2019年我国北方城市冬季清洁供暖现状.pdf
下载文档
上传人:地**
编号:1183617
2024-09-20
32页
2.63MB
1、我国北方城镇冬季清洁供暖现状集中供热分散供热通过热水循环管网把热源产生的热量送到多个用户末端进行供暖。各家独立供暖炉,包括小煤炉、燃气壁挂炉、小型空气源热泵、电热膜、电热缆等。供热清洁供热利用清洁化能源、通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式。建筑供暖系统能耗建筑供暖综合能耗(建筑耗热量)、管网热损失率、管网水泵电耗、热源热量转换效率等。包含以降低污染物排放和能源消耗为目标的取暖全过程,涉及清洁热源、高效输配管网(热网)、节能建筑(热用户)等环节北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021 年)12345供热面积热源现状热网现状建筑耗热量现状能源消耗与环境影响1北方地区集中供热率显著提高2、,自76%升至84.5%热电联产占比增长迅速,从42%升至48%,燃煤锅炉占比明显下降,从42%下降到32%,燃气及可再生供热得到进一步发展。供热面积北方各省份集中供热面积(2016年)近十年,北方集中供热面积年均增长率13%2016年集中供热的面积约110亿,集中供热率84.5%,相对于2013年的集中供热率76%有明显提升。集中供热主要以城市为主,小城镇也得到迅速发展,占比从2006年的12.8%上升至2016年的20%。2绝大部分电厂供热潜力尚待进一步挖掘工业余热资源丰富,但利用率不高燃气供热稳步推进,应关注资源保障及经济性地热、污水、垃圾、生物质等可再生能源供热仍有较大空间热源现状热源3、结构我国北方供热领域仍然以燃煤为主,燃煤热电联产和燃煤锅炉供热比例为77%。数据来源:住建部调研数据能源结构:热电联产占比明显提升(42%升至48%),燃煤锅炉占比下降(42.4%降至31.9%),燃气锅炉和壁挂炉占比提升(由12%升至14.8%)发展趋势:热源现状热源供热比例数据来源:实地调研数据,1718供暖季各省热源结构差别较大,内蒙古、山东、河南等省份以热电联产为主,辽宁、吉林等省份燃煤锅炉占比较大,而北京、青海等地区则燃气供热占比较大。不同城市的热源结构存在较大差异:部分城市完全依赖燃煤锅炉,部分城市完全采用热电联产,部分城市则具有多种热源相结合的复合型热源结构。数据来源:住建部调研4、数据热源现状热电联产2016年我国热电联产机组容量为3.9亿kW,占全国总火电装机容量的37%;北方地区热电联产装机2.86亿kW,占北方总火电装机的50.9%不同省份热电联产发展程度存在差异,部分省份电厂供热功能得到较大的发掘,而部分省份电厂供热发展尚不充分。数据来源:中国电力年鉴 统计范围为6MW以上机组热源现状热电联产针对某集团的现状供热出力进行调研,该集团热电联产热量产出仅为可产出量的44%,绝大多数机组供热潜力仍存在很大的挖掘空间。目前北方存量机组的供热能力尚未得到充分的利用,应在确保存量机组充分利用的前提下方可新建热电联产机组。某集团北方各火电机组设计供热能力与装机之比某集团各电厂5、2017-2018供暖季实际热电比数据来源:某集团调研数据余热产出不稳定。包括内在的不稳定(生产工艺或调度因素)和外在的不稳定(政策或环保要求的“限产”“减产”)余热资源类型单一。主要集中在钢铁厂和石化厂余热利用,少有其他类型高耗能工业部门的余热利用工程。余热利用方式粗放。缺乏统筹规划,往往只利用最容易回收的余热,不考虑余热供暖项目的长远发展。“工业余热供暖可实现生产和生活系统循环链接”工业余热热源现状工业余热2015年供暖期内北方地区的低品位工业余热量约有40亿GJ,若回收30%,至少为60亿建筑提供基础负荷。目前应用占比不足1%,仍有很大潜力。问题2政策方面不够完善。延续性不强,不足以很好6、地调动工厂参与余热供暖的积极性。需要关注:主要供热方式.锅炉房、壁挂炉、热电联产、直燃机、热泵等,锅炉房最为常见,其次为壁挂炉截止2016年底,我国北方地区天然气供暖面积约22亿平方米。2017年通过煤改气工程建设,天然气供暖面积呈现出爆发式增长,天然气消费总量同比增长了15%以上。热源现状燃气供热序号省市天然气总消费量(亿m3)采暖用天然气耗量(亿m3)本地区采暖用天然气占天然气总消费量比例本地区采暖用天然气占全国采暖用天然气比例1北京165.951.631.1%32.42%2天津75.73.354.4%2.11%3河北104.617.016.3%10.71%4河南95.55.986.3%37、.76%5山东132.610.07.5%6.29%6山西58.15.329.2%3.35%7黑龙江39.21.213.1%0.76%8吉林25.84.2916.6%2.70%9辽宁63.22.774.4%1.74%10内蒙古42.42.886.8%1.81%11宁夏21.42.6812.5%1.69%12青海39.44.9912.7%3.14%13甘肃30.56.5421.4%4.11%14陕西93.511.9712.8%7.53%15新疆137.428.520.7%17.90%北方总计1125.2159.014.1%100.00%主要供热区域.京津冀、西北地区水热型地热能直接利用以年均10的8、速度增长。至2017年底,全国水热型地热能供暖建筑面积超过1.5亿平方米,其中山东、河北、河南增长较快。在陕西省得到了较为普遍的应用,截至2017年底,陕西省供暖面积超过500万,供暖季总供热量接近150万GJ。2010年以来,以年均28%的速度递增,截至2017年底,我国地源热泵装机容量达2万MW,位居世界第一,年利用浅层地热能折合1900万吨标准煤,实现供暖(制冷)建筑面积超过5亿。水热型间壁式换热12浅层地热能中深层地热能:温度高于25,埋深3000米以浅的地热能(一种说法为4000米以内),可以长期、稳定的高效供热。我国中深层地热资源丰富,在地下2000m4000m范围内储存的热量相当9、于51.6万亿吨标准煤炭。热源现状地热资源中深层地热能全部无害化处理的垃圾若均进行热电联产,则通常可负担当地城镇建筑热负荷的1%4%,可见垃圾焚烧热电联产并非城镇供暖的主力热源,其发展定位应为城镇供热辅助和补充热源。我国城镇垃圾无害化处理量与无害化处理率均呈明显上升趋势。2016年我国城镇总垃圾无害化处理量达到25354万吨,总无害化处理率达到93.8%,其中焚烧处理量占比31%。目前,全国共有30个省(区、市)投产了生活垃圾焚烧发电项目339个,累计并网装机725.3万千瓦,年发电量375.2亿千瓦时,垃圾焚烧发电也成为城镇供热可再生热源之一。热源现状城镇垃圾供热生产总量资源利用能力定位图表10、数据来源:中国城乡建设统计年鉴生物质能是重要的可再生能源,我国生物质资源丰富,能源化利用潜力大目前我国农林生物质通过发电、成型燃料、天然气、液体燃料等方式得到了发展和利用至 2016年底,我国北方地区生物质能(含农林和城镇垃圾)清洁供暖面积共约2亿。热源现状农林生物质资源条件应用途径供暖现状北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021 年)指出,生物质能清洁供暖布局灵活,适应性强,适宜就近收集原料、就地加工转换、就近消费、分布式开发利用,可用于北方生物质资源丰富地区的县城及农村取暖,在用户侧直接替代煤炭。利用方式利用现状直燃发电装机装机530万千瓦沼气发电装机装机30万千瓦生物质成型燃料年利用11、量约800万吨生物质沼气理论年产量约190亿立方米生物液体燃料燃料乙醇年产量约210万吨,生物柴油年产量约80万吨表格数据来源:生物质能发展“十三五”规划29%9%7%18%空气源热泵、海(河)水源热泵、污水源热泵、浅层地源热泵、深层地源热泵2016年底,北方地区建筑供暖面积中各类热泵供暖面积已经达到约6.7亿2017-2018年间,各类热泵新增供暖面积约2.08亿,占新增非煤非燃气的60%。电能-当地零排放,电供热成为城市降低供热大气污染的手段之一,尤其是近年来天然气不断涨价,使得电能供热的经济成本凸显出一定优势,并得到较快发展。禁止电直供热,热泵供热是使用电供热的最好方式。3%土壤源污水源12、地下水源2016年电热泵类型比例淡水源66%34%热源现状电供热地源空气源图表数据来源:中国建筑科学研究院等单位的相关调研统计海水源空气源 热泵系统整体效率与热泵本身制热效率和热泵两侧输配效率有关。其中热泵效率主要与提供热量所需要提升的温差以及系统的容量调节(负荷率)有关,而热泵两侧的输配效率则主要受输送水或空气的供回温差以及水泵风机的自身效率决定。热源现状电供热编号地区建筑面积单位供热量能耗单位供热量电耗综合COP系统形式kgce/GJkWh/GJA北京16727.889.63.1空气源热泵+地板辐射B合肥8536.6118.22.35空气源热泵+地板辐射C沈阳119万28.792.63浅层13、水源热泵D沈阳210万31.9102.92.7浅层水源热泵E沈阳314万24.679.43.5浅层水源热泵F沈阳45.8万22.572.73.82浅层水源热泵G西安2.1万23.074.33.74深层地源热泵H西安4.4万23.876.73.62深层地源热泵I西安5.6万23.575.93.66深层地源热泵J西安3.8万23.676.13.65深层地源热泵K/86.1277.81电锅炉数据来源:中国建筑科学研究院等单位的相关调研统计3管网运行参数逐渐优化,正在向低温供热过渡。供热输配系统电耗、水耗还有相当空间实现节能一次网回水温度多数45,可通过调整换热设备降低回水温度,提升一次侧供回水温差,14、增强管道输送能力,便于回收电厂乏汽余热。越是北方寒冷地区,二次侧的供回水温度越低。通过改善室内散热器及系统管理,二次网回水温度40,实现“低温供热”。2016年,我国集中供热管线总长度约26.05万公里,其中蒸汽管道1.50万公里,热水管道24.55公里城市城市二次供水二次供水()二次回水二次回水()济南5446太原5442石家庄5848包头5042阜新4741赤峰5141延吉4232吉林4839哈尔滨5040城市城市一一次供水次供水()一一次回水次回水()济南9250太原10748/24石家庄8858包头8348阜新8547赤峰9652大同10538吉林9540哈尔滨9246我国集中供热管线15、长度统计情况运行参数热网现状一次网流量基本在0.51.5kg/(h*)左右一次网泵耗受到管长、运行参数等因素影响,即便是相同采暖期的各城市泵耗差异也较大。二次系统连接形式相同,电耗区别反应管理水平。北方地区热力站二次网耗电量约14kWh/之间。热网现状管网输配电耗典型城市间接连接系统一次网电耗典型城市集中供热系统二次网电耗图中横线表示的是相同采暖期各城市二次网电耗最低值由于管道安装和维护水平差异、运行管理水平不同,导致不同地区耗水量差异巨大。12各城市一、二次网水损仍较高,造成严重浪费、加剧管道与换热设备的结垢和锈蚀,解决失水问题应该是供热行业现代化管理首先解决的问题。部分城市一、二次热网耗水16、量统计热网现状管网水耗4 北方地区目前集中供热年耗热量约为50亿GJ。建筑不保温、供热管道漏损、过量供热不能调节、楼间楼内不均匀,全是供热系统最最常规的问题,也是供热行业耳熟能详的的老问题。同一个城市,热力站间耗热量也存在较大差异;即便是保温性能相近的一类建筑,耗热量也存在较大差异。说明目前在建筑物保温和供热系统的调控上仍存在较大的改进空间赤峰市不同建筑类型的热力站单位面积耗热赤峰市不同建筑类型的热力站单位面积耗热不同城市热力站耗热量分布不同城市热力站耗热量分布建筑耗热量现状建筑物实际热耗达到65%节能标准的新建建筑,其综合传热系数0.71.2 W/.K之间截止至2016年,全国城镇新建建筑全17、面执行节能强制性标准,累计建成节能建筑面积超过150亿,节能建筑占比47.2%;全国城镇累计完成既有居住建筑节能改造面积超过13亿,其中北方采暖地区累计完成12.4亿。北方地区各省“十二五”期间既有建筑节能改造面积建筑耗热量现状建筑保温供暖系统不能随天气变化及时调节所造成的过量供热损失10%20%管网的漏热损失(二次系统约10%)空间分布不均造成的过量供热损失(楼栋间、楼内)建筑耗热量现状系统调控建筑耗热量现状成因改造措施管道漏热、漏水损失管道保温层脱落、跑冒滴漏等检查漏水点,修缮管道缺乏及时调节造成的过量供热损失系统未根据天气和热负荷情况进行调节安装气候补偿器及自控设备楼栋间不均匀损失管网设18、计不合理,缺乏调节增强运行精细化调节楼内不均匀损失室内管道设计不合理,用户私改对老旧室内管道进行改造加强供热系统的调控,杜绝过量供热现象,减少热量损失继续增强建筑物保温工作,对老旧建筑进行保温改造,新建建筑严格执行节能标准5供热能耗逐渐降低,正向国家标准接近。碳排放总量及排放强度、以及污染物排放总量将逐渐下降。05,00010,00015,00020,00025,00020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017一次能耗(万tce)热电联产燃煤锅炉燃气锅炉其他集中热源分散燃煤锅炉分散燃气锅炉分散电采暖集19、中热网水泵电耗北方城镇供热各类能源方式消耗构成图.2017年北方采暖总一次能源消耗2.01亿tce一次能源消耗以煤为主,其次是天然气、电力热电联产、燃煤锅炉是最主要的热源提供方式供热能源消耗Down2017NOx02040608010012020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017排放总量(万吨)NOxSO2粉尘供热环境影响 随着高污染物排放的分散燃煤锅炉逐步被更清洁的热电联产和大型锅炉代替,各种污染物排放总量在达到峰值后不断下降。排放总量为42万吨(占全国排放量的3%)SO2排放总量为64万吨(占全国排放量的4%)粉尘排放总量为44万吨(占全国排放量的4%)北方城镇供热各类污染物排放总量北方城镇供热各类污染物排放总量我国北方地区供热事业取得很大发展,供热面积、集中供热率、清洁能源比例均有很大提高。总结碳排放总量及排放强度及污染物排放总量将逐渐下降。供热节能稳步推进,热源、热网、热用户尚有很大节能挖潜空间。供热能耗逐渐降低,正向国家标准接近。可再生能源供热发展取得可喜进展,仍需要政策、资金、技术以及市场引导。谢谢!