清洁能源供热与传统能源供热的研究

石博

摘要：随着全球变暖，低碳经济已经受到越来越多人的关注和重视。低碳经济以低能耗、低排放、低污染为基础，其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构。发展低碳经济是关乎人们生活方式、价值理念和国家权益的全球性变革，本文对传统能源的供热模式、清洁能源和可再生新能源供热分类进行了分析，并简要概括了清洁能源和可再生能源供热系统的发展思路和建议。

关键词：清洁能源;可再生能源;供热;分析

城市供热是重要且普遍的民生问题，随着社会经济的大力发展，我国的能源消耗量越来越大，随之而来的能源匮乏和环境问题，使人们面临巨大的压力[1]。清洁能源、可再生资源与非再生资源相比有着非常大的优势，可再生资源不仅资源丰富，还有利于清洁环保，其燃烧后排放的物质污染程度低或没有污染，不会对环境造成破坏和污染[2]。所以，应用清洁能源和可再生能源进行供热有非常大的潜力空间。

一、以煤炭为燃料的供热方式

（一）热电联产

热电联产是一种建立在能量梯级利用概念基础上，将制热（包括供暖和供热水）及发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供热。其原理是由于煤燃烧形成的高温烟气不能直接做功，需要经锅炉将热量传给蒸汽，由高温高压蒸汽带动汽轮发电机组发电，做功后的低品位的汽轮机抽汽或背压排汽用于供热。集中供热热电联产锅炉运行效率较高，可达85%以上。

（二）区域锅炉房集中供热

城市集中供热主要包括三大组成部分，分别是热源、热网以及热用户。在区域锅炉房集中供热的方式当中，热源是区域锅炉房或者集中供热锅炉房。区域锅炉房集中供热，居民区域锅炉房通常选用的是热水锅炉，工业区域锅炉房则采用的是蒸汽锅炉。区域锅炉房集中供热，是将煤炭作为主要原料，其由配热干线、输热干线以及支线共同组成，熱网主要包括蒸汽管网和热水管网两个部分。在供热管网当中，一般会有直接连接和间接连接两种连接方式。城市集中供热作为一种重要的城市基础设置，在提高能源利用率方面发挥着不可替代的重要作用。此外，区域锅炉房集中供热的锅炉热效率可以达到百分之七十五，真正起到减少污染与节约能源的作用，实现了经济效益、社会效益、环境效益以及生态效益的完美结合。

（三）分散小锅炉供热

分散小锅炉的额定蒸发量小，运行效率低，仅为55%左右，且多数除尘器设备陈旧，不能脱硫，烟囱高度不够，导致烟气不能达标排放，是当前被逐步淘汰掉的供热方式之一。

二、清洁能源供热的优势

清洁能源，顾名思义环境友好型，可再生，大自然蕴藏的清洁能源可以说是用之不尽的，其间接使用价值也是巨大的，它不仅可以节约现有的宝贵的不可再生资源，还可以杜绝废气污染物的产生，在使用上所消耗的资源较少，即投入成本较低需要人力少，相应的对于环境保护来说是划时代意义的进步。目前主要清洁能源主要有：太阳能、风能、生物能、潮汐能、地热能等等。当前，地热能资源正在被广泛应用，其不仅可以利用起来进行发电，也可以直接被利用于供热，其储量所产生的能量相当于五千亿吨标准煤燃烧所产生的能量。当前勘探开采技术已经可达几千米深处的地下，清洁能源的使用不仅不需要大型的转换设备，也不需要大量消耗现有的燃料。利用地热能供热，不仅经济有效，而且环保价值可观。

三、以热泵为热源的供热方式

热泵是指利用高位使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。其实，热泵就和泵一样，能够将一部分不能被直接利用的低位热能转化成为具备高利用价值的高位热能，进而更好地实现节约部分高位能的目的。热泵运行的工作原理是逆卡诺循环原理，其组成部分包括压缩机、节流装置、冷凝器以及蒸发器。以低位热源来进行分类，热泵可以分为多种形式，其主要包括水源热泵、空气热泵、太阳能热泵、土壤源热泵、污水源热泵等等。

四、以天然氣为热源的供热方式

（一）燃气热电联产

关于燃气热电联产，我国目前使用频率最高的一种形式叫做锅炉加供热汽轮机。其实际工作原理是，天然气在锅炉中燃烧产生热量—传递给蒸汽—蒸汽带动汽轮发电机组发电。但是，纵观我国近几年的供热形势的变化，这种燃气热电联产系统的主要应用范围是煤改气的热电联产。在城市当中新建立起来的热电联产系统并没有使用这种方式。

（二）燃气锅炉

对于燃气锅炉，天然气燃烧产生的热量直接用于供暖，是最简单的一种供热方式。这种供暖方式包括家用燃气炉、中小型燃气锅炉和区域大型燃气锅炉。后两者皆是集中供热系统，尤其是区域燃气锅炉，需要通过热网向大面积的用户供热。由于热源更为集中，供热系统运行工况更加稳定，锅炉运行效率更高，同时大型锅炉更有条件采用先进的低氮燃烧技术，环境污染更小，在一些已有的"煤改气"区域供热系统中可根据具体情况慎重应用。

（三）燃气锅炉

对于燃气锅炉，天然气燃烧产生的热量直接用于供暖，是最简单的一种供热方式。这种供暖方式包括家用燃气炉、中小型燃气锅炉和区域大型燃气锅炉。后两者皆是集中供热系统，尤其是区域燃气锅炉，需要通过热网向大面积的用户供热。由于热源更为集中，供热系统运行工况更加稳定，锅炉运行效率更高，同时大型锅炉更有条件采用先进的低氮燃烧技术，环境污染更小，在一些已有的"煤改气"区域供热系统中可根据具体情况慎重应用。

五、清洁能源供热与传统能源供热的经济性比较

大自然赋予的能量对于人类日常生产来说是无穷无尽的，其绿色清洁的特点是当下趋之若鹜的优点，利用潮汐能、地热能、太阳能等每节约一吨标准煤的燃烧，约可节省29306焦耳能量，并可节约不可再生资源开采与勘探所花费的总计120吨的原生资源;另外，清洁能源生产过程中将不会产生废污水和污染物，相当于节省了上千元经费，利润也会在一千元左右。总而言之，可再生资源不仅节约了现有资源，减少了浪费，另一方面又杜绝了污染物的产生，保护了原本就很脆弱的环境，而且在使用过程中，还遏制了不可再生资源的消耗。如果清洁能源能快速发展起来，还会为城市提供大量工作岗位，推动各行各业的健康发展。

六、结语

综上所述，社会在发展，时代在进步，各行业各领域都在紧追时代发展的脚步，适用最符合时代发展需求的发展方式。城市供热系统亦是如此，传统能源供热引起存在着诸多的问题和弊端，其必然会被各种新型清洁能源所代替，新型清洁能源供热的适用也会进一步提高供热系统的效率。

参考文献：

[1]李萌.京津冀农村清洁能源供热采暖成本降低路径研究[J].城市，2017（3）：70-77.

[2]梁洪杰.创新思路，先行先试，积极推进清洁能源供暖[J].价格理论与实践，2017（10）：11-12.

[3]张岳，吕欣.本溪市清洁能源供暖产业发展对策研究[J].内蒙古科技与经济，2017（13）：6-7+9.

[4]周俊飞.燃煤供热电厂采用燃气蒸汽联合循环机组清洁生产改造案例分析[J].上海节能，2017（7）：419-423.

[5]引导低碳采暖促进节能减排——卡帝梵·中国首届电采暖行业高峰论坛[J].高科技与产业化，2017（10）.