣污染物，為了有效防治污染，燃燒鍋爐進行供熱已經遠遠不能適應新形勢的要求，利用熱電聯產和天然氣這類低污染、高清潔的能源就成為了城市供熱主要的形式。現就上述幾種供熱形式的能源利用效率、是否具有經濟性和普遍適用性加以深入分析。

1 幾種常見的供熱形式能源利用率分析

眾所周知，在上述幾種能源中，只有電力是二次能源，其他均為一次能源，因此，我們通過對比他們的單位供熱量與消耗的能源量的比值來評價能源利用率。

首先，熱電聯產，它具有較高的能源轉換效率，通常達到70%-90%，是幾種供熱形式中能源利用率最高的。在熱電廠中，高品位的熱能進行發電，滿足城市供電需求，而低品位的熱能則滿足城市供熱的需求。

其次是燃煤鍋爐供熱形式，它的能源利用率能夠達到68%，僅次于熱電聯產，近年來隨著供熱鍋爐容量的增大其熱效率也在逐年增加。

再次是電力供熱，由于我國北方多地均有火力發電廠，絕大多數電力均取自火電廠，一次能源煤炭變成電能的效率只有0.3左右，即使電鍋爐的效率達到95%以上，電力供熱的一次能源效率也只有0.25左右，因此用電供熱的一次能源效率是極低的[1]。

最后是天然氣供熱。天然氣作為清潔環保的燃料，目前均價在每方2元左右，這個價格核算到標煤后，天然氣的能源利用率相對于燃煤鍋爐較低。

綜上我們不難看出，上述幾種供熱形式中，能源利用率最高的當屬熱電聯產，其次是燃煤鍋爐、天然氣，最低的為電力供熱。對于我國北方而言，一般有4-5個月的供暖期，在如此長時間的供熱過程中，我們必須充分考慮能源利用率，既要看到熱電聯產和燃煤鍋爐較高的能源利用效率，又要認識到燃煤鍋爐供熱對大氣污染造成的影響，要在煤炭資源的清潔利用上下功夫，努力達到高效、環保的要求。天然氣作為高效清潔的能源，目前比較稀缺，應當提高其利用效率，盡可能用于大中城市的民用及炊事，并在此基礎上重點城市發展一定規模的分散式的小型供熱系統[2]。

2 發展前景分析

前面我們深入分析了上述幾種常見的供熱形式的能源利用效率，現據此就其經濟性和適用性加以分析，結合實際分析幾種供熱形式的發展前景。

（1）熱電聯產。目前，很多城市都在積極跑辦熱電聯產項目，但是這一項目的審批非常困難。它是利用熱電廠的熱源進行集中供熱的一種系統，通過汽輪機的抽排氣借助熱首站將熱量進行傳遞到熱水，再借助已經布好的熱力管網分戶送達熱量，因此這是一種比較經濟實用的供熱方式，應該大力推廣和發展，相信未來隨著熱電聯產優勢的進一步突出，熱電聯產供熱將會得到優先發展，具有廣闊的市場前景。

（2）燃煤鍋爐供熱。較低的成本是燃煤鍋爐供熱最大的優勢，也是其被普遍應用最主要的原因。但由于大氣污染防治任務的日益嚴峻，其低效率和高污染的特點已經受到大多數城市供熱的限制。在這種形勢下，隨著29MW以上大容量高溫水燃煤鍋爐技術的逐漸成熟，由于其具有較高的運行效率和較低的成本，因而成為那些不具備發展熱電聯產條件城市的人供熱首選。

（3）電力供熱。由于這種供熱方式能源的利用率最低，面對較高的運行成本，這種不符合我國能源可持續發展戰略要求的供熱方式在許多大中城市都受到較大的限制。而分散設置的電采暖方式則因其設置靈活，且無須室外設置熱力管道，不會對空氣造成污染，無須計熱收費，而受到推崇。但是，電力供熱也存在一個問題，一旦大規模使用電力供熱，電量消耗過高，形成耗電高峰，就會出現電量不足的問題，影響整個電網的安全穩定運行。正是電力供熱存在上述優、缺點，因而始終沒有得到大規模推廣，而以用戶的實際需求為基準靈活選擇使用。

（4）天然氣供熱。借助天然氣管網可以直接送熱到戶，避免了重復建設供熱管網造成的資金浪費和設施閑置。對于單個樓宇的分散小系統，可以采用天然氣能源進行供熱。還有的家庭冬季采用燃氣壁掛爐進行取暖，用戶既能根據自家的實際情況進行熱量調節，也可以大大節約單位面積供熱能耗，降低供熱開支。因此，在市中心區和新居民區，充分利用現有集中供熱站的閑置能力科學布局，積極發展用戶，不宜再建小規模燃煤供應站，對輻射不到的地區可采用燃油、燃氣臨時鍋爐作補充。這就需要各大中城市根據本地區實際，針對具體項目進行具體分析，對具體的供熱形式進行充分的經濟分析和節能評價，通過論證后再穩妥地實施，以最大限度地確保供熱項目的經濟性和適用性，并符合我國能源可持續發展和大氣污染防治的要求。

3 結束語

總之，在我國北方冬季供熱過程中，熱電聯產以其較高的能源利用效率成為具備條件城市的供熱首選形式，燃煤鍋爐雖具有較高的能源利用率，但因其產生污染空氣的廢渣、廢氣和粉塵而受到限制，應積極嘗試大容量高溫水燃煤鍋爐，且需要在脫硫除塵上不斷提高技術和工藝，降低對環境的污染。而對電力供熱和天然氣，則應根據實際情況和用戶的需求具體研究，深入分析，考慮其經濟性和合理性。

參考文獻：

[1]張健.城市供熱形式與能源結構[J].山西建筑，2005，3，31（06）：

125.

[2]李善化.集中供熱設計手冊[M].北京：中國電力出版社，1996：25-26.

作者簡介：張國慶（1977-），男，河北玉田人，本科，工程師。