呼和浩特市農村清潔能源冬季采暖技術集成模式研究

摘要 本文介紹了在呼和浩特市部分農戶示范推廣“生物質節能爐+節能架空炕連灶+附加陽光間太陽房”冬季采暖技術集成模式的內容和應用效果，分析了其產生的經濟效益、社會效益和生態效益，并針對存在的問題提出相應的建議，以期為我國農村清潔能源的利用提供參考。

關鍵詞 農村清潔能源；冬季采暖；技術模式；效益分析；內蒙古呼和浩特

中圖分類號 S210 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）11-0184-02

近年來，國家高度重視霧霾天氣和大氣污染防治工作，取代傳統的燃煤采暖方式已迫在眉睫，這為北方地區開發利用清潔能源冬季采暖技術提供了發展空間。目前，呼和浩特市農戶冬季取暖仍主要通過燃燒煤炭采暖，所占比例約為70%，主要通過火爐（占70%）、土鍋爐（占20%）、火炕（占10%）取暖，其余通過燃燒秸稈、薪柴及用電采暖[1]。燃料以煤為主，能量利用率低，采暖能耗相對較高，農村戶均年煤耗量超過3.5 t，采暖期長達6個月。

2015—2017年，呼和浩特市依托內蒙古農村牧區清潔能源技術模式關鍵技術轉化應用項目，結合當地實際情況，在呼和浩特市賽罕區格此老村、根堡村、托克托縣傘蓋村、和林縣小南溝村選擇了200戶農戶示范推廣生物質節能爐、節能架空炕連灶、太陽能暖房3項采暖集成技術，實現了冬季保溫取暖、多能互補、節本增效，極大地提高了能源的利用效率，取得了顯著的經濟效益、社會效益和生態效益，成為最經濟、有效的技術模式之一，深受廣大農民群眾的歡迎。

呼和浩特市具有豐富的生物質能、太陽能等清潔能源資源，通過發揮多能互補集成采暖技術優勢，滿足農村冬季基本采暖需求，縮短供暖時間，明顯降低采暖成本，探索出適宜當地農村生產生活條件和易于推廣的清潔能源采暖技術集成模式。

1 農村清潔能源冬季采暖技術集成模式

1.1 生物質節能爐采暖系統

采用的生物質多功能高效低排放節能爐是針對北方地區農民的生活習慣和用能特點而研發的具有自主知識產權的節能爐具產品，主要采用了赤峰市圣火能源科技有限公司生產的生物質節能環保鍋爐。該款爐具采用半氣化燃燒方式，具有一、二次配風，以及燃燒充分、燃料適應性強、結構合理、使用方便、安全可靠等特點。夏季每天只需3～5 kg生物質燃料即可滿足1 d的炊事所需，冬季采暖時每天只需約20 kg的生物質燃料就可達到溫暖的效果。與之配套的設施設計新穎，集采暖、炊事、洗浴、暖炕等功能于一體，相互集成，自成系統，解決了農民生活難題。

1.2 節能架空炕連灶采暖系統

節能炕一般都與灶相連，也稱為炕連灶。炕連灶一般由省柴灶、進煙口、炕洞、炕面、炕墻、炕檐、墊土層、出煙口和煙囪等部分組成[2]。在采暖期，燃料投入灶內即可做飯，同時高溫煙氣通過進煙口進入煙洞一端，在炕洞中高溫煙氣進行均勻分流，把熱流傳給炕面，在炕洞另一端煙氣匯合，通過炕的煙囪排出。在非采暖期，灶內的煙氣不經過炕洞而直接從煙囪排出。通過對炕灶建筑材料、內部結構進行技術更新和改造，在不改變農民生活習慣的前提下，提高炕灶綜合熱效率，從而達到節能增效、美化室內環境、提高室內溫度、緩解能源供需緊張的目的，解決了生活能源短缺問題，實現了能源互補利用。

1.3 附加陽光間式太陽房采暖系統

附加陽光間是一種太陽能直接受益系統，是由于直接受益獲得太陽能而使溫度產生較大波動的空間[3]。在冬季一天中的所有時間，附加陽光間的溫度都比室外高，這一較高的溫度可以減少建筑物的熱損失。陽光間既可以供給太陽能，又可以作為一個緩沖區，減少熱損失，使建筑物與陽光間相鄰的部分獲得一個溫暖的室外環境。附加陽光間具有集熱、蓄熱、保溫等功能，冬暖夏涼，冬季在無輔助熱源的情況下可以提高室內溫度，在高寒地區體現了明顯的節能效果，而且干凈衛生、造價低廉、構造簡單、管理方便、不需要動力。隨著人類對能源要求的不斷增長，太陽能的開發利用必將發揮越來越大的作用。

2 應用效果

為準確掌握生物質節能爐具、節能架空炕連灶、附加陽光間式太陽房3項采暖技術模式節能效果，技術人員在采暖期內選擇示范戶進行對比試驗，參與試驗戶在采暖期內保證室內溫度≥16 ℃。示范戶和對照戶都是取熱值相當的煤炭，每天記錄燃料耗用情況，通過對比試驗得出示范戶比對照戶平均省煤3 t/年。

2.1 生物質節能爐應用效果

大量農作物秸稈、薪柴等生物質能源得到開發利用，明顯減少了化石能源的使用量，在采暖期內生物質節能爐供暖系統使室內溫室達到16 ℃的前提下節煤率達30%，較傳統取暖煤炭使用量平均節省 1.2 t/年。

2.2 節能架空炕連灶應用效果

節能炕連灶改革了爐膛、鍋壁與灶膛之間相對距離和吊火高度、煙道通風和炕內結構，并在炕灶方面增設了保溫措施，提高了余熱利用效果，擴大了火炕的受熱面和散熱面，在冬季可使80 m2房子溫度提高2 ℃ 以上，較傳統取暖煤炭使用量平均節省1 t/年。

2.3 附加陽光間式太陽房應用效果

在采暖期內，附加陽光間作為集熱蓄熱部分所收集的熱量，可使100 m2農宅室溫提高5 ℃以上，起到了一定的供暖作用，較傳統取暖煤炭使用量平均節省0.8 t/年。在陽光間內還可以種花養草，休息晾衣，開闊視野，舒展心情[4]。

3 效益分析

3.1 經濟效益

農村清潔能源技術集成采暖模式平均省煤3 t/年，煤炭價格按650元/t計算，每年可節省1 950元，200個示范戶共節省39萬元/年。若每戶按購置節能爐具1 500元、建設附加陽光間式太陽房8 000元、建設節能炕連灶700元計算，合計花費10 200元，預計5年左右可收回投入成本，之后使用均為純增經濟收入。

3.2 社會效益

一是改變了農村用能結構。家庭用能結構發生了明顯變化，生活用能由過去燃燒秸稈、薪柴、煤炭為主，轉變為使用節能爐炕灶和太陽房輔以煤電為主，用能結構更加合理。二是拓寬了農民增收渠道。農村清潔能源技術模式示范推廣，延伸了太陽能及生物質能的利用方式，拓寬了農民的增收渠道，為農民冬季取暖節省了不少的開支。三是改善了庭院衛生條件。新技術模式示范推廣與社會主義新農村建設相結合，房前屋后不再堆放秸稈、牛糞、羊糞，使庭院實現了美化、凈化，使臟、亂、差的狀況得到了較大改善。

3.3 生態效益

農村清潔能源采暖技術模式每戶平均節省燃煤3 t/年，有效促進了農村節能減排，保護了農業生態環境。按照燃燒 1 t標煤產生2.36 t CO2、0.024 t SO2、0.007 t氮氧化物計算，200個示范戶共計減少CO2排放量1 416 t，減少SO2排放量14.4 t，減少氮氧化物排放量4.2 t。

4 存在的問題與建議

一是農村清潔能源技術集成采暖模式所需前期投入較高，經濟效益不太明顯，全靠農戶自身投資使用難度較大，建議現階段依靠國家扶持政策和政府財政補貼進行示范推廣。二是農村清潔能源技術推廣體系能力較弱，輻射面積和范圍有待進一步擴大，建議設立農村清潔能源新技術研究與推廣專項資金，加強體系建設，培訓更精干的推廣隊伍進行技術指導服務。三是農村清潔能源開發利用創新能力不足，建議積極爭取各方政策支持和項目資金進行深度的技術創新和產品研發，不斷完善技術模式，研究出更高效節能、低碳環保的新技術、新產品。

5 參考文獻

[1] 張慧.呼和浩特市農村地區生活用能現狀與發展對策[J].內蒙古農業科技，2013（3）：131.

[2] 李貴富.推廣農村吊炕，促進節能減排[J].農業工程技術：新能源產業，2015（2）：32.

[3] 王君一.農村太陽能使用技術[M].北京：金盾出版社，2004.

[4] 劉亞良.關于中國農村清潔能源發展及建議的分析[J].農業與技術，2017，37（3）：168-169.