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专家 | 煤改气和煤改电是清洁供热太笼统

中国炉具网-炉具行业门户丨综合服务平台    2018-01-10    作者:石兆玉     来源:供热之声     浏览:702

        入冬以来,围绕北方地区清洁取暖进行的“煤改气”、“煤改电”,在社会上引起了相当大的波澜。由于“气慌”、“电慌”,使不少地区,少儿受冻、老人着凉,以至有的市政府领导,亲自买煤送到居民家里取暖。从国家许多部门到省市地方政府,派出各种督查组、巡视员,以检查指导工作。至今,这项工作,并未完满收场。从笔者的角度观察,这场供热保障的硬仗,打的有点乱,而且是既耗时又费力。9月份,以住建部牵头的国家四部委《关于推进北方采暖地区城镇清洁供暖指导意见》要求抓好燃煤的清洁化利用的同时,因地制宜地作好宜气则气、宜电则电。不久,环保部又下达文件,凡“煤改气”未到位的,允许继续燃煤取暖,同时,国家十部委发布了关于《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》(以下简称“规划”)。显然,这是一个非常重要的文件,是更具有全局性的指导文件。

        笔者是清华大学一名退休教授,几十年来,一直从事供热这一行业的研究。笔者仔细阅读了国家的相关文件,认为有必要对《规划》中的一些政策、理念进行正确解读,如果理解错误,我国的清洁供热,不可能走上健康发展的方向;不但今冬打了乱仗,恐怕未来的五年,也必然会继续打乱仗,而最终受苦的,却是广大的老百姓!有鉴于此,笔者出于一个学者的良知和责任,把自己的思考和建议说出来,以此作为对政府有关部门的一份监督,对供热行业的一份期盼吧!

        要正确理解“清洁取暖”含义

        “清洁取暖”的提出,业内人员都是从积极的意义上去理解的,认为这一提法的提出,为供热事业的发展指明了方向。但随着时间的推移,现在的发展趋势是行业原有的用词述语都必须以此为依据,重新作出调整,这就给工作带来了诸多不利影响。

        何谓“清洁取暖”?本来的意义是指热源处能源的清洁利用和清洁燃烧以及供热系统的高能效。因此,要实现“清洁取暖”,重中之重的工作,首先应该解决好供给侧的许多实际问题,如能源的结构,热源的形式,系统的规模以及热负荷的种类等等。而“取暖”,顾名思义,仅指热用户的供热需求。严格说,供热行业,至今没有实现清洁化,主要原因是供给侧没有到位,而不是需求侧存在什么问题(需求侧,包括建筑的保温性能,室内系统的改进,这些都容易解决)。因此,对“清洁取暖”的提法要有一个要有全局的视野和更为深刻的认知,不然很容易让人造成“取暖”需求侧没有清洁化的误解。为了正确应用行业述语,笔者认为清洁取暖就是“清洁供热”的意思,既指出了清洁化的目标,又标明了必须在供给侧下功夫的努力方向

        自从“清洁取暖”的提出,行业术语都有向“取暖”的术语靠拢的趋势,这需要给予及时纠正和引导,否则将会出现“不必要工作”相继开展的情况。国家建设部1994年1月3日正式发布了行业标准《供热术语标准》。其中明文规定“供热向热用户供应热能的技术”;“供热工程,生产、输配和应用中、低品位热能的工程”;“集中供热,从一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供热”。

        这里,清楚给出,行业的标准术语就是供热、供热工程、供热系统等。笔者的老师王兆霖教授,是全国供热界的第一技术权威、泰斗,曾任清华大学暖通教研室第一任主任。他在生前,曾对笔者讲过行业术语的编制过程:当时,业内曾流行“采暖”、“取暖”的提法,会议决定,在今后工作中,只有室内系统称为供暖系统,其他术语都应涵盖在供热的术语下。笔者认为,行业术语标准的形成,体现了老一代行业专家的集体智慧,希望政府相关部门正确理解《规划》内容实质,将行业术语继续使用和传承下去。

        不能笼统认为“煤改气”就是清洁供热

        《规划》指出,“天然气供暖是以天然气为燃料,使用脱氮改造后的燃气锅炉等集中式供暖设施或壁挂炉等分散供暖设施,向用户供暖的方式。”这里只笼统的提到了脱氮改造,而没有明确规定50mg/m3的脱硝超低排放标准,就直接说,燃气锅炉的集中式供暖,壁挂炉分散式供暖都是清洁取暖。笔者认为,这里应该制订细则予以明确,不然会带来工作上的误解。

        大家都知道,天然气在燃烧温度高于1300℃时,氮氧化物的生成量呈指数式的急剧上升。因此,脱氮的核心,就是控制燃烧温度,尽量减少氮氧化物的排放量。由于我国地少人稠,不同于国外,他们的排放浓度只要达到100mg/m3就可重现蓝天,而我国,必须达到超低排放标准,才能避免雾霾的发生。

        如果我们连脱硝的超低排放标准的要求都不提出,那怎么可能实现燃气的清洁供热?现在,环保部门总是宣传近二年京津冀地区的大气污染如何好于往年,却为什么不研究08年“煤改气”之后的北京大气远不如“煤改气”之前的情形?再比如,新疆地区这二年,大力推行“煤改气”,其结果雾霾天气远比燃煤供暖时更严重?这都说明,天然气供热,也必须进行清洁燃烧,否则,蓝天白云,也不会凭空出现。壁挂炉炉膛很小,难以实现降氮燃烧;再加低空排放,它对大气污染有更加恶劣的影响,如果不加限制,后果将不可想象。

        上述“煤改气”,成为天然的清洁取暖方式,据说是在理论上得到了一些学说权威的支持。

        清华大学环境学院院长、工程院院士贺克斌教授曾经撰文说,在同等供热量下,燃煤与燃气生成的氮氧化物基乎相等,因此,“去煤化是必须的”。这里,不谈燃烧温度,痴谈氮氧化物排放里相等,是没有理论根据的;其次,即使氮氧化物排放量相等,为什么只打煤炭的拍子?不打天然气的拍子?这同样缺少了理论的公允性

        同样是清华大学环境学院的工程院院士郝吉明教授,最近发表感想说:“煤改气”的方向是对的,只是当前遇到了一些困难。

        从我们自己的切身体会想,改变农村永远燃煤球炉子的愿望总是好的。这种说法,完全混淆了“煤改气”的争论实质。谁都知道,清洁燃煤供热、电供热照样可以摆脱农村烧煤球炉的现状。

        因此,这显然不是争论的焦点,现在争论的焦点是“煤改气”要不要强调天然气的清洁燃烧?要不要不顾实际盲目一刀切的发展?“气慌”的发生,不管多少人,找出多少理由,气慌就是气慌,气慌必将损害老百姓的利益,即使贴上再好的标签,也改变不了这一事实。

        不能认为“煤改电”全是清洁供热

        《规划》还指出:“电供暖是利用电力,使用电锅炉等集中式供暖设施或发热电缆、电热膜、蓄热电暖器等分散式电供热设施,以及各类电驱动热泵,向用户供暖方式。”这里,清楚告诉我们:只要是电供暖,不管什么方式,都是清洁取暖,这是需要进一步考证的。清华大学工程院士、供热专家江亿教授多次指出,电锅炉供暖,相当于热效率只有30%的燃煤锅炉供暖,能效极低,绝不是清洁供热。然而没人理会。甚至有人用概算热指标只有20ω/m2的节能建筑与概算指标为40-50ω/m2的普通居民住宅相比较,证明电供暖的优越性,这种不在同一起跑线的比赛,早已不值一提,然而有人照样用此摇旗呐喊。笔者多次指出,正常情况下,电供暖是煤供暖成本的8倍,一般老百姓如何承担得起?如果不考虑国家补贴,老百姓的出路在何方?这样的政策如何能够持续执行下去?

        谈到了电供暖,还必须指出,各类电热泵,其能效比是不同的。水电的发电效率高达80%,其水电热泵,只要能效比大于2,就是节能的,因此,优先发展水电热泵应是长远之计。其次,发电效率高的是风电,效率可达45%,然后,才是火电(发电效率34%)、光电(发电效率15%)。电供热,只有依据发电效率的大小,合理利用才是最有效的。那种认为只要是电,不管如何转化而来,电供暖永远是清洁的,是不恰当的,是缺乏依据的。

        技术创新才是供热事业健康发展之道

        “煤改气”、“煤改电”,只是重复国外的老路,谈不上技术创新。清洁化燃煤供热,国外发达国家没完成这项任务。在中国特色社会主义思想新时代的指引下,我国民间孕育的智慧和创新,正像初升的太阳,喷薄欲出,是谁也无法阻挡的。

        清华大学热能系工程院士岳光溪教授的研究团队,已经在清洁化燃煤供热方面做出了可喜成绩。他们研发的热容量为100-200t/h的燃煤循环流化床锅炉,在炉内外结合的条件下,进行脱硫脱硝一体化处理,达到了国家规定的超低排放标准。其成本远低于燃煤热电厂的相关成本,有利于在供热行业推广。

        煤炭不应该被永远钉在污染的耻辱柱上,只要实现了清洁燃烧,煤炭完全可以跻身于清洁能源的行列;煤炭的清洁燃烧的任务,外国人没有完成,而是历史地落下了中国人的肩上,中国人不辱使命,出色的完成了任务。这再一次说明,中国人具有巨大的创新力,只要路子对头,什么奇迹都可能发生

        《规划》还提到了供热系统高能效化的问题,计划到2021年煤耗指标达到15kg/m2,业内人士都知道,困扰我国供热系统能效不高的关键原因是系统的水力失调、冷热不均。而传统的循环水泵的设置方法不当,又是导致水力失调、冷热不均的直接原因。如果不在供热系统这些关键工艺上进行彻底的革新,只是在一些无关痛痒的枝尾末节上作些小修小改,是很难有大作为的。

        笔者十几年来,一直从事研发的分布式输配系统,就是针对传统循环水泵的设置错误,提出的一项供热系统在工艺上的重大革新举措。分布式输配系统,是将循环水泵,设置在系统末端,进而实现“自助餐”式的流量、热量调节;自动调速、以“泵代阀”,实现三零(零节流、零过流量、零过热量)目标;全网分布式输配系统的推广,可同时完成系统调节、室温控制、热量分摊和计量收费四大功能,是实现供热计量技术的最佳途径。全面推广分布式输配系统,可使现有供热系统节电70-80%,节热20-30%,能使供热系统从热源、热力站、楼栋入口到每家每户实现全网无人值守的全自动控制,将使“互联网+”的信息技术在供热行业大放异彩。这项新技术,已在国内推广十年之久,目前已有4-5亿平方米供热面积,采用了这项技术,效果良好,节能显著。但是这项技术,至今得不到政府的认可,权威承认。

        笔者相信,像类似的发明创新,还有不少,依然散落在民间,难以发光发热。这是对国家无法估量的损失。笔者建议国家有关部门,也能像这次解决“气慌”一样,组织有关的督查团队,到行业基层,收集民间的发明和创新,重新修改清洁供热的五年规划,相信一定能够收到意想不到的效果的。

作者系住房城乡建设部市政公用行业专家委员会城镇供热专家组成员、清华大学教授 石兆玉

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