呼和浩特市农村清洁能源冬季采暖技术集成模式研究

摘要 本文介绍了在呼和浩特市部分农户示范推广“生物质节能炉+节能架空炕连灶+附加阳光间太阳房”冬季采暖技术集成模式的内容和应用效果，分析了其产生的经济效益、社会效益和生态效益，并针对存在的問题提出相应的建议，以期为我国农村清洁能源的利用提供参考。

关键词 农村清洁能源；冬季采暖；技术模式；效益分析；内蒙古呼和浩特

中图分类号 S210 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）11-0184-02

近年来，国家高度重视雾霾天气和大气污染防治工作，取代传统的燃煤采暖方式已迫在眉睫，这为北方地区开发利用清洁能源冬季采暖技术提供了发展空间。目前，呼和浩特市农户冬季取暖仍主要通过燃烧煤炭采暖，所占比例约为70%，主要通过火炉（占70%）、土锅炉（占20%）、火炕（占10%）取暖，其余通过燃烧秸秆、薪柴及用电采暖[1]。燃料以煤为主，能量利用率低，采暖能耗相对较高，农村户均年煤耗量超过3.5 t，采暖期长达6个月。

2015—2017年，呼和浩特市依托内蒙古农村牧区清洁能源技术模式关键技术转化应用项目，结合当地实际情况，在呼和浩特市赛罕区格此老村、根堡村、托克托县伞盖村、和林县小南沟村选择了200户农户示范推广生物质节能炉、节能架空炕连灶、太阳能暖房3项采暖集成技术，实现了冬季保温取暖、多能互补、节本增效，极大地提高了能源的利用效率，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益，成为最经济、有效的技术模式之一，深受广大农民群众的欢迎。

呼和浩特市具有丰富的生物质能、太阳能等清洁能源资源，通过发挥多能互补集成采暖技术优势，满足农村冬季基本采暖需求，缩短供暖时间，明显降低采暖成本，探索出适宜当地农村生产生活条件和易于推广的清洁能源采暖技术集成模式。

1 农村清洁能源冬季采暖技术集成模式

1.1 生物质节能炉采暖系统

采用的生物质多功能高效低排放节能炉是针对北方地区农民的生活习惯和用能特点而研发的具有自主知识产权的节能炉具产品，主要采用了赤峰市圣火能源科技有限公司生产的生物质节能环保锅炉。该款炉具采用半气化燃烧方式，具有一、二次配风，以及燃烧充分、燃料适应性强、结构合理、使用方便、安全可靠等特点。夏季每天只需3～5 kg生物质燃料即可满足1 d的炊事所需，冬季采暖时每天只需约20 kg的生物质燃料就可达到温暖的效果。与之配套的设施设计新颖，集采暖、炊事、洗浴、暖炕等功能于一体，相互集成，自成系统，解决了农民生活难题。

1.2 节能架空炕连灶采暖系统

节能炕一般都与灶相连，也称为炕连灶。炕连灶一般由省柴灶、进烟口、炕洞、炕面、炕墙、炕檐、垫土层、出烟口和烟囱等部分组成[2]。在采暖期，燃料投入灶内即可做饭，同时高温烟气通过进烟口进入烟洞一端，在炕洞中高温烟气进行均匀分流，把热流传给炕面，在炕洞另一端烟气汇合，通过炕的烟囱排出。在非采暖期，灶内的烟气不经过炕洞而直接从烟囱排出。通过对炕灶建筑材料、内部结构进行技术更新和改造，在不改变农民生活习惯的前提下，提高炕灶综合热效率，从而达到节能增效、美化室内环境、提高室内温度、缓解能源供需紧张的目的，解决了生活能源短缺问题，实现了能源互补利用。

1.3 附加阳光间式太阳房采暖系统

附加阳光间是一种太阳能直接受益系统，是由于直接受益获得太阳能而使温度产生较大波动的空间[3]。在冬季一天中的所有时间，附加阳光间的温度都比室外高，这一较高的温度可以减少建筑物的热损失。阳光间既可以供给太阳能，又可以作为一个缓冲区，减少热损失，使建筑物与阳光间相邻的部分获得一个温暖的室外环境。附加阳光间具有集热、蓄热、保温等功能，冬暖夏凉，冬季在无辅助热源的情况下可以提高室内温度，在高寒地区体现了明显的节能效果，而且干净卫生、造价低廉、构造简单、管理方便、不需要动力。随着人类对能源要求的不断增长，太阳能的开发利用必将发挥越来越大的作用。

2 应用效果

为准确掌握生物质节能炉具、节能架空炕连灶、附加阳光间式太阳房3项采暖技术模式节能效果，技术人员在采暖期内选择示范户进行对比试验，参与试验户在采暖期内保证室内温度≥16 ℃。示范户和对照户都是取热值相当的煤炭，每天记录燃料耗用情况，通过对比试验得出示范户比对照户平均省煤3 t/年。

2.1 生物质节能炉应用效果

大量农作物秸秆、薪柴等生物质能源得到开发利用，明显减少了化石能源的使用量，在采暖期内生物质节能炉供暖系统使室内温室达到16 ℃的前提下节煤率达30%，较传统取暖煤炭使用量平均节省 1.2 t/年。

2.2 节能架空炕连灶应用效果

节能炕连灶改革了炉膛、锅壁与灶膛之间相对距离和吊火高度、烟道通风和炕内结构，并在炕灶方面增设了保温措施，提高了余热利用效果，扩大了火炕的受热面和散热面，在冬季可使80 m2房子温度提高2 ℃ 以上，较传统取暖煤炭使用量平均节省1 t/年。

2.3 附加阳光间式太阳房应用效果

在采暖期内，附加阳光间作为集热蓄热部分所收集的热量，可使100 m2农宅室温提高5 ℃以上，起到了一定的供暖作用，较传统取暖煤炭使用量平均节省0.8 t/年。在阳光间内还可以种花养草，休息晾衣，开阔视野，舒展心情[4]。

3 效益分析

3.1 经济效益

农村清洁能源技术集成采暖模式平均省煤3 t/年，煤炭价格按650元/t计算，每年可节省1 950元，200个示范户共节省39万元/年。若每户按购置节能炉具1 500元、建设附加阳光间式太阳房8 000元、建设节能炕连灶700元计算，合计花费10 200元，预计5年左右可收回投入成本，之后使用均为纯增经济收入。

3.2 社会效益

一是改变了农村用能结构。家庭用能结构发生了明显变化，生活用能由过去燃烧秸秆、薪柴、煤炭为主，转变为使用节能炉炕灶和太阳房辅以煤电为主，用能结构更加合理。二是拓宽了农民增收渠道。农村清洁能源技术模式示范推广，延伸了太阳能及生物质能的利用方式，拓宽了农民的增收渠道，为农民冬季取暖节省了不少的开支。三是改善了庭院卫生条件。新技术模式示范推广与社会主义新农村建设相结合，房前屋后不再堆放秸秆、牛粪、羊粪，使庭院实现了美化、净化，使脏、乱、差的状况得到了较大改善。

3.3 生态效益

农村清洁能源采暖技术模式每户平均节省燃煤3 t/年，有效促进了农村节能减排，保护了农业生态环境。按照燃烧 1 t标煤产生2.36 t CO2、0.024 t SO2、0.007 t氮氧化物计算，200个示范户共计减少CO2排放量1 416 t，减少SO2排放量14.4 t，减少氮氧化物排放量4.2 t。

4 存在的问题与建议

一是农村清洁能源技术集成采暖模式所需前期投入较高，经济效益不太明显，全靠农户自身投资使用难度较大，建议现阶段依靠国家扶持政策和政府财政补贴进行示范推广。二是农村清洁能源技术推广体系能力较弱，辐射面积和范围有待进一步扩大，建议设立农村清洁能源新技术研究与推广专项资金，加强体系建设，培训更精干的推广队伍进行技术指导服务。三是农村清洁能源开发利用创新能力不足，建议积极争取各方政策支持和项目资金进行深度的技术创新和产品研发，不断完善技术模式，研究出更高效节能、低碳环保的新技术、新产品。

5 参考文献

[1] 张慧.呼和浩特市农村地区生活用能现状与发展对策[J].内蒙古农业科技，2013（3）：131.

[2] 李贵富.推广农村吊炕，促进节能减排[J].农业工程技术：新能源产业，2015（2）：32.

[3] 王君一.农村太阳能使用技术[M].北京：金盾出版社，2004.

[4] 刘亚良.关于中国农村清洁能源发展及建议的分析[J].农业与技术，2017，37（3）：168-169.