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熱泵運行穩(wěn)定操作簡單,是農村清潔供暖重要形式
2018年中共中央、國務院一號文件《關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》,標志著我國農村現(xiàn)代化建設開始提速。農村地區(qū)能源變革與農村的發(fā)展息息相關,在開展鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的新時代,農村能源革命是重要的著力點,在鄉(xiāng)村振興的宏偉藍圖中將占據(jù)重要位置。
為何農村需要清潔供暖
2016年12月21日,習近平總書記在中央財經領導小組第十四次會議上指出,“推進北方地區(qū)冬季清潔取暖,關系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬,關系霧霾天能不能減少,是能源生產和消費革命、農村生活方式革命的重要內容”。2017年12月國家10個部委聯(lián)合制定了《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017-2021年)》,明確推進農村清潔供暖等問題。
我國以煤為主的資源特點以及農村居民分散居住的生活習性,長期以來,我國農村地區(qū)冬季取暖以散煤、薪柴直接燃燒取暖為主。截至2016年底,我國北方地區(qū)取暖用煤年消耗約4億噸標煤,其中農村地區(qū)散燒煤(含低效小鍋爐用煤)接近2億噸標煤,散燒煤取暖已成為我國北方地區(qū)冬季霧霾的重要原因之一。
農村取暖中存在的主要問題
我國農村地區(qū)存在建筑用能總量大、能源利用效率低等問題。近年來,我國農村地區(qū)生活用能總量已經超過3億噸標準煤,農村用能主要以燃料直接燃燒為主,燃燒效率低,以北方農村散煤燃燒供暖為例,每年供暖能源消耗量約1.13億噸標準煤,熱效率僅30%~40%,不及區(qū)域大型鍋爐熱效率的一半,與區(qū)域大型鍋爐房相比,相當于每年有5600萬噸標準煤的能量被浪費。
我國農村地區(qū)存在資源未得到充分利用的問題。我國包括秸稈在內的農林剩余物資源豐富,截至2017年底,可供能源化利用的農林剩余物資源約10.9億噸,折合5.4億噸標煤,但受收儲運等因素影響,實際能源化利用資源僅約4000萬噸/年,利用率不足10%,另外,農村傳統(tǒng)生物質利用以直接燃燒為主,轉化利用效率極低,效率不足20%。
其次,太陽能熱水器等太陽能利用技術普及程度雖然較高,但仍面臨冬季無法使用等問題,經濟性和易用性問題是制約其發(fā)展的主要原因。
最后,部分農村地區(qū)未考慮當?shù)刭Y源稟賦,大力推行“煤改電”“煤改氣”,導致農民取暖負擔大,居民擁有氣電采暖設備不敢用等問題。從表面上看,農村清潔取暖,是為了改善空氣質量而采取的能源轉化,而實際上更是一個幫助廣大農民擺脫燒煤、燒柴的歷史,直接提升農民的生活品質,助力美麗鄉(xiāng)村建設的民生工程。 因此,該民生工程應堅持因地制宜原則,不能簡單地理解為“煤改電”“煤改氣”,要根據(jù)農村實際,多元發(fā)展,結合農村地區(qū)當?shù)刭Y源條件與經濟狀況穩(wěn)步推進。
實現(xiàn)農村清潔供暖的主要措施
清潔供暖是指以降低供暖能源消耗和污染物排放為目標的供暖過程,包含清潔熱源、高效輸配管網、高性能建筑物3個環(huán)節(jié)。實現(xiàn)農村清潔供暖可從如下幾個方向開展相關工作。開發(fā)經濟可行的清潔熱源。熱電聯(lián)產及余熱回收熱電聯(lián)產供熱方式在供熱成本(均低于20元/GJ)具有明顯的經濟優(yōu)勢,但是考慮到農村居民分散居住的特點,農村地區(qū)推行此類方式具有較大的阻力;盡管熱泵供熱方式的初投資較高(約90元/GJ),但該供熱方式運行穩(wěn)定,操作簡單,適合農村居民采暖的應用習性,因此結合一定的投資或運行補貼,具備推廣條件。
加強農村住宅圍護結構保溫,降低冬季供暖用能需求。住宅圍護結構保溫包括外墻、門窗、屋頂?shù)墓?jié)能改造,據(jù)測算,農村地區(qū)住宅按65%的節(jié)能標準考慮改造,改造成本分別為:外墻120-140元/㎡,屋頂106-108元/㎡,門窗420-460元/㎡,以100平米房間計算,實現(xiàn)65%節(jié)能標準的房屋節(jié)能改造,節(jié)能改造費用介于5.9-7.2萬元/戶?紤]到農村地區(qū)經濟條件薄弱和建筑體量大等因素,農村建筑節(jié)能改造要實現(xiàn)現(xiàn)有城市75%的節(jié)能水平非常困難,但兼顧建筑可持續(xù)發(fā)展,農村住宅節(jié)能改造標準總體目標是滿足50%節(jié)能的基本要求,經濟條件較好的地區(qū),宜實現(xiàn)65%的節(jié)能目標。
建立新型農村能源供應方式,降低農村供暖煤炭使用比例。首先,以生物質固體壓縮燃料及清潔爐具提供主要供暖用能。對于生物質燃料供應充足地區(qū),可替代小型燃煤供暖爐(北方地區(qū)農戶每個采暖季生物質壓縮燃料需求量約3-4噸),對于生物質燃料供應不足區(qū)域,宜采用煤炭清潔燃燒鍋爐。
其次,利用太陽能解決生活熱水及部分生活供熱。太陽能熱水器提供生活熱水,已經在農村地區(qū)大量應用,由于太陽能的不穩(wěn)定、不連續(xù)性等特點,無法滿足室內全部供暖,需其他能源進行補充。
再次,利用電、液化石油氣等清潔能源提供部分生活用能。采用電、液化石油氣等清潔能源滿足炊事用能,對于部分地區(qū)生物質、天然氣及太陽能等資源匱乏地區(qū),可以通過電驅動空氣源熱泵進行采暖。
最后,充分發(fā)揮不同地區(qū)的資源優(yōu)勢,對于生物質、太陽能、小水電資源豐富地區(qū),除了滿足本村居民的各種用能需求,實現(xiàn)向臨近鎮(zhèn)或小城市的能源輸出。
相關政策建議
一是加強農村住宅圍護結構保溫,降低冬季供暖用能需求。對于新建農村住宅,按照農村居住建筑節(jié)能設計相關標準執(zhí)行;對于原有建筑,經濟條件允許地區(qū),可按65%節(jié)能標準改造,其他地區(qū)按50%節(jié)能標準改造。
二是農村生物質高效清潔利用是農村能源轉型的重要方式,應充分考慮其資源能量密度低和分布分散的特點,農村居民以分散利用為主,優(yōu)先滿足農戶家庭的炊事、生活熱水和部分供暖等需求。對于生物質資源極豐富的地區(qū),解決收集、運輸和存儲等問題后,可考慮生物質集中應用。
三是熱泵是農村清潔供暖的重要形式,利用時應結合農村生活習性、經濟狀況等合理配置。對于長期外出打工入住率低的農戶,可以采用空氣源熱風機;對于經濟較好、短期(如日出夜歸)打工的農戶,可采用空氣源熱泵(熱水型);對于經濟條件較差的農戶,采用自愿改造原則,以清潔煤炭燃燒為主;農村地區(qū)相對集中的學校等共公用建筑或經濟條件較好的新建建筑,可集中采用地源熱泵形式。
四是太陽能集熱器是供應農村生活熱水的重要形式,對于太陽能豐富、經濟條件相對較好的地區(qū),可采用太陽能集熱器為主,空氣源熱泵作為補充熱源的形式滿足農戶采暖問題。