唐山市农村地区冬季取暖方式的探讨

唐山市新能源技术推广站 刘宗昆

唐山市农村地区冬季取暖方式的探讨

唐山市新能源技术推广站 刘宗昆

随着大气污染防治工作的开展，农村地区散煤污染问题日益受到关注。采用清洁取暖方式替代农户传统落后的取暖方式，是解决当前农村地区散煤污染、提高农民生活质量的重要措施。文章以唐山市农村地区农户采暖情况为例，对比分析各类取暖方式的适用性，探讨适宜农民的清洁取暖方式。

农户；冬季；清洁；取暖

随着农村生产生活方式的改变，农民生活水平的不断提高，农民对提升生活质量的诉求日益迫切。加之大气污染防治工作持续深入，治理雾霾力度不断加大，传统取暖方式污染较大，农村地区落后的冬季取暖方式已不能满足当前的社会需求。农村是中国的根，也是中国未来的希望和生态文明的希 望[1]。因 此 ，清 洁 、经 济 、高 效 的 取 暖 方 式 是 治 理 农村地区散煤污染、建设美丽乡村、满足农户冬季取暖需求、提升农户生活质量的必然选择。唐山市从2014 年起实施了农村能源清洁开发利用工程，通过推广清洁燃烧炉具，生物质成型燃料、洁净型煤，因地制宜开展煤改电、煤改气、煤改太阳能、煤改地热、建筑节能等模式建设，逐步实现农村散煤压减替代。经过三年的实施，成果显著，其中清洁燃烧炉具推广数量 就 已 达到 37万台，每年可节省燃煤18.5 万吨。

1 唐山市农村地区冬季取暖现状

唐山市位于渤海湾中心地带，居燕山南麓，河北省东部，地势北高南低，自西、西北向东及东南趋向平缓，直至沿海。北部和东北部多山，中部为燕山山前平原，南部和西部为滨海盐碱地和洼地草泊。唐山属暖温带半湿润季风气候，呈现出明显的大陆性气候特征。全年日照 2600～2900 小时，年平均气温 12.5℃，极端气温最高 32.9℃，最低 -14.8℃。

农村地区人多地广，农户居住分散，大部分农户习惯烧炕取暖，丰南区、玉田县等靠近天津市的部分农户习惯使用通烟囱炉烧暖气取暖。据不完全统计，全市约有农户 146.41 万户，其中非燃煤用户约有 42.19 万户，燃煤用户约有 104.22 万户。从表 1 中可以看出，唐山市农村冬季取暖以燃煤为主，太阳能、电能等其他取暖方式为辅。由此可见，农村地区燃煤用户占多数，转变取暖以燃烧散煤为主的现状，开发使用清洁能源进行取暖是当前需要解决的问题。

表1 唐山市农村地区冬季取暖情况 （万户）

2 清洁取暖方式

清洁取暖的清洁能源利用包括煤炭清洁利用和原煤替代两种模式：原煤替代是指通过使用生物质成型燃料、沼气、天然气、太阳能、电能、地热能等清洁能源，将农村农户每年使用的原煤替换下来，达到减少高硫散煤的使用量，减少有害气体、粉尘排放，减少大气污染的目的；煤炭清洁利用是指利用清洁型煤代替原煤的一种利用方式，煤粉经过加工，加入节能减排增效剂，燃烧实现清洁排放，满足农户取暖需求。

2.1 生物质成型燃料替代模式

此模式是农户以生物质压块为燃料进行冬季取暖代替原煤的一种方式，生物质成型燃料是将秸秆、菌棒、花生壳、木屑、林业三剩物等生物质，经过一定的温度和机械压力作用，利用固化成型设备挤压制成棒型、块型、颗粒型等燃料，集中利用，从而改善生物质原有性能，提高热效率[2]。每吨生物质成型燃料可替代燃煤 0.75 吨，同时变废为宝，减少秸秆、木屑等废弃物野外焚烧。

2.2 煤改电模式

用户安装电暖气、电锅炉、空调等采暖设备向室内供暖的一种方式，除常规使用以上方式外，还可采取新型碳纤维电热供暖技术、相变储能技术、空气源热泵供暖系统，具有操作方便、无污染、易计量等特点。其中碳纤维电热供暖技术是用高等级碳纤维长丝为发热元件，整套系统埋设在地板下，由碳纤维电热线、温控器及电线等材料构成。相变储能技术是利用材料在相变时吸收或放出热量来实现储能和释能的目的[3]。空气源热泵直供地暖系统类似空调，通过消耗少量电能，提取空气中的热量，达到室内供暖的目的，此系统最大优点是冷暖双供。

2.3 煤改太阳能模式

利用太阳能采暖，主要包括太阳能集热系统（含管路、储水罐等）、热能补偿系统（清洁燃烧炉具）、隔热保温节能系统、室内散热系统、自动控制系统、防雷系统等单元。以水作为介质在太阳能集热器中吸收太阳能的热量被加热，热水在太阳能集热器和用户的散热器之间进行循环，在光照不足或阴雨天辅助使用炉具加热循环水达到供热要求[4]。特点是操作简单、自动控制、节能环保、安全实用。

2.4 煤改地热模式

该模式为使用水源热泵技术，利用地下热资源供暖的一种方式。水源热泵工作原理是通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移，可分为地源热泵和水循环热泵[5]。该模式具有舒适度好、干净卫生、效益显著等优点。

2.5 煤改气模式

将天然气、轻烃气、沼气等可燃气体通过管道输送至户用壁挂炉或锅炉，燃烧产生热能加热循环水，供居民采暖。此模式的特点是设备安装简便，操作简单。

2.6 煤炭清洁利用模式

该模式是指通过使用洁净型煤替代散煤，配套使用清洁燃烧炉具，达到节能减排的目的。清洁燃烧炉具有热效率高、节能环保的优点，可以使用洁净型煤、生物质成型燃料等燃料，每户一个取暖季大约可节省燃煤 0.5 吨，节煤和减排效果明显。

2.7 建筑节能

建筑节能是指通过采取合理的建筑设计和选用符合节能要求的墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施，达到节能降耗的目的。目前我国农村建筑多为低层建筑，体形系数大、外墙和屋顶未采取保温措施、窗户密闭性和热工性能差以及供暖设备简陋低效等因素导致农村建筑能耗高[6]。统计数据表明，建筑能耗占我国能源总消耗量的比例超过 30%，而农村建筑能耗则占 建 筑 能 耗 的 39%[7]。 因 此 ，农户建造住房时均应考虑建筑节能效果，减少不必要的能耗。

3 各类取暖方式对比分析

各类清洁采暖方式在成本、适用性、效果等方面各有不同，以 1 户 100 平方米农户住宅每个取暖季运行情况为例进行分析，从表2中可以看出各类模式前期投入和运行费用不一，煤改电、煤改气、煤改太阳能、煤改地热等模式投入费用较大，对于大部分农户来说负担较重，同时煤改电、煤改气等模式需要建设完备的配套基础设施（电网、燃气管网等）。目前来看，清洁燃烧炉具配套使用洁净型煤和生物质成型燃料是最简单、符合农户取暖习惯、比较容易接受的清洁取暖方式。

表2 各类模式对比分析

4 结论

综上所述，实现农户清洁取暖受到多方面因素的制约，主要有建设运行成本高、基础设施不完备、农户取暖习惯等因素。因此，建议国家加大宣传力度，引导农户使用更加清洁、高效的取暖方式。同时制定政策，完善补贴机制（如对取暖用电、用气价格进行补贴），在对农户建设清洁取暖项目进行补贴的同时，对使用过程进行补贴，避免改造后农户用不起的现象发生。并且加快供电、供气管网建设，完善配套设施，为农户使用清洁能源提供保障。清洁燃烧炉具配套使用洁净型煤和生物质成型燃料，是实现农村散煤压减替代的方式之一，农户容易接受，推广起来相对容易，见效快，节能减排效果明显。因此，目前应以清洁燃烧炉具配套使用洁净型煤和生物质成型燃料作为过渡阶段，随着政策不断完善、基础设施建设完备、农户取暖习惯转变，宜气则气，宜电则电，逐步提高太阳能、电、气、地热等清洁能源的覆盖率，实现农户冬季清洁取暖。

[1]樊雅丽.新型城镇化过程中农村生态文明建设研究[J].中国沼气,2015,33（4）：91-95.

[2]马君,马兴元,刘琪.生物质能源的利用与研究进展[J].安徽农业科学,2012,40（4）：2202-2206.

[3]王元,刘晓光,杨俊杰,廖雄,安晓科,王海芳.相变储 能 技 术 的 研 究 进 展 与 应[J].煤 气 与 电 力,2010,30（9）：10-12.

[4]雷洁兰.太阳能供暖系统在建筑中的应用[J].太原城市职业技术学院学报,2008（12）.

[5]闫垒.水源热泵在冬季供暖中的应用[J].民营科技,2013（5）.

[6]邹瑜,宋波,刘晶.对国家标准《农村居住建筑节能设计标准》的解读[J].暖通空调,2013,43（5）：77-81.

[7]BaoJieHe,LiYang,MiaoYe.Buildingenergy efficiency in China rural areas：Situation,drawbacks, challenges,corresponding measures and policies[J]. SustainableCitiesandSociety,2014,11:7-15.