[學(xué)習(xí)資料]電采暖應(yīng)用及經(jīng)濟性分析.doc

上海熱麗電熱材料有限公司Reli Electric Heating Systems Co. Ltd資料文獻(xiàn) 閱后請及時歸還 內(nèi)部文件編號：電采暖應(yīng)用及經(jīng)濟性分析 中國地暖論壇 2004年摘要： 本文介紹了我國采暖地區(qū)特別是北京市的電采暖形式、應(yīng)用規(guī)劃及其優(yōu)惠政策，分析了電采暖的經(jīng)濟性，指出電采暖必須結(jié)合蓄熱才是理想的方式。 關(guān)鍵詞： 電采暖 蓄熱 經(jīng)濟分析0 引言我國城市采暖形式以區(qū)域鍋爐房和熱電廠為熱源的集中供熱為主，燃料主要為煤，燃煤所造成的粉塵和有害氣體排放是造成我國北方城市冬季污染的主要來源。為了改善城市環(huán)境，緩解燃煤造成的污染，國內(nèi)一些城市開始鼓勵采用潔凈采暖技術(shù),電采暖就是其中值得推廣的一種采暖方式。雖然其一次能源的利用效率低，但由于在使用中對當(dāng)?shù)丨h(huán)境無污染，調(diào)節(jié)靈活，又不存在傳統(tǒng)計量收費的難題，開始受到人們的關(guān)注。1 國內(nèi)電采暖市場經(jīng)過幾年的發(fā)展，目前國內(nèi)電采暖市場已初具規(guī)模且前景廣闊。1.1 北京市1.1.1 北京市電采暖的規(guī)劃改善北京的能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展天然氣、電力等清潔型能源，是治理北京市環(huán)境污染的重要途徑與手段，也是體現(xiàn)現(xiàn)代化水平、改善城市形象、提高城市競爭力、保證城市可持續(xù)發(fā)展的重要措施1。北京市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點是大力發(fā)展天然氣和電力等清潔能源，替代城市民用和市區(qū)工業(yè)用煤。按照北京市總體規(guī)劃和環(huán)保要求，三環(huán)以內(nèi)和海淀區(qū)將改造成為無煤區(qū)，計劃在2002年逐步取消20 噸以下的燃煤鍋爐。2002年開始，北京市區(qū)采暖主要利用城市熱力管網(wǎng)、地?zé)?、余熱、燃?xì)狻⑷加秃碗姴膳确绞?。計劃?008年清潔能源比重約占終端能源消費量的86%，其中電力消費量為620億千瓦時（其中27億千瓦時用于電采暖替代煤），約占終端能源消費量的44.8%。為實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)，北京市已制定優(yōu)惠政策以鼓勵使用清潔能源，合理確定峰谷電價，鼓勵蓄能式電采暖進(jìn)行后夜用電采暖。1.1.2 北京市電采暖的分布現(xiàn)狀北京市從2000年起對城區(qū)一些平房居民戶開始推行電采暖。隨著電采暖面積的不斷擴大，電采暖將成為北京市冬季采暖的主要方式之一。截止2002年底，北京市已形成了一個初具規(guī)模的電采暖市場。統(tǒng)計，北京用電采暖的已有上百家單位，2001年采暖面積達(dá)550萬平方米，2002年底達(dá)到1000萬平方米，其發(fā)展勢頭可以用迅猛一詞來表達(dá)。據(jù)北京市供電局的統(tǒng)計資料顯示，到目前為止北京市共有217個單位或居民區(qū)開始實施電采暖工程。其中，居民區(qū)共計75處，機關(guān)46家，工業(yè)企業(yè)26家，賓館18家，學(xué)校8所，科研單位6家，寫字樓、娛樂場所、商場各4家，醫(yī)院2家。1.1.3 北京市電采暖的發(fā)展前景按照規(guī)劃，北京市電采暖供熱面積2001年達(dá)到600萬平方米，2002年達(dá)到 1000萬平方米，2005年達(dá)到1400萬平方米，2010年達(dá)到 3000萬平方米；2015年達(dá)到5000萬平方米。將對二環(huán)以內(nèi)的平房進(jìn)一步實施電采暖改造工程。同時，電力部門將配合對194片危改小區(qū)進(jìn)行危舊房改造配套電力工程，還將對內(nèi)二環(huán)6條大街、南北中軸線、水系治理沿線在內(nèi)的86條街道實施架空線路入地工程，路徑長度為463.1公里。1.2 其它地區(qū)東北、西北地區(qū)大中城市為了改善城市環(huán)境、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，近年來開始推廣電采暖，目前已形成了相當(dāng)規(guī)模的電采暖市場。如大連市2001年推出的“藍(lán)天碧?！惫こ讨刑岢?，今后大連市中心區(qū)和部分小區(qū)要創(chuàng)建無燃煤區(qū)。對此市建委、環(huán)保局等部門研究制定了利用清潔能源代替燃煤的規(guī)劃方案。大連供電公司推出了電熱供暖用電的優(yōu)惠政策，即應(yīng)用電熱供暖系統(tǒng)增加的電力容量免收電力增容貼費，居民多用電享受梯度優(yōu)惠電價等，用優(yōu)惠用電政策和環(huán)保措施促進(jìn)電熱供暖技術(shù)的應(yīng)用。黃河以南、長江中下游傳統(tǒng)的非采暖地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們生活水平普遍提高，越來越多的居民冬季要求采暖。這些地區(qū)采暖時期短且熱負(fù)荷較小，采用集中采暖不經(jīng)濟，目前主要的采暖形式為電采暖空氣源熱泵。隨著分時電價的制定，該地區(qū)蓄熱電采暖器潛在市場巨大。電采暖發(fā)展初期其推動并不樂觀，主要原因為電采暖運行費用過高，居民難以承受。此外，我國電力供應(yīng)實際情況是低谷電富裕而高峰電緊缺，大量無蓄熱功能的電采暖應(yīng)用加大了電網(wǎng)的峰谷差。為了降低電采暖的運行費用，實現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷，各地區(qū)鼓勵用低谷電來采暖，為此相繼出臺了電采暖用電優(yōu)惠政策，一方面整體降低電采暖的電價，另一方面實行峰谷電價。2 電采暖的形式目前，國內(nèi)市場上的電采暖設(shè)備越來越多，既有國產(chǎn)的，也有進(jìn)口的。各種設(shè)備的使用方法不同，其使用電費及設(shè)備初投資也會不同2。電采暖形式如圖1所示。2.1 電暖器電暖器一般設(shè)置在用戶房間內(nèi),其屬于分散式電采暖，主要形式有電熱微晶玻璃輻射取暖器、電熱石英管取暖器、電熱油汀、陶瓷電取暖器、對流式取暖器（暖風(fēng)機）等普通電暖器和具有蓄熱功能的相變蓄熱電暖器等。 2.2 電鍋爐電鍋爐采暖屬于集中式電采暖，其產(chǎn)生的熱媒（熱水或蒸汽）由集中供熱管道輸送到每個房間，多用于一幢樓宇或建筑密集的居民、商業(yè)小區(qū)供熱。電鍋爐有普通、蓄熱兩種。普通電鍋爐不帶蓄熱功能，國內(nèi)電采暖推出初期被大量使用，使用結(jié)果表明，其運行費用偏高，關(guān)鍵是它不能充分利用夜間的廉價電，且進(jìn)一步加大電網(wǎng)的峰谷差?，F(xiàn)在普通電鍋爐逐漸被蓄熱式電鍋爐所替代。蓄熱式電熱鍋爐采用低谷電蓄熱，可削峰填谷，縮小電力供應(yīng)峰谷差，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，得到電力部門推薦，用戶可享受低谷電價；但一次投資較高。電鍋爐采暖由于供熱管網(wǎng)有熱損失、末端用戶調(diào)節(jié)困難，其總體能源利用率較低。2.3 電熱膜目前國內(nèi)涌現(xiàn)出了大量的電熱膜生產(chǎn)廠家，其使用得到大力推廣。它屬于分散式電采暖。電熱膜是一種通電后能發(fā)熱的半透明聚酯薄膜，由可導(dǎo)電的特制油墨、金屬載流條經(jīng)印刷、熱壓在兩層絕緣聚酯薄膜間制成的，并配以獨立的溫控裝置，其工作時表面溫度為40-60。電熱膜采暖時大部分熱量以輻射方式送入房間。單獨的電熱膜采暖由于不具有蓄熱功能其運行費用偏高，不利于電網(wǎng)的削峰填谷。如能與相變蓄熱電熱地板結(jié)合使用則可克服這一缺陷。2.4 相變蓄熱電熱地板相變蓄熱電熱地板（簡稱相變電熱地板）是一種新穎的采暖方式，目前還處于研究中。它利用定形相變材料把電熱膜或電纜所消耗的夜間廉價電轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軆Υ嫫饋?，供白天采暖。這樣可以節(jié)省采暖運行費用、對電網(wǎng)實現(xiàn)削峰填谷。將相變材料貯存電熱與地板采暖方式相結(jié)合，是潔凈、節(jié)能、方便和舒適的選擇。2.5 熱泵熱泵是利用少量的電能把熱量從低位熱源輸送到高位熱源以滿足采暖需要的裝置。根據(jù)低位熱源種類區(qū)分，熱泵可分為空氣源熱泵、水源熱泵和土壤源熱泵等。2.5.1 空氣源熱泵在我國用得最多的空氣-空氣熱泵是可以進(jìn)行全年空調(diào)的熱泵式房間空調(diào)器。這種空調(diào)器有整體式和分離式兩類。這些房間空調(diào)器適用于一個房間的全年空調(diào)，其中有的產(chǎn)品裝有輔助電加熱器，可在室外空氣溫度過低時補充加熱。2.5.2 水源熱泵水源熱泵系統(tǒng)由室外水源、熱泵、水循環(huán)回路和送風(fēng)系統(tǒng)等組成。制冷運行時，將房間的余熱及機組的輸入功率一起都轉(zhuǎn)移到室外水源中去；供熱運行時，從室外水源中提取熱量。這種系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)方便、單獨計價、布置緊湊、簡捷靈活，設(shè)計方便、施工及運行管理簡便等優(yōu)點。但是其應(yīng)用受到水源的制約。2.5.3 土壤源熱泵土壤源熱泵以土壤中儲存的熱能為能源,來實現(xiàn)冬季供熱、夏季制冷 3。采集器在冬季從土壤內(nèi)采集熱量時，實際在對土壤內(nèi)注入冷量；而夏季采集冷量時，在對土壤內(nèi)注入熱量，這樣對調(diào)節(jié)淺層土壤的溫度場，改善動植物的生存條件也將會起到一定的作用。對土壤源熱泵的應(yīng)用研究還剛起步，有待進(jìn)一步的研究與開發(fā)。3 經(jīng)濟性分析電采暖的優(yōu)點有目共睹，為了調(diào)整城市能源結(jié)構(gòu)、改善城市環(huán)境，各地都在大力推廣電采暖。在推廣過程中，電采暖的經(jīng)濟性引起了廣泛爭議4。為此，下面對各種形式電采暖在北京的初投資和運行費用進(jìn)行分析。3.1 基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)(1)采暖天數(shù): 121天；(2) 燃料熱值：天然氣35160kJ/Nm3；(3) 天然氣價格：1.9元/Nm3；(4) 電價：非低谷時段0.44元/千瓦時，低谷時段0.2元/千瓦時；(5) 折舊年限： 20年，大修費：折舊40，維修費：固定資產(chǎn)2；(6) 年平均熱效率：電暖器（普通、蓄熱）： 1.0，電熱鍋爐（普通、蓄熱）：0.95，電熱膜：0.9， 相變電熱地板：0.9，空氣源熱泵： 2.5， 水源熱泵：3.5，燃?xì)忮仩t：0.9。3.2 各種形式電采暖初投資計算 初投資包括戶內(nèi)、戶外部分的設(shè)備投資和工程費用，均未考慮電力部分（高壓配電網(wǎng)、低壓配電網(wǎng)、戶內(nèi)線和電表）費用。計算結(jié)果如圖2：圖2 各種電采暖初投資比較從計算結(jié)果可看出：能源利用率很高的熱泵初投資偏高；普通電暖器、電熱膜采暖初投資低，但其不具有蓄熱功能不值得推廣；蓄熱電暖器初投資適中。 3.3 各種形式電采暖運行費用計算圖3為老式多層建筑、一期節(jié)能建筑和二期節(jié)能建筑的運行費用的比較。圖3 各種電采暖的運行費用說明：運行費用的計算包括電費、水費、人工費及維修費，電價采用北京優(yōu)惠電價。圖4 各種電采暖的總費用比較可看出：建筑物的保溫性能決定電采暖的運行費用；老式多層建筑熱泵、相變電熱地板及蓄熱電暖器運行費用低于天然氣集中采暖運行費用；一期節(jié)能建筑除普通電暖器、電熱膜及普通電鍋爐外其余電采暖運行費用均低于天然氣集中采暖運行費用，其中蓄熱電暖器、相變電熱地板運行費用已接近、低于城市熱力管網(wǎng)集中采暖運行費用；二期節(jié)能建筑電采暖除普通電鍋爐外均低于天然氣集中采暖運行費用，其中熱泵、相變電熱地板及蓄熱電暖器運行費用已低于城市熱力管網(wǎng)集中采暖運行費用。因此，對于保溫好的建筑采取合適的電采暖其運行費用可以低于城市熱力管網(wǎng)集中采暖、天然氣集中采暖運行費用。運行費用計算說明，具有蓄熱功能的電采暖可以大大降低采暖運行費用；無論何種建筑普通電鍋爐采暖運行費用都是最高的。 3.4 各種電采暖總費用計算總費用包括初投資、運行費用，初投資根據(jù)設(shè)備折舊年限及折舊率計算單位采暖面積的折舊費。圖4為一期節(jié)能建筑各種電采暖總費用比較。圖中可看出：蓄熱電暖器總費用最低，其經(jīng)濟性最好；相變電熱地板雖然其初投資偏高，但其運行費用低，綜合考慮經(jīng)濟性優(yōu)勢明顯；熱泵運行費用較低，但其初投資偏高，總費用較高；普通電暖器、電熱膜盡管初投資低，但其運行費用偏高，經(jīng)濟性差，不宜大量推廣使用；普通電鍋爐運行費用偏高導(dǎo)致其經(jīng)濟性最差，蓄熱電鍋爐雖然降低了運行費用，卻加大了初投資，綜合考慮其經(jīng)濟性不好。 4 結(jié)論 4.1 在我國電采暖可作為熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方式和大型鍋爐房集中供熱方式的輔助方式，可以很好的解決集中供熱或鋪設(shè)天然氣管道有困難區(qū)域的冬季采暖問題。4.2 電采暖的應(yīng)用應(yīng)綜合考慮其經(jīng)濟性。 蓄熱電暖器、相變電熱地板具有良好的經(jīng)濟性，其大量應(yīng)用不僅降低用戶的采暖費用，而且可以對電網(wǎng)實現(xiàn)削峰填谷。不具有蓄熱功能的電暖器、電熱膜及電鍋爐不提倡使用，其經(jīng)濟性差，同時加大電網(wǎng)的峰谷差。4.3 能源利用率高的空氣源熱泵由于結(jié)霜問題沒有得到很好的解決，制約了其在我國北方地區(qū)的應(yīng)用。有條件的地方可以采用水源熱泵來采暖。4.4 理想的電采暖方式應(yīng)該具有蓄熱功能，以便充分利用夜間低谷電，其一降低用戶采暖運