新疆市政建筑设计研究院有限公司 新疆乌鲁木齐 830063
摘要:新疆维吾尔自治区位于中国西北部,作为能源大省,拥有煤炭、石油、天然气等常规不可再生能源,同时风力资源、太阳能等可再生能源也较为丰富。随着城市快速发展及近几年城市集中供热形式的多样化,传统采暖方式将与新型采暖形式并存,需因地制宜发展。
关键词:新疆;集中供热;能源;多样化;发展
1、新疆地区能源现状
新疆位于我国西北边陲,西跨帕米尔高原,北有阿尔泰山,南有昆仑山和阿尔金山,天山横贯中部,三大山脉相间夹着塔里木和准格尔两大盆地。新疆有着丰富的不可再生能源,其中煤炭预测储量2.19万亿吨,占全国预测储量的40%以上,2018年煤产量已达到1.90亿吨。石油远景资源量213亿吨,除此之外,新疆还拥有包括达坂城风区,塔城老风口风区,额尔齐斯河河谷风区等九大风区,风能资源总的储存量为8.72亿千瓦,有效风速小时数在5500h以上,另外新疆地区太阳能总辐射量达5430~6670MJ/㎡,比同纬度其他地区平均高出10%~15%。根据新疆统计年鉴数据,2017年新疆能源生产总量22214.98万吨标煤,各类能源生产占比如下图:
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图1 新疆地区各类能源成产总量占比
2、新疆地区常见供热方式简析
截止到2017年底,新疆现有供暖面积约6.73亿平方米,其中集中燃煤锅炉供暖面积1.77亿平方米,散烧燃煤供暖面积1.68亿平方米,燃气锅炉供暖面积2.35亿平方米,热电联产供暖面积0.8亿平方米,工业余热供暖面积345万平方米,利用清洁能源(电)供暖面积为953万平方米。各种供热方式简析如下:
(1)燃煤。燃煤锅炉采暖分为两种,一种是传统的利用原煤燃烧制取热水进行采暖,其目前仍然是市政供热领域常见供暖方式之一,具有技术成熟、燃煤价格稳定、运营费用较低等优势,但是随着环保要求的不断提高,目前小规模的燃煤锅炉(20吨以下)已不允许新建,主要原因是小吨位燃煤锅炉的燃烧效率较低,且无法配套高效率的环保设施,而相对规模较大的燃煤锅炉可按照现行锅炉污染物排放要求配置高效的除尘、脱硫、脱硝设施。另一种则是清洁煤供热,主要是指煤炭从开采到利用过程中,对原煤进行洁净处理加工,减少煤炭的含硫、含氮的比例,从而制成型煤或水煤浆,同时在燃烧过程中采用高效洁净燃烧与燃煤污染排放治理技术,使得锅炉污染物排放达到超低排放。
(2)燃气。燃气锅炉采暖是指利用天然气燃烧加热热水进行采暖。其具有污染较低、燃烧高效等特点,但随着近几年“煤改电”工程的实施,发现天然气供暖相对于燃煤锅炉供暖,其污染物排放中虽然粉尘、二氧化硫含量较低,但存在着大量水汽、氮氧化物及其他有机物,其与空气中的颗粒物结合后会加剧雾霾的形成,故必须对燃气锅炉进行减氮处理,包括低氮燃烧和脱氮处理,必要时还需进行气体消白。
(3)清洁能源。清洁能源采暖主要是电采暖,原则上是要求利用风电、光伏发电等清洁能源进行发电采暖,其具有零污染,电热转化率高、自控程度高、环保等优点,但随着城市发展,电采暖推广碰到瓶颈,一是运行费用高,相对于传统燃煤采暖,电采暖成本约为燃煤的2倍,同时初始投资也较高,需配套电采暖专用电力设施。二是风力发电具有间隙性、光伏发电具有随机性,其受自然环境影响较大,无法像火力发电那样可持续输出,故其无法直接用于采暖用电,必须接入国家电网,而采暖工程属于季节性用电,往往造成局部区域冬季用电量非常大,夏季用电量非常小,无形中增加了电网的调配工作,对配电网电能质量造成较大影响。
(4)热电联产。热电联产是一种建立在能量梯级利用概念基础上,将供热及发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用,温度比较高的、具有较大品位的热能用来被发电,而温度比较低的低品位热能则被用来供热或是制冷。这样做不仅提高了能源的利用效率,而且减少了碳化物和有害气体的排放,具有良好的经济效益和社会效益。目前新疆地区已建成热电厂接近80座,全网总装机容量4.943×107KW,但用于电联联产供热面积仅8000万㎡,大部分电厂由于地理位置及用电热不平衡等原因,无法将低品位热有效供给出来,造成资源浪费。因此长距离输热管线的建设及电厂汽轮机改造等是热电联产面临的一大问题。
3、新疆地区集中供热发展前景
2018年6月李克强总理在部署《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中指出要坚持“宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热”。
根据新疆已发布的《新疆维吾尔自治区可再生能源清洁取暖方案(2017年—2021年》,预测到2021年,新疆地区总采暖面积需求将达到9.07亿平方米,其中规划到2021年,全疆可再生能源供暖面积达到3800万平方米左右。
另在2017年底召开的“中国清洁供暖(新疆)论坛”上,中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿认为,新疆城镇供热的主要热源应该是热电联产。江亿认为,煤、气、电是新疆的宝贵资源,是未来经济发展的支柱,新疆已建成充足的热力发电能力,应进行热电联产、热电协同改造,利用热电厂余热作为城镇建筑供热的主要热源;
综上所述,新疆地区城市集中供热应积极响应国家政策,因地制宜发展城市供热系统,避免无规划,盲目跟风的建设供热设施。
4、结论
(1)新疆地区因地制宜发展市政供热设施。其中阿勒泰地区、塔城地区、伊犁、哈密等地区靠近煤矿,煤炭资源丰富,可适当采用燃煤锅炉供暖,但新建规模宜大不宜小,并且新建锅炉必须配套除尘、脱硫、脱硝等环保设施,满足国家及环保部门对锅炉大气排放要求。昌吉地区、阿克苏地区、喀什市等地区因城市周边有热电厂,故宜积极采用热电联产供热,加快长输热水管道的建设,对热电厂规模较小的可适当进行技改。和田地区因天然气资源较为丰富,燃气供应价格较低,故可持续发展天然气采暖。
(2)大规模电采暖发展宜慎重考虑,根据目前新疆电采暖政策,电采暖电价从2017年的0.12元/kwh逐步涨到2021年的0.165元/kwh,涨幅较大且价格不可控,故建议偏远地区、学校以及农村等区域可适当发展小规模的电采暖,并且宜以蓄热式电采暖设备为主。
参考文献:
[1]廖春晖.燃煤热电联产区域供热系统热源优化配置研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014:12-13.
作者简介:任鲁彦,男,(1988.07—),山东平度人,毕业于浙江理工大学,本科,工程师,研究方向:市政集中供热。