北方采暖地區(qū)既有建筑節(jié)能改造的熱點問題研究

北方采暖地區(qū)既有建筑節(jié)能改造的熱點問題研究

1北方城鎮(zhèn)采暖工藝中國供暖地區(qū)主要分布在北方城市建筑、農村住宅建筑和流域南部（中國以前未規(guī)定的供暖地區(qū)）。盡管農村及長江流域以南地區(qū)建筑的采暖目前對我國建筑節(jié)能工作影響很大,但其特點、主要問題、需要的政策機制等與北方城鎮(zhèn)采暖完全不同。本文僅對我國北方城鎮(zhèn)建筑采暖的相關問題進行研究。至2008年,我國列入采暖地區(qū)的北方城鎮(zhèn)民用建筑總面積為88億m建筑采暖的能源消耗主要由建筑采暖需要的熱量、采暖系統(tǒng)的過量供熱以及熱源與采暖系統(tǒng)效率三大因素決定。1.1建筑供暖所需的熱量當維持室溫不低于18℃時,目前北方地區(qū)城鎮(zhèn)建筑冬季采暖需要的熱量為60~140kWh/m1.2供熱系統(tǒng)的用量導致社會熱其是由于各種原因導致由采暖系統(tǒng)送入建筑內的熱量高于上述的建筑采暖需要的熱量,引起的熱量浪費。造成過量供熱的主要原因有:a)要求提高室內溫度,以獲得更高的舒適度;b)由于溫度調節(jié)困難,為了保證部分偏涼的房間不冷,只好加大供熱量,導致多數(shù)房間(或建筑)過量供熱;c)氣候轉暖,不能對供熱系統(tǒng)及時調節(jié),導致室溫全面過高,過量供熱。根據(jù)實測和計算分析,目前集中供熱系統(tǒng)的過量供熱量為建筑采暖需熱量的120~150%,也就是說有17~33%的總熱量是由于過量供熱所浪費。良好的外網(wǎng)和建筑入口的調節(jié)可以把過量供熱損失降低到10%以下,而末端的有效調節(jié)手段(分戶、分室調節(jié)),才能徹底消除過量供熱損失或將損失降低到3%以下。目前我國推行供熱改革,對采暖進行熱量計量并按照熱量收費,為的是通過經濟手段調動末端用戶自覺調節(jié)的能動性,從而減少過量供熱。然而,目前已經安裝熱表實現(xiàn)熱量計量的建筑中,大部分建筑的過量供熱現(xiàn)象并沒有明顯的改善。這主要是由于目前實行的熱改方案中對末端調節(jié)重視不夠,沒有為末端用戶提供有效的室溫調節(jié)手段,從而難以實現(xiàn)大幅度降低過量供熱的預期效果。1.3供暖和回暖系統(tǒng)的效率不同的采暖熱源方式,能源轉換效率差別極大。1.3.1燃煤鍋爐低能耗發(fā)展以前為集中供熱系統(tǒng)提供熱量的主要熱源方式是20t/h以下的燃煤鍋爐,其燃煤-熱量轉換效率為40%~75%。拆除小鍋爐,更換為20t以上大型熱水鍋爐后,燃煤-熱量轉換效率可達75%~85%,系統(tǒng)效率顯著提高。目前不少城市出于改善大氣環(huán)境的目的,希望進一步取消這些燃煤鍋爐,用燃氣鍋爐或各類熱泵等方式替代。實際上,經過多年努力,我國已經具有很好的脫硫、除塵技術,可以使20t及以上的燃煤鍋爐達到高標準排放要求。大多情況下是疏于管理。從節(jié)約能源、最大可能挖掘各類能源潛力的角度來看,效率達到80%以上的燃煤鍋爐在我國目前的能源結構狀況下應該是優(yōu)于燃氣鍋爐和系統(tǒng)COP不到2.5的電動熱泵的熱源方式,不應該簡單地拆斥和替換。1.3.2熱電聯(lián)產熱源我國目前集中供熱系統(tǒng)的熱源一半左右是由燃煤熱電聯(lián)產方式提供,如果以全國的平均發(fā)電煤耗計算熱電聯(lián)產電廠冬季所發(fā)電力的燃煤量,把熱電聯(lián)產電廠多消耗的燃煤作為其輸出熱量所消耗的燃煤量(這叫做“好處歸熱法”),則熱電聯(lián)產方式的燃煤-熱量轉換效率可達130~200%。因此熱電聯(lián)產方式是目前以燃煤作為一次能源以獲得熱量時能量轉換效率最高的方式,也是最適合我國以燃煤為主的能源結構下冬季建筑采暖的最合適的熱源方式。我國正是因為有大量的燃煤熱電聯(lián)產型采暖熱源,才使得我國建筑單位采暖能耗與西歐、北美相距不大。然而對于小容量熱電聯(lián)產電廠(發(fā)電容量小于5萬kW),其非采暖期的發(fā)電煤耗高達450~500gce/kWh。長時間工作在非熱電聯(lián)產工況下,導致全年整體的能源轉換效率極低。然而,在冬季熱電聯(lián)產工況下這些小電廠的能源轉換效率遠高于大型鍋爐直接供熱。因此如果保留這些小熱電聯(lián)產電廠,嚴格禁止其純發(fā)電運行,相比在冬季采用大型燃煤鍋爐供暖更有利于節(jié)能減排。近十年來,我國在發(fā)展熱電聯(lián)產供熱方面存在兩方面的傾向:一些起步較早的城市(如北京、沈陽、赤峰,三個不同規(guī)模的典型城市)由于城市建設的飛速發(fā)展,目前的城市管網(wǎng)容量、熱源容量都趕不上城市發(fā)展建設速度,只好增加熱水鍋爐以滿足需求,導致熱電聯(lián)產熱源比例的逐步下降;對于新發(fā)展起來的城市(如內蒙的一批新興城市),出于各種原因,在城市周邊建起了大量熱電聯(lián)產電廠,盡管其可輸出的熱量已遠大于城市建筑供熱需求,但仍在千方百計地進行新建、擴建,導致這些熱電聯(lián)產電廠的熱電比很低,實際運行工況脫離熱電聯(lián)產的高效工況。科學規(guī)劃和全面發(fā)展熱電聯(lián)產方式,使其成為我國北方城鎮(zhèn)采暖的主要熱源方式,進一步挖掘潛力提高熱電聯(lián)產系統(tǒng)的能源轉換效率,應作為我國北方供熱節(jié)能減排的基本決策。1.3.3燃煤熱電聯(lián)產的合理利用燃氣鍋爐的燃氣-熱量轉換效率可以達到85~90%,并且容易實現(xiàn)清潔燃燒,全球天然氣鍋爐目前都作為主要的采暖熱源方式。但是,國外的天然氣是其主要的化石能源,而我國目前仍是以燃煤為主,天然氣總量不到燃煤總量的7%。怎樣合理規(guī)劃燃煤和燃氣的使用,使二者物盡其用,充分發(fā)揮最大效能,是我國能源規(guī)劃必須面對的特殊問題。我國目前天然氣的發(fā)電效率可達到55%,比燃煤發(fā)電效率相對高50%,而燃煤鍋爐和燃氣鍋爐的燃燒效率差別在10%以下,相比之下,燃煤用于鍋爐供熱而將有限的燃氣用于發(fā)電更為合理。燃氣熱電聯(lián)產方式由于燃氣輪機過量空氣系數(shù)較大,導致排煙熱損失高,所以綜合熱效率并不一定高于燃煤熱電聯(lián)產。為了提高能源利用率,燃氣熱電聯(lián)產的熱電比遠小于燃煤熱電聯(lián)產,為了輸出同樣的熱量而發(fā)出的電力要遠大于燃煤熱電聯(lián)產。為了滿足相同建筑面積的供熱所需要的燃氣量為燃氣鍋爐的3倍以上,這就加劇了冬季天然氣供應緊張的狀況。1.3.4管網(wǎng)、管道設置目前北方城市大多數(shù)供熱主管網(wǎng)都采用聚氨酯保溫的直埋管方式,保溫效果很好,供熱期間管網(wǎng)熱損失一般不超過2%。而分散在各個建筑小區(qū)的從熱力站或小區(qū)鍋爐房引出的庭院管網(wǎng)(也稱為二次管網(wǎng))的保溫狀況卻差別很大。近年來修建的庭院管網(wǎng)保溫性能良好,熱損失幾乎可以忽略,而有些早期修建的管網(wǎng),采用管溝方式鋪設,礦渣棉保溫,保溫效果非常差,冬季熱損失達到供熱量的20~30%。對于這種庭院管網(wǎng)進行徹底翻修,是供熱領域投資回報效益最大的節(jié)能減排措施。1.3.5熱泵能耗分析使用熱泵從低品位熱源中提取熱量,為建筑供熱,目前被認為是一種可再生能源的供熱方式。實際上這種方式主要借助消耗高品位的電能來實現(xiàn)供熱。評價熱泵方式供熱能源利用效率的參數(shù)是系統(tǒng)的COP,即消耗1kWh電力可產生幾kWh熱量。這里熱泵系統(tǒng)的電力消耗不能僅考查作為熱泵的壓縮機耗電,還需要包括兩側的循環(huán)水泵等輔機的電耗。我國燃煤發(fā)電效率為35%,扣除輸送損耗后,末端折合的燃煤-電力轉換效率為32%,而大型燃煤鍋爐的燃煤-熱量轉換效率為85%,因此只有當熱泵系統(tǒng)的COP高于2.65時,熱泵才可能比燃煤鍋爐節(jié)能。目前在華北、東北地區(qū)實測的水源熱泵、地源熱泵工程全冬季平均的系統(tǒng)COP在2.5~3之間,有些比燃煤鍋爐節(jié)能,有些實際能耗高于燃煤鍋爐,是否節(jié)能與系統(tǒng)的設計和運行管理細節(jié)有關,但決不是“只要采用地源水源熱泵就一定節(jié)能”。目前對此給出的大量財政補貼和政策優(yōu)惠,實際獲得的節(jié)能效果甚微。尤其在東北、內蒙、新疆、青海等地區(qū),氣候寒冷,地下溫度不超過10℃,不可能實現(xiàn)高效的地源、水源熱泵,COP很難超過2.6,因此這些地區(qū)的大多數(shù)工程案例的實際能耗都高于燃煤熱源。在山東、河南等年均溫度較高的地區(qū),水源熱泵、地源熱泵有可能獲得系統(tǒng)COP大于3,節(jié)能效果可能優(yōu)于燃煤鍋爐。1.3.6燃氣壁掛爐采暖能耗當采用天然氣鍋爐時,無論是燃燒效率還是排煙的污染程度,大容量、中容量鍋爐及分戶的小容量壁掛爐都沒有區(qū)別,這是由天然氣性質所決定。而采用分戶的采暖爐,避免了調節(jié)不勻造成的過量供熱,能充分發(fā)揮使用者的行為節(jié)能,有人開,無人關。我國北方從西到東各個大中城市都已陸續(xù)出現(xiàn)采用燃氣壁掛爐的采暖小區(qū),實際的單位采暖面積天然氣耗量都顯著低于集中燃氣鍋爐房。盡管陸續(xù)有天然氣壁掛爐采暖能耗高經濟性差的報道,但大都是由于建筑的入住率低,使用者周邊都是不采暖房間,從而導致單戶采暖用氣量大。然而與入住與否都要全棟建筑采暖的集中式燃氣鍋爐采暖的方式相比,整棟建筑的采暖用氣量要低得多。在無法接入熱電聯(lián)產熱網(wǎng),又必須采用天然氣作為采暖能源的條件下,分戶燃氣壁掛爐是最合適和最節(jié)能的方式。綜上所述,表1列出了我國北方城鎮(zhèn)目前各種采暖方式的能耗范圍,使用面積以及用能總量。2正在研究北方供暖和節(jié)能工作中存在的問題和新技術發(fā)展趨勢下文就目前社會關注的我國建筑采暖的政策和技術的熱點問題進行專門討論。2.1以熱計量收費為核心的熱改“熱改”熱計量的目的就是為了消除“過量供熱”現(xiàn)象,使采暖能耗在目前的基礎上降低20~30%。同時,可以使得各種建筑節(jié)能技術(如圍護結構保溫等)能夠在市場機制下得到更好的推廣,并從節(jié)能效果中得到經濟回報。然而,盡管以八部委文件為標志的“熱改”已經開展10年,國家又從政策和財稅制度上大力推進,但至今的狀況仍存在著諸多問題。(1)“暗補改明補”的改革在北方大多數(shù)城市已經實現(xiàn),只有少數(shù)大城市沒能實現(xiàn)。這一任務在以前曾被認為是落實熱改最困難的一個環(huán)節(jié),現(xiàn)在按照預期目標基本實現(xiàn)了。在私有住宅成為住房主體之后,熱計量是唯一可行的熱費收繳方式。實現(xiàn)“暗補改明補”的城市,基本上實現(xiàn)了住宅樓內管網(wǎng)的改造,從而實現(xiàn)“每戶一閥”,“不交錢不供暖”,供熱與否可以單獨分戶控制。(2)在建筑節(jié)能相關標準和管理措施的約束下,大多數(shù)新建住宅安裝了以分戶熱表為主導方式的分戶熱計量裝置,按照“十一五”期間北方建筑節(jié)能改造和熱改的任務,實現(xiàn)了近10億m(3)幾乎沒有真正實行按照熱量計量進行收費的案例,最多也只是一些“模擬運行”的試點。歸結其原因:一是遲遲不能確定熱價標準,即二部熱價中按面積熱價和按熱量熱價的比例;二是不能真正解決建筑中不同部位的房間同樣采暖效果但需熱量卻相差幾倍的問題,很難通過一些“修正系數(shù)”緩解這一矛盾;三是目前的分戶熱表可應用性很差,不能解決定期標定、故障排除等巨大的服務需求問題,很難真正依靠這一尚不“精確”的系統(tǒng)進行實際收費。(4)一種普遍說法是“實現(xiàn)熱改的前提是先做好節(jié)能改造,做好節(jié)能改造的建筑才能進行計量和收費改革”。節(jié)能改造的結果必然是降低采暖耗熱量,節(jié)能改造后的建筑采暖平均耗熱量必然低于當?shù)氐牟膳骄臒崃?如果從公平的標準出發(fā)確定熱價,節(jié)能改造后實行熱計量住房的采暖熱費就一定低于其它按照面積收繳的采暖熱費。負責運行的熱力公司很難從局部采暖耗熱量降低中看到其經濟收益,但很容易從熱費收繳量的減少上看到其經濟損失。本來按照面積收費是保溫好的建筑多交錢補貼保溫差的建筑,現(xiàn)在保溫好的建筑按照熱量收費,不再多交錢,而保溫差的建筑仍然按照面積收費,繼續(xù)少交錢,熱力公司必然造成虧損。因此,應該全面實行按熱量計費,或者優(yōu)先在保溫差耗熱量多的建筑實現(xiàn)按照熱量計費,通過熱費的增加促進其保溫的改造,而不應該把節(jié)能改造作為實行熱改的先決條件。由此可以看出,以熱計量收費為核心的“熱改”在我國目前基本上沒有真正實現(xiàn)?！斑^量供熱”的現(xiàn)象沒有得到有效的遏制。目前設計的熱計量收費技術體系結構不適合中國的實際國情,這是熱改不成功的實質原因。我們的目的是為了遏制“過量供熱”,推動“建筑保溫”。解決“過量供熱”的核心是給出有效的、可操作的室溫調節(jié)手段,使得室溫偏高時,可以通過暖氣系統(tǒng)的調節(jié)降低室內溫度而不需要開窗散熱。推動建筑保溫可以僅測量一棟建筑熱入口的總熱量,而不必要測分戶熱量,因為建筑保溫一定是對整座建筑實施,建筑中部分區(qū)域的采暖需熱量大一定是出于對整個建筑的功能要求所造成(如建筑的邊、角、頂部房間)。我國的集中供熱系統(tǒng),是從熱源出發(fā),先把熱量輸送到連接幾萬到二、三十萬平米的熱力站,再從熱力站把熱量輸送到各座建筑。對住宅建筑,進入樓內的熱量被分配至各戶人家,而對于非住宅建筑,一棟或幾棟建筑往往對應于一個物業(yè)管理主體,由這個物業(yè)管理主體向熱力公司繳納熱費和負責樓內熱量的調節(jié)分配。這樣,熱計量收費的改革應該從熱力站做起:在熱力站安裝熱表,并作為結算點,作為熱力公司與熱力站下的二級系統(tǒng)管理部門的熱費結算;在各座建筑的熱入口安裝熱表,作為與各座建筑的熱費結算。這兩個結算點投資少,技術有保障,也不存在“二部制”熱價問題,可以完全依據(jù)實際熱量進行結算,并且適應住宅建筑和各類管理體制的非住宅建筑。此外就是推廣一些目前已經成熟可靠的分戶或分室的室溫調節(jié)技術,使得終端用戶有足夠的手段來調節(jié)室溫,減少過量供熱,避免開窗降溫。在做到這兩點的基礎上,對于住宅建筑的熱費分攤、非住宅建筑的供熱系統(tǒng)管理等,可以根據(jù)實際情況,采用多種方式,只要能有利于促進終端用戶的主動調節(jié),只要能抑制使用者的開窗行為,就都應得到支持,無任何必要強行推廣某一種方式。2.2天然氣熱電聯(lián)產,以低碳發(fā)展為導向,選擇低能源發(fā)電技術,避免供熱體目前北京等幾個城市在大力推廣天然氣采暖,通過“煤改氣”,改善城市大氣環(huán)境,減少煤燃燒造成的碳排放。并被作為推廣“新能源”、“低碳城市”的重要行動。然而,需要回答是:我國有多少天然氣可以作為北方城市采暖的能源?如果要采用天然氣采暖,應該用什么方式?與世界上大多數(shù)發(fā)達國家不同,我國是“以煤為主”的能源結構,石油和天然氣相對短缺。在交通、化工和某些工業(yè)生產過程中,石油和天然氣具有燃煤無法替代的優(yōu)勢,應該首先把有限的油氣資源保證這些硬性需求。很難想象,我們一方面在以幾乎“三份煤出一份油”的代價在內蒙等煤產區(qū)發(fā)展“煤制油”,“煤制氣”,一方面卻又簡單地把寶貴的天然氣燒掉來“一份氣替代一份煤”!“煤改氣”可以減少碳排放之說在中國完全是不對的。當天然氣總量不變時,某地的直接燃煤改為直接燃氣確實可以使得該地的碳排放降低,但其它地區(qū)本應采用天然氣的其它應用被迫低效地改用更多的燃煤,其結果只能導致總的燃煤量更多,總的碳排放更多!同樣一立方米天然氣,通過不同的應用可能替代的燃煤量差別很大。對于有限的天然氣資源,應該優(yōu)先于那些可以替代燃煤量最大的應用,而不能簡單地將其作為減碳途徑?！懊焊臍狻币愿纳瞥鞘写髿猸h(huán)境,在很多場合下并不成立。目前我國的清潔煤燃燒技術已經有了極大進步,對于大型燃煤鍋爐,脫硫、除塵、脫硝等都已達到嚴格的排放標準,只要經濟上能夠承擔,嚴格管理,大型燃煤鍋爐可以不對城市大氣環(huán)境造成影響。在環(huán)境要求極為嚴格的德國、丹麥等國家,一些城市附近也都有燃煤電廠。我國有何必要從城市環(huán)境出發(fā)而禁掉燃煤鍋爐?只有對于無法進行清潔燃燒改造、無法接入城市供熱管網(wǎng)的小型燃煤鍋爐,天然氣鍋爐才應是一個可能的選擇。那么,天然氣熱源該如何利用呢?與燃煤鍋爐不同,天然氣鍋爐的容量與鍋爐效率和污染排放程度幾乎無關,因此發(fā)達國家大量住宅建筑采用分戶的天然氣壁掛爐采暖。采用大型燃氣鍋爐,并不能提高效率,也不能減少排放,但卻只能通過集中供熱管網(wǎng)輸送熱量,而集中供熱的弊病卻仍然存在。系統(tǒng)過量供熱、末端難調、管網(wǎng)熱損失等問題依然得不到解決。當采用一戶一臺的燃氣壁掛爐時,可以徹底避免集中供熱的各種損失。因此采用天然氣采暖時,應該堅持“宜小不宜大”的原則,盡可能采用分棟、分戶設置小型鍋爐的方式,盡可能避免在城市供熱中出現(xiàn)大型天然氣鍋爐。采用天然氣熱電聯(lián)產,提高系統(tǒng)能量轉換效率,似乎是在大型集中供熱系統(tǒng)中采用天然氣熱源的一種解釋。盡管天然氣熱電聯(lián)產可以先利用天然氣的高品位部分發(fā)電,僅利用發(fā)電后的低品位熱能供熱,綜合能源轉換效率較高。但是由于天然氣熱電聯(lián)產的熱電比小,大部分燃氣的能量被用于發(fā)電,很少一部分用于供熱。所以,提供同樣的熱量所需要的天然氣量是天然氣鍋爐直接供熱的3~4倍。對于我國天然氣資源短缺、熱電的一次能源基本來源于燃煤的國家,這也不能作為天然氣的合理應用。尤其在燃氣供應短缺的冬季,大量的燃氣用于發(fā)電而替代已有的燃煤電廠,顯然不合理。此外,我國北方地區(qū)目前大力發(fā)展風電,必須備有同樣發(fā)電規(guī)模的調峰電廠才能使風能電廠正常運行,充分發(fā)揮其作用。而能與風電廠配合的快速調峰只有水力發(fā)電和燃氣發(fā)電。我國北方水力發(fā)電資源很少,不足以承擔今后大規(guī)模的風力電廠的調峰任務。而天然氣電廠可以快速啟停,是我國北方為風電廠調峰的最佳方式。如果利用燃氣熱電聯(lián)產電廠冬季供熱、其它季節(jié)為風電調峰,就使其在冬季失去了調峰能力,將影響冬季風電的正常利用。因此,我國需要一定容量的燃氣電廠,為風電和太陽能發(fā)電調峰,電廠容量可以很大,從而具有很大的調峰能力。由于只是調峰的作用,全年的運行小時數(shù)和總用氣量并不大,符合我國天然氣資源匱乏的狀況。這貌似與天然氣熱電聯(lián)產相同,但在能源系統(tǒng)中起著完全不同的作用。2.3燃煤熱電聯(lián)產wj利用“吸收式供熱”技術盡管燃煤熱電聯(lián)產熱源是各種集中供熱熱源中能源轉換效率最高的方式,但熱電聯(lián)產仍然有很大的節(jié)能潛力。為了使得燃煤熱電聯(lián)產電廠能在非供熱期也具有較高的發(fā)電效率,近年來我國的熱電聯(lián)產逐漸轉到單機容量為20萬和30萬kW的熱電機組。這種機組在夏季純發(fā)電工況下也能獲得很好的發(fā)電效率(發(fā)電煤耗低于350gce/kWh),而在冬季供熱時,為了保證機組安全,汽輪機的低壓缸必須通過足夠的流量,導致相當于總流量20~30%的蒸汽通過低壓缸做功后進入冷凝器,把其熱量在30~40℃下通過冷卻塔或空冷島排出。如果能把這部分熱量充分利用,可以使這類機組的供熱能力在目前的基礎上增加30~50%。目前已提出基于“吸收式換熱”的新的流程,以實現(xiàn)這一目標。已經開發(fā)出系統(tǒng)的工藝流程和成套設備,并完成了大同第一熱電廠兩臺13.5萬kW風冷機組改造的示范工程。進行改造的系統(tǒng)投資約1億元,使供熱面積由原來的370萬m我國北方地區(qū)的集中供熱系統(tǒng)的熱源一半左右由燃煤熱電聯(lián)產方式提供。這些系統(tǒng)中的絕大多數(shù)都具備進行“吸收式換熱”改造的條件。如果全面推廣實施這一技術,可以在大多數(shù)北方城市通過改造增加熱電廠的供熱能力,使熱電聯(lián)產熱源為集中供熱提供熱源的比例由目前的50%提高到70%以上,并滿足大量新建建筑的新增采暖需求。初步估計,全面在熱電聯(lián)產系統(tǒng)中采用這一技術,每年可節(jié)約能源3000萬tce。2.4城市供熱余熱利用的必要性和可行性實際上可以為城市建筑采暖提供熱源的還有大量的工業(yè)余熱。我國工業(yè)生產過程能耗占全國總能耗的65~70%,其中鋼鐵、有色、石化、建材、輕工五大行業(yè)用能占工業(yè)生產用能的70%以上。目前這些工業(yè)過程能源利用的熱效率在30~70%之間,所剩下的70~30%的能源以工業(yè)余熱的形式排出。這些工業(yè)余熱中,較高溫度的熱量(如高于200℃)可以通過余熱發(fā)電來轉換為電力,但大部分熱量是在30℃~80℃下排出,其中大部分還是通過冷卻塔水蒸發(fā)散掉,從而使得冷卻塔耗水成為工業(yè)用水的主要組成部分。對于室外溫度在20~30℃的夏季,30℃左右的余熱無任何利用價值。然而在室外溫度為-10℃的北方冬季,30℃左右的余熱確有巨大的利用價值,它恰好可以作為建筑采暖的熱源。如果考慮距城市中心區(qū)20km以內的工業(yè)排熱都可以作為城市建筑供熱熱源的話,則除了北京、天津兩個城市的部分地區(qū)外,北方其余各大中城市75%以上的建筑采暖熱源都可以由周邊的工業(yè)余熱和燃煤電廠余熱提供,這將使我國城市采暖的用能狀況發(fā)生根本的變化。要實現(xiàn)這一目標,在技術上必須解決低成本地長途輸送低品位熱量的問題,工業(yè)余熱高效采集問題,以及系統(tǒng)對工業(yè)過程可靠冷卻和對建筑采暖的可靠供熱問題。目前這些技術難題都已有了突破性進展,全尺度工業(yè)化實驗也即將在內蒙赤峰、林東等地展開。示范工程的經濟分析結果表明,這種方式的初投資與建設常規(guī)的燃煤鍋爐供熱熱源相當,但建成后不再需要消耗常規(guī)能源,大大降低了運行費,在經濟上具有很大優(yōu)勢,是具有巨大節(jié)能減排效果和經濟優(yōu)勢的供熱熱源方式?？梢宰鳛楣釤嵩蠢玫倪@些工業(yè),多數(shù)都屬于當?shù)氐摹案吲欧拧⒏呶廴?、高能耗”產業(yè),例如鋼鐵廠、銅冶煉廠、鋅冶煉廠、水泥廠、陶瓷廠等。通過余熱利用改造使其成為保障民生的基礎設施。由于能源利用效率的提高,“高能耗”的帽子也可以摘掉。水耗的降低也改善了這些企業(yè)在城市周邊的生存條件。有些企業(yè)如水泥廠,還可以利用其干法轉爐消納城市垃圾和污水處理廠的污泥,成為消納城市固體廢棄物的主要設施。但如何使這些企業(yè)長期存在,保持其為城市供熱,不因為城市的功能調整而停產和搬遷,仍是實施這一新的熱源方式必須面對的問題。如果各級政府積極面對這一問題,組織各方面的資金和技術投入,優(yōu)先解決這些企業(yè)的大氣污染排放問題,有可能在中國的特定經濟發(fā)展背景下,成為循環(huán)經濟的新模式。3北方建筑的綠色節(jié)能潛力預測目前我國北方地區(qū)(按照上世紀80年代法定采暖地區(qū))城鎮(zhèn)建筑總量為88億m4政策支持和機制的保障要實現(xiàn)上述各項采暖節(jié)能措施,在保障居民和各機構冬季生活狀況的前提下實現(xiàn)采暖的大幅度節(jié)能,需要落實建筑保溫、熱改與室溫調節(jié)、熱源改造三件大事,需要政策支持和機制的保障必須面對以下問題。既有建筑節(jié)能改造的資金來源:目前已有很多研究和籌資方式設計(本文不再闡述);熱費的暗補改明補:隨著房改的實現(xiàn),除了北京外北方大多數(shù)城市已經實現(xiàn);熱費核算方法和定價原則:由于一直沒有提出有效方法,目前成為熱改的瓶頸之一;熱源公司、集中供熱公司的運行機制與收益模式:必須加快改革。在此,僅對后面兩點進行分析討論。4.1熱網(wǎng)調節(jié)模式的轉變目前我國大多數(shù)負責城市供熱的熱力公司的經營模式產生四個不一致:小區(qū)二次管網(wǎng)的資產所有者與管理維護者不一致二次管網(wǎng)的修建是由房屋開發(fā)商投資或者認為由于繳納了相當于二次管網(wǎng)連接工程的“并網(wǎng)費”,二次管網(wǎng)的資產從原理上不應歸屬于熱力公司,但目前的使用、調節(jié)、維護甚至改造都由熱力公司主管,這在不同程度上出現(xiàn)資產所有者與管理者的矛盾。二次管網(wǎng)的管理與調節(jié)的目標與熱力公司主網(wǎng)的調節(jié)不一致主網(wǎng)的調度調節(jié)是在保證供熱需求的前提下,盡可能降低從熱電廠的購熱量,盡可能使調峰熱源高效運行;而二次網(wǎng)的維護調節(jié)人員的主要目標是消除故障,保證供熱,為客戶服務。即使“過量供熱”,也要更好的滿足客戶需要。由于沒有任何對熱量的計量與考核,二次網(wǎng)維護調節(jié)人員很難從降低熱耗為目標進行調節(jié)。實際上降低總的熱量消耗在很大程度上要依靠二次網(wǎng)內和樓內的有效調節(jié)。熱力公司的經營機制與“熱改”的按照熱量計量收費不一致在按照面積收費的方式下熱網(wǎng)的調節(jié)目標是在保證沒有投訴的前提下盡可能減少供熱量;而按照熱量計量收費的方式的調節(jié)目標則是盡可能向用戶提供最多的熱量,從而獲得最大的收益。這兩種調節(jié)模式的很多實際做法完全相反。而現(xiàn)實又幾乎沒有一個集中供熱網(wǎng)能一下子全部實現(xiàn)按照熱量計量收費的熱改,而是兩種方式并存,逐步過渡。往往是保溫好、耗熱量少的建筑先實行按照熱量計量;保溫差、耗熱量多的建筑則繼續(xù)按照面積收費,這必然造成熱力公司虧損。由此一來,熱力公司從自身利益出發(fā),一定反對按照熱量計量的熱改,熱改又如何能實現(xiàn)!熱源高效調節(jié)和熱網(wǎng)調節(jié)利益的不一致熱電聯(lián)產電廠的高效運行希望盡可能低的回水溫度,比較穩(wěn)定的熱量需求,這時可以獲得較高的能源綜合轉換效率。而當熱力公司與電廠僅僅是按照熱量結算時,出于熱力公司的利益就追求不同的運行工況,二者相爭的結果往往使系統(tǒng)偏離整體最合理的運行工況,從而造成能源的浪費。當發(fā)展新型的吸收式換熱熱電聯(lián)產技術、工業(yè)余熱供熱技術時,既需要在分布于各處的熱力站安裝專門的“吸收式換熱器”,也需要熱網(wǎng)調節(jié)的全力配合,大幅度降低回水溫度,這才能全面獲得節(jié)能效果。而如果直接按照目前的熱費結算方式,全部受益都將是熱電廠或其它熱源廠的收益。已有一些工程由于無法約定熱力公司與熱源廠之間效益的分享比例,導致工程一再拖延無法實施。根據(jù)如上矛盾和集中供熱的發(fā)展,需要徹底改變目前城市供熱的運行模式,把熱源廠、城市供熱主干網(wǎng)、熱力站合起來由“熱源公司”運行管理,而熱力站以下的二次管網(wǎng)和樓內管網(wǎng)的維護運行則按照熱力站分別由獨立的采暖服務公司管理。這種采暖服務公司可以與新建的住宅小區(qū)物業(yè)管理公司統(tǒng)一,可以是機關學校大院的采暖管理機構,也可以是單獨專門成立的采暖服務公司。熱源公司與各個采暖服務公司之間完全按照熱力站直接測量出的熱量結算,而采暖服務公司在熱力站從熱源公司購入熱量,承擔熱量在各樓、各室間的調節(jié),提供末端的服務,從采暖用戶收取采暖費。其收費可以繼續(xù)按照面積計算;也可以分樓進行熱量計量,再在樓內根據(jù)某種方式結算;也可以嘗試各種不同的分攤方法。因為采暖服務公司的全部收益就是從用戶收取的熱費與在熱力站結算的熱費的差價,所以就會全力解決二次網(wǎng)和樓內的調節(jié)問題,在滿足室內溫度的基礎上盡可能減少供熱量,從而避免過量供熱。在這種機制的促進下,采用什么技術調節(jié)室溫,采用什么方式分攤熱費,可以根據(jù)實際情況自行決定,都會容易解決。而熱源公司則在獲取最大收益的驅動下,優(yōu)化調度各類熱源,并全力保證各個采暖公司對熱量的需求。面對上述的四個不一致,經過這樣的改制后,就會出現(xiàn)以下情況:采暖公司管轄的二次網(wǎng)至室內的管網(wǎng)系統(tǒng)的資產可以很清楚地歸到公司所屬。這樣,資產所屬、維護、使用運行三者可以完全一致;采暖服務公司的運行調節(jié)目標是降低熱量消耗從而節(jié)省熱費,熱源公司的運行調節(jié)目標是優(yōu)化各熱源效率,保證供應。運行調節(jié)目標與各操作責任者的利益完全一致;“熱改”的任務轉移到熱力站熱源公司和采暖服務公司之間的結算。這樣所需要的投資少,可操作性強,與各方利益相一致,可以實現(xiàn)熱改的目標,促進建筑保溫、避免過量供熱,也與熱改的目標完全一致;有利于促進吸收式換熱熱電聯(lián)產、工業(yè)余熱等各種新型高效采暖熱源的