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江亿院士&付林教授:中国清洁供热2025的“一模式、两目标、三效果、四改变、五特征”
148 2019/12/18

应对气候变化,实现减碳目标,需要降低煤炭在一次能源消费结构中的比重。据了解,目前我国供热总能耗约2亿吨标准煤,燃煤仍是供热的主要一次能源,占比约77%。与此同时,我国余热资源丰富,一方面,现存燃煤电厂有大量的余热资源,北方现有燃煤电厂装机容量约8亿千瓦;另一方面,冬季供暖期内北方集中供暖地区的低品位工业余热量约有40亿吉焦,回收其中15亿吉焦,可为50亿平方米建筑提供基础采暖负荷。此外,我国北方城镇热网普及,从大城市到小城镇均有集中供热热网。

中国供热何去何从?在江亿院士的指导下,清华大学建筑节能研究中心付林教授课题组历经十余年研究,推出新一代北方城镇供热模式。付林表示:“基于这些中国国情特点,应采用一条与国外不同的低碳供热发展模式。我国大部分北方城市拥有规模较大的热网,现状电厂和工业余热资源也很丰富,与欧洲的第四代低温供热技术不同,中国需要走出独有的低碳供热模式。‘中国清洁供热2025’可概括为‘一个模式、两个目标、三个效果、四个改变、五个特征’,这一模式为我国北方地区城镇清洁供热提供了整体解决方案,同时也为世界其他国家提供了清洁供热的中国模式”。


付林认为,中国清洁供热2025新模式应具有以下五大特征:


第一,低热网回水温度。采用三级热网逐级降低热网回水温度,热力站变成能源站,最终热网回水温度可降低至10℃,有利于低品位热源的接入,实现多热源联网和供热参数整合;


第二,余热回收。我国余热现状资源丰富,远能满足未来北方供热需求。该模式下热源三分之二的热量来自于电厂和其他工业的低品位余热;


中国工程院院士江亿对此观点补充说道:“如果把现有及未来能够存得住的燃煤电厂都改成热电联产,并且通过新的工艺把余热收集上来,再补充收集北方钢铁厂、水泥厂、化工厂、建材厂等工业余热,除去收集不到的,也能保证县以上城市70%以上的城镇基础供热,热源看来能够保障。”


第三,热电协同。热电联产、热泵及蓄热工艺相结合,与纯凝电厂相比,电力调峰幅度更大、更加灵活,为可再生能源发电上网创造条件;


第四,分布式燃气调峰。结合季节性储气,天然气在热网末端为供热调峰,提高供热经济性,平衡余热波动,保障供热安全;


第五,长输供热。采用大温差、大管径以及多级泵等技术,保障200公里长输和大规模利用余热的供热经济性。


在付林看来,这“五个特征”将带来“四个改变”:一是以余热为主的低品位热源取代燃煤,实现近零碳供热;二是根据回水温度的不同,两级管网改变为三级管网;三是热力站改变为能源站,功能从单纯隔压换热改变为降低热网回水温度、热源调峰和隔压;四是储能与热泵结合,实现热电气协同。


同时,这一清洁供热模式通过“五个特征”支撑“四个改变”,从而实现“三个效果”,即节能90%、减排90%、供热成本与燃煤锅炉相当,最终将实现“低碳”和“低成本”两个目标。



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