城市供熱形式與能源結構

田景亮

摘要：近年來，城市供熱形式與能源結構得到了業內的廣泛關注，研究其相關課題有著重要意義。結合我國城市供熱能源情況，從熱電聯產供熱、區域鍋爐房供熱及燃油燃氣供熱等方面，就幾種供熱形式的能源利用效率、經濟性及適用性進行了分析、比較，以期為城市供熱形式與能源的關系提供參考。闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關工作的實踐。

關鍵詞：城市；供熱形式；能源結構

一、城市供熱的能源利用效率

（一）熱電聯產供熱

熱電廠將高品位的熱能用于發電，將低品位的熱能用于供熱，因而其能源轉換效率較高。在所有供熱形式中，熱電聯產的能源利用效率是最高的，包括發電及供熱在內其一次能源效率可達到0.7～0.9之間。

（二）燃煤鍋爐供熱

根據JGJ26-95民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）規定，燃煤鍋爐的供熱效率應達到0.68以上。隨著供熱鍋爐單臺容量的不斷增大，其熱效率也逐步接近了熱電聯產的能源利用效率。

（三）電力供熱

在北方地區，絕大部分電力來源于火電。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。

（四）天然氣供熱

用天然氣直接燒鍋爐供熱的效率在0.85～0.90左右。但天然氣是清潔燃料，價格很高，北京市1m3天然氣價格在2元左右，其一次能源效率折合成標煤后應低于燃煤鍋爐。

二、各大城市供熱形式的應用前景

（一）熱電聯產供熱

以熱電廠為熱源的集中供熱系統，由熱電廠中汽輪機的抽汽或背壓排汽通過換熱首站將熱量傳遞給熱水，并通過熱力管網將熱量送到各采暖用戶。從整體上看，熱電聯產具有較好的經濟性。因此，在保證全年充足熱負荷的前提下，應優先發展熱電聯產供熱。

（二）燃煤鍋爐供熱

燃煤鍋爐供熱成本低，在我國城市供熱系統中使用最為普遍。但是，由于能源轉換效率較低，對其環境的污染在所有供熱形式中是最嚴重的，因此這種供熱形式在環保要求比較高的城市要嚴格加以控制。

近年來，我國開發的適用于城市集中供熱的大容量高溫水燃煤鍋爐（29MW以上）技術日益成熟，其運行效率逐步接近電站鍋爐。同時隨著供熱鍋爐煙氣脫硫除塵技術的不斷提高，使得城市集中供熱熱源廠在供熱成本、投資規模、廠址選擇、建設周期以及靈活性等方面都具有熱電廠所不可比擬的優越性，在熱電聯產不具備條件的城市及地區應當成為城市供熱的主要發展方向。

（三）電力供熱

電力供熱方式的一次能源效率是最低的，運行成本也明顯高于其他采暖方式，因此電力供熱的使用應嚴格限制，其大量使用是不符合我國可持續性發展的能源政策的。但是分散設置于各用戶內的電采暖方式，省去了傳統采暖方式中的室內外熱力管道，美化了居住環境，同時在使用上調節比較靈活，可減少采暖期內運行時間，其供熱節能性要優于傳統的集中供熱系統。此外，家用電采暖不需要集中供熱，只需有專業人員對采暖系統進行管理與維護，也不存在集中供熱計量收費的難題，同時不會造成地區環境污染，這是其使用優點。

電力方面最突出的問題是峰谷差的不斷加大。如果電力供熱方式增設蓄熱裝置后，供熱系統用電設備僅在電力低谷期運行，則會削減電力的峰谷差，有利于電網的安全穩定運行。對供熱來講也可以使用相對便宜的谷價電能，使運行成本降低。總之，電力供熱一次能源效率極低，運行成本也高于其他供熱方式，其使用應根據用戶的實際情況加以選擇，不宜盲目推廣。

（四）燃油燃氣鍋爐及家用燃氣爐供熱

由于天然氣是清潔燃料，由天然氣管網直接送至用戶，因此采用該能源供熱應以分散的小系統為主，如單個樓宇甚至以戶為單位的系統供熱，不宜再建設大型集中燃氣供熱鍋爐房，以避免供熱管網的重復投資。此外，小型燃氣供熱系統尤其是家用燃氣壁掛爐，可根據人們的作息情況隨時做供熱量調整，從而減少了系統運行的時間，可使單位采暖面積能耗減少。而對于傳統的鍋爐房或熱電聯產，由于運行調節慣性大，設備啟停不便，系統在整個采暖季內不間斷供熱，造成單位采暖面積能耗相對增加。但是當考慮到燃氣供熱的季節不平衡性非常嚴重而導致的天然氣管網的追加投資，以及油氣等燃料價格的相對昂貴，使得該能源供熱方式的運行成本及費用相當高，不利于供熱的商品化和市場化發展。因此，燃油燃氣供熱方式的應用，應在具體項目上做深入的技術經濟分析和評價，以確保其在具體項目上的適用性。

1）在所有供熱方式中，以煤為能源的熱電廠及區域鍋爐房供熱系統具有明顯的經濟優勢與較高的能源利用效率，應優先推廣與應用。但這種方式會產生大量的粉塵和廢氣廢渣，對環境污染較為嚴重，因而應嚴格限制在市區的使用，同時大力推廣煤的潔凈燃燒技術和鍋爐煙氣的高效脫硫除塵技術。2）電力供熱的能源轉換效率低，經濟性最差，不宜鼓勵使用。但對于環境要求嚴格、供熱負荷不大的用戶，可以考慮采用帶蓄熱裝置的電鍋爐供熱或分散于用戶房間內的電采暖方式供熱。

三、結束語

各地區能源價格的制定與運行方式存在差異，除了熱電聯產經濟性明顯偏好，電力采暖經濟性明顯偏差外，其他能源的供熱經濟性與適用性要根據具體情況而定，在保證供熱效果與供熱成本核算的前提下，充分考慮環保與能源政策，結合實際合理選擇供熱方式。

參考文獻：

[1]JGJ26-95，民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）[S].

[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.

[3]付林，江億，張寅平.采暖供熱系統的應用淺析[J].熱能動力工程，2000（9）：459-463.