电采暖技术在山东省的应用及效益分析

鞠文杰，王志梁，梁慧媛，周 珏，高建宏，张令波，黄 磊

（1.国网山东节能服务有限公司，济南 250021；2.国网（江苏）电力需求侧管理指导中心，南京 210019；3.国网烟台供电公司，山东 烟台 264000；4.国网聊城供电公司，山东 聊城 252000）

1 山东省采暖现状

山东省处在传统采暖区，幅员辽阔，房屋建筑规模巨大。2000年以来，城市集中供热发展迅速，全省48个市（区）全部实现城市集中供热，但有些城市出现了因热源不足导致热用户不能入网的现象。同时，受建筑物保温隔热差、封闭性差、传统供热模式效率低等因素影响，单位建筑面积采暖能耗是发达国家的3倍多，供暖能耗巨大。推进电采暖,一是能有效提高能源利用效率，减少能源浪费。居民散烧的能源利用效率普遍低于20%，而电锅炉的运行效率约为85%～90%。实施“以电代煤”可有效减少分散低效燃煤浪费，提高社会整体能效水平［1］。二是能显著降低大气污染和温室气体排放。“十二五”期间，山东省除青岛、烟台、威海、日照4市空气污染较轻以外，其余13个市空气质量出现重污染。高耗低效燃烧煤炭是造成雾霾天气的主要原因。通过大力推广“以电代煤”，可实现有效减少二氧化硫、氮氧化物，排放减少二氧化碳排放量410万t［2］。

2 电采暖效益分析

目前，常用的电采暖技术包括蓄热式电锅炉、热泵、分散式电采暖等［3—5］。本文对供暖技术的全生命周期的综合年费用进行对比分析［6］。

2.1 居民集中式电供暖

边界条件:以济南某典型新建小区为例，节能建筑末端为地暖，建筑面积10万m2，采暖季120天，平均运行热负荷30W/m2。供暖设备利用小时数1 728 h，低谷电价0.406 9元/kWh，平段电价0.748 9元/kWh，燃气价格3.6元/m3（政府补贴后燃气价格2.6元/m3），设备寿命按20年考虑。对于老旧建筑改造，项目初投资及运行费用会有所增加。

经济对比分析:项目初投资仅包含供暖主体设备，水泵、控制系统、水处理等辅助设备，不包含末端散热器等设备费用、工程建设费用和配套电网工程费用。从初投资计算分析，单位面积初投资燃气锅炉最小，市政集中供热最高，其余技术由低到高依次为空气源热泵、水蓄热电锅炉、固体蓄热电锅炉。

运维成本分析:包括人工成本、设备维护成本、燃料成本等，其中燃料成本较大。经分析，单位面积年运维成本由低到高依次为空气源热泵、燃气锅炉（气价2.6元/m3）、燃气锅炉（气价3.6元/m3）、固体蓄热电锅炉、水蓄热电锅炉、市政集中供热。

年费用综合分析:考虑了设备运维成本和设备初投资年值，单位面积年费用由低到高依次为空气源热泵、燃气锅炉（气价2.6元/m3）、燃气锅炉（气价3.6元/m3）、固体蓄热电锅炉、市政集中供暖、水蓄热电锅炉。居民集中式供暖对比分析表如表1所示。

2.2 非居民集中式电采暖

边界条件:以济南某典型新建办公楼为例，节能建筑末端为地暖，日供暖时间16 h/天，平均运行热负荷50W/m2。供暖设备利用小时数按照1 152 h计算，其他条件与居民采暖一致。

经济对比分析:初投资由低到高依次为燃气锅炉、市政集中供热、空气源热泵、水蓄热电锅炉、固体蓄热电锅炉。

运维成本分析:单位面积年运维成本由低到高依次为空气源热泵、燃气锅炉（气价2.6元/m3）、燃气锅炉（气价3.6元/m3）、固体蓄热电锅炉、水蓄热电锅炉、市政集中供热。

年费用分析:单位面积年费用由低到高依次为燃气锅炉（气价2.6元/m3）、空气源热泵、燃气锅炉（气价3.6元/m3）、固体蓄热电锅炉、水蓄热电锅炉、市政集中供暖。非居民集中式供暖对比分析如表2所示。

2.3 分散式供暖

边界条件:以济南某典型居民用户为例，建筑面积100 m2，采暖季120天，平均运行热负荷30W/m2。居民分散式采暖设备利用小时数按照1 728 h计算，电价0.546 9元/kWh。

表1 居民集中式供暖对比分析表

表2 非居民集中式供暖对比分析表

经济对比分析:项目初投资包含供暖主体设备及其辅助系统，不包含电网配套工程费用。经分析，单位面积初投资市政集中供热最高，其次是燃气壁挂炉，电供暖技术由低到高依次为高温碳晶、发热电缆、电热膜。

运维成本分析:各类分散式电供暖产品基本上属于免维护产品，燃气壁挂炉需要进行热水循环管道维护等费用。经分析，单位面积年运维成本燃气壁挂炉，其次是集中供热，最后是高温碳晶、发热电缆、电热膜。

年费用分析:单位面积年费用由低到高依次为燃气壁挂炉（气价2.6元/m3）、集中供热、燃气壁挂炉（气价3.6元/m3）、高温碳晶、发热电缆、电热膜。分散式供暖对比分析如表3所示。

表3 分散式供暖对比分析表

3 综合比较分析

综合考虑初投资及运行成本，对于居民和非居民集中供暖项目，空气源热泵采暖技术经济性较强，优于市政集中供暖和燃气锅炉，具有能效比高、供暖制冷双功能等特点。燃气锅炉仅在取得优惠气价、非居民供暖情况下，经济性稍高于空气源热泵。空气源热泵市场潜力巨大，可大面积推广。

固体蓄热式电锅炉经济性优于市政集中供热，低于燃气锅炉。但蓄热电锅炉使用便捷、安全、蓄热密度高、温度范围大、占地面积小，具有移峰填谷的作用，在市政热力覆盖不到的地方，相对燃气锅炉具有较大的优势，可重点推广。

分散式电采暖技术经济性均不如集中供热。但对于学校、军营、办公场所及生产车间等采暖年利用小时数较少的间歇式采暖用户，高温碳晶、发热电缆、电热膜的经济性会显著提高，可在以上场所大力推广。

4 电采暖推进建议

（1）针对燃煤锅炉制定淘汰（改造）计划，切实推进清洁替代工作开展。按容量、用途调研统计全省35 Rt及以下燃煤锅炉明细，明确淘汰（改造）计划，并由地方环保部门与供电公司建立工作协同机制，共同推进燃煤锅炉清洁替代。

（2）积极宣传电能优势，提高采暖电气化水平。通过媒体、报刊等手段，传播电能清洁、高效的优点以及防治大气污染、促进雾霾治理的理念，引导广大民众理解支持电能替代。

（3）与政府联合推动能源集中电采暖关键技术攻关，制定通用标准。对于蓄热锅炉等核心设备，需进一步加强研发与应用。根据山东省内情况，建设国内领先的集中电供热标准体系，制定相关通用技术标准和质量认证体系，建立健全检测和评价方法，争取核心标准成为通用标准。

（4）投资建设典型电采暖项目，转变用户用能观念。主导实施一批“示范性强、经济效益好、推广效果佳”的示范项目，加强项目实施情况的跟踪分析，以典型引路，主动引导用户提高环保意识，转变能源消费观念。

［1］ 张磊，韩梦，陆小倩.城镇化下北方省区集中供暖耗煤及节能潜力分析［J］.中国人口·资源与环境，2015，25（8）:58-68.

［2］ 霍沫霖，赵佳，徐朝，等.中国散烧煤消费地图及影响因素研究［J］.中国电力:1-8（2017-03-06）.

［3］ 李德贤，任晓东.相变蓄热电采暖分析与探讨［J］.浙江建筑，2012，29（9）:56-59.

［4］ 张瑞，杨欢红.分散式电采暖替代燃煤、燃气锅炉供暖的可行性分析研究［J］.价值工程，2017，36（24）:185-187.

［5］ 李哲，田琦，郭卫强.华北地区空气源热泵无水地板采暖系统节能经济性研究［J］.科学技术与工程，2014，14（2）:228-232.

［6］ 曹申，董聪.绿色建筑全生命周期成本效益评价［J］.清华大学学报（自然科学版），2012，52（6）:843-847.