唐山市新能源技術(shù)推廣站 劉宗昆

唐山市農(nóng)村地區(qū)冬季取暖方式的探討

唐山市新能源技術(shù)推廣站 劉宗昆

隨著大氣污染防治工作的開展，農(nóng)村地區(qū)散煤污染問題日益受到關(guān)注。采用清潔取暖方式替代農(nóng)戶傳統(tǒng)落后的取暖方式，是解決當(dāng)前農(nóng)村地區(qū)散煤污染、提高農(nóng)民生活質(zhì)量的重要措施。文章以唐山市農(nóng)村地區(qū)農(nóng)戶采暖情況為例，對(duì)比分析各類取暖方式的適用性，探討適宜農(nóng)民的清潔取暖方式。

農(nóng)戶；冬季；清潔；取暖

隨著農(nóng)村生產(chǎn)生活方式的改變，農(nóng)民生活水平的不斷提高，農(nóng)民對(duì)提升生活質(zhì)量的訴求日益迫切。加之大氣污染防治工作持續(xù)深入，治理霧霾力度不斷加大，傳統(tǒng)取暖方式污染較大，農(nóng)村地區(qū)落后的冬季取暖方式已不能滿足當(dāng)前的社會(huì)需求。農(nóng)村是中國(guó)的根，也是中國(guó)未來的希望和生態(tài)文明的希 望[1]。因 此 ，清 潔 、經(jīng) 濟(jì) 、高 效 的 取 暖 方 式 是 治 理 農(nóng)村地區(qū)散煤污染、建設(shè)美麗鄉(xiāng)村、滿足農(nóng)戶冬季取暖需求、提升農(nóng)戶生活質(zhì)量的必然選擇。唐山市從2014 年起實(shí)施了農(nóng)村能源清潔開發(fā)利用工程，通過推廣清潔燃燒爐具，生物質(zhì)成型燃料、潔凈型煤，因地制宜開展煤改電、煤改氣、煤改太陽能、煤改地?zé)?、建筑?jié)能等模式建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)村散煤壓減替代。經(jīng)過三年的實(shí)施，成果顯著，其中清潔燃燒爐具推廣數(shù)量 就 已 達(dá)到 37萬臺(tái)，每年可節(jié)省燃煤18.5 萬噸。

1 唐山市農(nóng)村地區(qū)冬季取暖現(xiàn)狀

唐山市位于渤海灣中心地帶，居燕山南麓，河北省東部，地勢(shì)北高南低，自西、西北向東及東南趨向平緩，直至沿海。北部和東北部多山，中部為燕山山前平原，南部和西部為濱海鹽堿地和洼地草泊。唐山屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，呈現(xiàn)出明顯的大陸性氣候特征。全年日照 2600～2900 小時(shí)，年平均氣溫 12.5℃，極端氣溫最高 32.9℃，最低 -14.8℃。

農(nóng)村地區(qū)人多地廣，農(nóng)戶居住分散，大部分農(nóng)戶習(xí)慣燒炕取暖，豐南區(qū)、玉田縣等靠近天津市的部分農(nóng)戶習(xí)慣使用通煙囪爐燒暖氣取暖。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全市約有農(nóng)戶 146.41 萬戶，其中非燃煤用戶約有 42.19 萬戶，燃煤用戶約有 104.22 萬戶。從表 1 中可以看出，唐山市農(nóng)村冬季取暖以燃煤為主，太陽能、電能等其他取暖方式為輔。由此可見，農(nóng)村地區(qū)燃煤用戶占多數(shù)，轉(zhuǎn)變?nèi)∨匀紵⒚簽橹鞯默F(xiàn)狀，開發(fā)使用清潔能源進(jìn)行取暖是當(dāng)前需要解決的問題。

表1 唐山市農(nóng)村地區(qū)冬季取暖情況 （萬戶）

2 清潔取暖方式

清潔取暖的清潔能源利用包括煤炭清潔利用和原煤替代兩種模式：原煤替代是指通過使用生物質(zhì)成型燃料、沼氣、天然氣、太陽能、電能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉矗瑢⑥r(nóng)村農(nóng)戶每年使用的原煤替換下來，達(dá)到減少高硫散煤的使用量，減少有害氣體、粉塵排放，減少大氣污染的目的；煤炭清潔利用是指利用清潔型煤代替原煤的一種利用方式，煤粉經(jīng)過加工，加入節(jié)能減排增效劑，燃燒實(shí)現(xiàn)清潔排放，滿足農(nóng)戶取暖需求。

2.1 生物質(zhì)成型燃料替代模式

此模式是農(nóng)戶以生物質(zhì)壓塊為燃料進(jìn)行冬季取暖代替原煤的一種方式，生物質(zhì)成型燃料是將秸稈、菌棒、花生殼、木屑、林業(yè)三剩物等生物質(zhì)，經(jīng)過一定的溫度和機(jī)械壓力作用，利用固化成型設(shè)備擠壓制成棒型、塊型、顆粒型等燃料，集中利用，從而改善生物質(zhì)原有性能，提高熱效率[2]。每噸生物質(zhì)成型燃料可替代燃煤 0.75 噸，同時(shí)變廢為寶，減少秸稈、木屑等廢棄物野外焚燒。

2.2 煤改電模式

用戶安裝電暖氣、電鍋爐、空調(diào)等采暖設(shè)備向室內(nèi)供暖的一種方式，除常規(guī)使用以上方式外，還可采取新型碳纖維電熱供暖技術(shù)、相變儲(chǔ)能技術(shù)、空氣源熱泵供暖系統(tǒng)，具有操作方便、無污染、易計(jì)量等特點(diǎn)。其中碳纖維電熱供暖技術(shù)是用高等級(jí)碳纖維長(zhǎng)絲為發(fā)熱元件，整套系統(tǒng)埋設(shè)在地板下，由碳纖維電熱線、溫控器及電線等材料構(gòu)成。相變儲(chǔ)能技術(shù)是利用材料在相變時(shí)吸收或放出熱量來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和釋能的目的[3]?？諝庠礋岜弥惫┑嘏到y(tǒng)類似空調(diào)，通過消耗少量電能，提取空氣中的熱量，達(dá)到室內(nèi)供暖的目的，此系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)是冷暖雙供。

2.3 煤改太陽能模式

利用太陽能采暖，主要包括太陽能集熱系統(tǒng)（含管路、儲(chǔ)水罐等）、熱能補(bǔ)償系統(tǒng)（清潔燃燒爐具）、隔熱保溫節(jié)能系統(tǒng)、室內(nèi)散熱系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)等單元。以水作為介質(zhì)在太陽能集熱器中吸收太陽能的熱量被加熱，熱水在太陽能集熱器和用戶的散熱器之間進(jìn)行循環(huán)，在光照不足或陰雨天輔助使用爐具加熱循環(huán)水達(dá)到供熱要求[4]。特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)控制、節(jié)能環(huán)保、安全實(shí)用。

2.4 煤改地?zé)崮Ｊ?/p>

該模式為使用水源熱泵技術(shù)，利用地下熱資源供暖的一種方式。水源熱泵工作原理是通過輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移，可分為地源熱泵和水循環(huán)熱泵[5]。該模式具有舒適度好、干凈衛(wèi)生、效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。

2.5 煤改氣模式

將天然氣、輕烴氣、沼氣等可燃?xì)怏w通過管道輸送至戶用壁掛爐或鍋爐，燃燒產(chǎn)生熱能加熱循環(huán)水，供居民采暖。此模式的特點(diǎn)是設(shè)備安裝簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單。

2.6 煤炭清潔利用模式

該模式是指通過使用潔凈型煤替代散煤，配套使用清潔燃燒爐具，達(dá)到節(jié)能減排的目的。清潔燃燒爐具有熱效率高、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，可以使用潔凈型煤、生物質(zhì)成型燃料等燃料，每戶一個(gè)取暖季大約可節(jié)省燃煤 0.5 噸，節(jié)煤和減排效果明顯。

2.7 建筑節(jié)能

建筑節(jié)能是指通過采取合理的建筑設(shè)計(jì)和選用符合節(jié)能要求的墻體材料、屋面隔熱材料、門窗、空調(diào)等措施，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。目前我國(guó)農(nóng)村建筑多為低層建筑，體形系數(shù)大、外墻和屋頂未采取保溫措施、窗戶密閉性和熱工性能差以及供暖設(shè)備簡(jiǎn)陋低效等因素導(dǎo)致農(nóng)村建筑能耗高[6]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，建筑能耗占我國(guó)能源總消耗量的比例超過 30%，而農(nóng)村建筑能耗則占 建 筑 能 耗 的 39%[7]。 因 此 ，農(nóng)戶建造住房時(shí)均應(yīng)考慮建筑節(jié)能效果，減少不必要的能耗。

3 各類取暖方式對(duì)比分析

各類清潔采暖方式在成本、適用性、效果等方面各有不同，以 1 戶 100 平方米農(nóng)戶住宅每個(gè)取暖季運(yùn)行情況為例進(jìn)行分析，從表2中可以看出各類模式前期投入和運(yùn)行費(fèi)用不一，煤改電、煤改氣、煤改太陽能、煤改地?zé)岬饶Ｊ酵度胭M(fèi)用較大，對(duì)于大部分農(nóng)戶來說負(fù)擔(dān)較重，同時(shí)煤改電、煤改氣等模式需要建設(shè)完備的配套基礎(chǔ)設(shè)施（電網(wǎng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)等）。目前來看，清潔燃燒爐具配套使用潔凈型煤和生物質(zhì)成型燃料是最簡(jiǎn)單、符合農(nóng)戶取暖習(xí)慣、比較容易接受的清潔取暖方式。

表2 各類模式對(duì)比分析

4 結(jié)論

綜上所述，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶清潔取暖受到多方面因素的制約，主要有建設(shè)運(yùn)行成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不完備、農(nóng)戶取暖習(xí)慣等因素。因此，建議國(guó)家加大宣傳力度，引導(dǎo)農(nóng)戶使用更加清潔、高效的取暖方式。同時(shí)制定政策，完善補(bǔ)貼機(jī)制（如對(duì)取暖用電、用氣價(jià)格進(jìn)行補(bǔ)貼），在對(duì)農(nóng)戶建設(shè)清潔取暖項(xiàng)目進(jìn)行補(bǔ)貼的同時(shí)，對(duì)使用過程進(jìn)行補(bǔ)貼，避免改造后農(nóng)戶用不起的現(xiàn)象發(fā)生。并且加快供電、供氣管網(wǎng)建設(shè)，完善配套設(shè)施，為農(nóng)戶使用清潔能源提供保障。清潔燃燒爐具配套使用潔凈型煤和生物質(zhì)成型燃料，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村散煤壓減替代的方式之一，農(nóng)戶容易接受，推廣起來相對(duì)容易，見效快，節(jié)能減排效果明顯。因此，目前應(yīng)以清潔燃燒爐具配套使用潔凈型煤和生物質(zhì)成型燃料作為過渡階段，隨著政策不斷完善、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完備、農(nóng)戶取暖習(xí)慣轉(zhuǎn)變，宜氣則氣，宜電則電，逐步提高太陽能、電、氣、地?zé)岬惹鍧嵞茉吹母采w率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶冬季清潔取暖。

[1]樊雅麗.新型城鎮(zhèn)化過程中農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)研究[J].中國(guó)沼氣,2015,33（4）：91-95.

[2]馬君,馬興元,劉琪.生物質(zhì)能源的利用與研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40（4）：2202-2206.

[3]王元,劉曉光,楊俊杰,廖雄,安曉科,王海芳.相變儲(chǔ) 能 技 術(shù) 的 研 究 進(jìn) 展 與 應(yīng)[J].煤 氣 與 電 力,2010,30（9）：10-12.

[4]雷潔蘭.太陽能供暖系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008（12）.

[5]閆壘.水源熱泵在冬季供暖中的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技,2013（5）.

[6]鄒瑜,宋波,劉晶.對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的解讀[J].暖通空調(diào),2013,43（5）：77-81.

[7]BaoJieHe,LiYang,MiaoYe.Buildingenergy efficiency in China rural areas：Situation,drawbacks, challenges,corresponding measures and policies[J]. SustainableCitiesandSociety,2014,11:7-15.