河北 | 秦皇岛“光热+生物质”采暖项目

来源:国家能源局 作者:全国可再生能源供暖典型案例汇编 关键词: 太阳能供暖 能源局征集案例        收藏 0   

2022
10/31
23:46
国家能源局
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导读

村镇“热源侧”清洁化改造应因地制宜推广浅层地热能、空气热能、太阳能、生物质能等可再生能源分布式,多能源互补应用的新型取暖模式。秦皇岛市主推“光热+”清洁供暖改造,根据重点区域地理条件、电网燃气管网等敷设情况,注重改造成效,宜电则电、宜热则热,选择“光热+生物质”、“光热+电”等不同清洁供暖方式。

一、项目基本情况
       随着大气雾霾治理要求提高,村镇建筑供热面临燃煤供暖污染较大的问题。为治理散煤燃烧、提高全市空气质量与人民采暖质量,打造良好舒适的热环境。村镇“热源侧”清洁化改造应因地制宜推广浅层地热能、空气热能、太阳能、生物质能等可再生能源分布式,多能源互补应用的新型取暖模式。秦皇岛市主推“光热+”清洁供暖改造,根据重点区域地理条件、电网燃气管网等敷设情况,注重改造成效,宜电则电、宜热则热,选择“光热+生物质”、“光热+电”等不同清洁供暖方式。 
       华业阳光在秦皇岛的光热+生物质项目共进行了 1200 余户,其中海港区缪庄,西田家沟和新周庄安装 500 余户,昌黎县新集镇尖角一村二村 600 余户。用户的户均面积(非采暖面积),其采暖面积控制在一间卧室一个客厅的范围大概 30-40 ㎡。属于典型的户用小面积采暖多能互补采暖系统。 
二、系统结构及原理
       该“光热+生物质”项目户用系统主要由生物质炉具、太阳能集热蓄热部分、 控 制 器 、 循 环 管 路 构 成 。 其 中 太 阳 能 集 热 蓄 热 部 分 采 用 80 支QB-SS-ALNx/Cu-47/58-1800-Z 全玻璃真空太阳集热管和两只 160L 保温水箱构成。搭配使用 TH-NS12Z-Ⅶ生物质炉具和控制器使用。为小型户用多能互补系统。 
       其安装示意图如下所示: 
       其设计理念为充分发挥多能互补的优势,由于该系统属于多能互补系统,各种能源有相应的优劣性,如太阳能绿色环保无污染、但是较分散、不稳定等;生物质能源环保高效、但是相对热值较低、价格高。优先使用太阳能热源为屋内供热、当太阳能热源不能够为屋内提供持续续热源时,应使用炉具提供热量,使用户以较少的代价获得较高的采暖体验。 
三、系统运行情况
       为了了解项目的实际运行效果,建立远程数据监控平台,太阳能集热器侧超声热量表、生物质锅炉侧超声热量表、室内外温度与湿度、室外风速、太阳能辐射强度等用户侧系统运行参数实时远程上传云端监控平台,通过平台下载数据, 对历史测试数据进行处理,分析计算系统太阳能保证率、太阳能供热量、太阳能集热效率、生物质供热量、水箱散热情况等基本参数以评估系统运行效果。 


 
       测试期间室内温度和室外温度曲线图如下图,可知住户室内温度在测试周期内基本高于 16℃,供暖效果能达到国家规定,达到预期效果。且室内温度随室外温度变化不大,说明“太阳能+生物质”供暖系统基本可以满足用户的用暖需求。 
       2021 年 1 月 8 日至 2021 年 4 月 5 日,室外平均温度为 1.71℃,室内平均温度为 20.88℃,平均太阳能总辐射强度为 16.03MJ/m²,太阳能平均保证率为46.20%,太阳能集热器集热效率 43.50%,太阳能日平均得热量为 84.16MJ,生物质日平均供热量为 103.50 MJ。 
四、社会经济效益分析
       根据上面测试期间数据推算,采暖季日平均生物质供热量约为 122.40MJ, 日平均太阳能供热量约为 77.91MJ,系统日平均供热量约为 200.31MJ,相当于每日减少 9.76kg 的标准煤燃烧。根据检测数据与生物质热值,生物质锅炉效率等推算可得,采暖季共消耗生物质 1563.28kg(生物质燃料质量有差异,会有一定误差),该农户生物质燃料所需费用约为 1406.95 元。 
       太阳能作为一种资源丰富的清洁能源,考虑到太阳能取暖存在“间歇性”问题,将太阳能集热器与生物质锅炉联合运行,确保用户冬季采暖需求。其中,生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,是可转化成替代常规化石燃料的可再生碳源。生物质能作为绿色可再生能源具有总量丰富、分布广泛、污染低等特点,特别适合农村地区收集使用。在农村地区大规模使用“太阳能+生物质”供暖系统可以减少二氧化碳、硫化物等气体的排放,有着较好的环境效益。 
       太阳能采暖系统虽然初期投资较大,但在国家能源结构调整、环境保护、改善农村生活条件及带动农村经济发展等方面具有较高的社会效益。 
       太阳能采暖系统作为一项新能源利用技术,符合国家资源节约与环境保护的基本国策,有利于国家整体能源结构的调整。 
       在新农村的建设中,太阳能采暖作为新民居建设的一项基本内容,对于改善广大农民居住生活条件、提高农民对新能源的利用意识等方面能起到积极作用。 
       从长远看,随着常规能源价格的不断上涨及污染治理成本的大幅度上升,太阳能采暖系统的社会及经济效益会更加明显。 
五、典型经验和做法
       秦皇岛“太阳能+生物质”清洁取暖系统的供暖项目,主要技术优势有: 
       (1)所使用“太阳能+生物质”清洁取暖系统取暖效果良好,室温水平较高,且天气寒冷时室内温度仍能维持在较高水平,室温基本稳定,热舒适性较好。 
       (2)布置的太阳能集热管较多,太阳能集热量也大,很大程度上利用了太阳能,节省了传统能源的消耗。 
       (3)使用“太阳能+生物质”清洁取暖系统,能大量减少碳排放,对节能减排,打赢蓝天保卫战有重要意义。 
       目前已实施的太阳能采暖系统具有较高社会效益,对于农村经济的发展起着极大的促进作用,但存在着投资相对较高、回收期较长的缺点,单纯靠市场推广存在着相当的难度。目前太阳能采暖虽然已有一定的市场,但绝大部分均为新农村建设工程,属政府试点推广补助项目;若无政府补助情况下,市场推广将很难进行。 
       农村住宅太阳能采暖工作的实施,将极大的改善农村住宅的居住条件,同时达到解决农村用能,调整能源结构的目的。与此同时,随着太阳能采暖的工作推进,在居住条件的改善同时,将极大的拉动农村的旅游及相关产业链经济、改善农村的文化面貌,太阳能采暖成为解决农村能源问题、调整农村能源结构的重要技术措施之一。 
六、问题和建议
       根据目前的建设情况,提出如下建议: 
       (1)用户对生物质燃料价格过高这一问题反映强烈,购入生物质燃料价格900-1200 元不等,质量也参差不齐,希望政府在燃料方面给予一定支持; 
       (2)针对终端用户、生产厂商制订更加完善、合理的鼓励、支持政策,以促进太阳能采暖行业及市场的良性发展。 
       (3)选择有代表性的农村,如旅游区或待开发的旅游区域等作为推广示范的试点,建设太阳能采暖与生物质能等多种可再生能源综合利用工程,以探索新农村建设中合理的能源建设模式,为农村能源结构建设积累经验。  

 
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