巴庆伟
(中国铁路哈尔滨局集团有限公司 计划统计部,黑龙江 哈尔滨 150006)
我国的严寒地区通常冬季较长、温度较低,某铁路局集团公司铁路沿线站段地处严寒地区,冬季采暖主要以燃煤锅炉为主,尤其是1蒸吨(0.7 MW)以下的小锅炉数量多,约占总量的65.6%。小锅炉热效率低、供热能耗和成本较高,燃煤锅炉运行排放的二氧化硫、烟尘等造成环境污染,不满足当前节能降耗、环境保护的要求[1]。为此,某铁路局集团公司通过“三供一业”改造等开展节能减排,但目前仍存在部分无法移交小项目的能源和成本浪费、减排措施难以推进等问题(如小面积房屋供热问题),对铁路深化节能减排产生影响[2],如何促进小项目节能减排是需要研究的课题。以该铁路局集团公司某抑尘站供热为例,比较分析燃煤锅炉、电暖气、电锅炉和集中供热4种方式的节能减排情况,以期为北方地区小面积办公房屋供热方式选择提供参考。
该抑尘站主房屋为二层保温板房,面积161 m2,原为燃煤锅炉供热,现为电暖气供热。抑尘站所处地区属寒温带大陆性季风气候,极度寒冷,极端最低气温曾达到-52.3℃,年供热期8个月,供热成本和能耗均较大,亟需优选节能环保、低能耗、低成本的供热方式。
1.1.1 能耗比较
目前可采用的供热方式包括燃煤锅炉、电暖气、电锅炉和集中供热4种,结合该抑尘站现采用的供热方式,根据2021年能源消耗台账资料,将实际电暖气供热能耗、成本与其他3种供热方式估算数据进行比较,4种供热方式年供热能耗情况如表1所示。从表1可以看出,燃煤锅炉有废气排放,其他3种供热方式废气零排放。不同供热方式年能耗从低到高依次为:集中供热<电锅炉供热<电暖气供热<燃煤锅炉供热。
表1 4种供热方式年供热能耗比较
1.1.2 供热成本比较
表2为4种供热方式年供热成本情况。从表2可以看出,不同方式年供热成本从低到高依次为:集中供热<燃煤锅炉供热<电锅炉供热<电暖气供热。
表2 4种供热方式供热成本比较
(1)燃煤锅炉供热。燃煤锅炉能耗和供热成本较高、污染严重。经测算,该抑尘站采用燃煤锅炉供热,年总能耗55.37吨标准煤,年供热成本6.08万元;年废气排放量70万m3,二氧化硫排放量448 kg,烟尘排放量3 500 kg,固体废物排放量18.2 t,平均每平方米排放二氧化硫2.78 kg、烟尘21.74 kg、固体废物113 kg。
(2)电暖气供热。电暖气供暖能耗低于燃炉锅炉供热,供热成本高于燃煤锅炉供热,可实现污染物零排放。电暖气供热安装电暖气24组,合计功率36 kW,年电力消耗20.72万kW·h(25.46吨标准煤),年供热成本16.59万元,供热成本是燃煤锅炉供热的272.86%,但可实现污染物零排放。
(3)电锅炉供热。电锅炉供热能耗、供热成本低于电暖气供热,可实现废气、二氧化硫、烟尘及固体废物等污染物零排放。若采用电锅炉供热,需额定功率20 kW锅炉,年供电电力消耗11.52万kW·h(14.16吨标准煤),年供热成本9.22万元,是燃煤锅炉供热的151.64%、电暖气供热的55.58%,同时可实现污染物零排放,实现相对低能耗、低价格环保供热。
(4)集中供热。集中供热能耗、供热成本最低。经现场查勘,抑尘站可并入集中供热,年供热成本0.89万元,总能耗8.20吨标准煤,供热成本为燃煤锅炉供热的14.63%、电暖气供热的5.36%、电锅炉供热的9.65%,并可实现污染物零排放。
综上,优化供热方式应首先考虑节能减排,因而在电锅炉供热或集中供热方式中进行选择,但这2种供热方式均需前期的改造投入,估算的投资情况如表3所示。
由表3可知,电锅炉供热和集中供热两者中集中供热方式投资回收期较短,为2.42年,建成后其年供热成本为0.89万元,比目前电暖气供热节约成本15.70万元,并且能实现环保供热[3],达到节能减排效果。同时,除室内定期暖气维修大修外,还可节约锅炉更改、大修及维修费用。
表3 电锅炉供热与集中供热投资估算
以该抑尘站为例,从节能减排角度,集中供热优势最大,电锅炉供热次之;从供热成本看,集中供热优势最大,燃煤锅炉供热次之;从供热改造投资看,集中供热优势最大,电锅炉供热次之。综合节能减排、供热成本、改造方案分析,供热并网均最具优势,对小面积办公房屋供热提出建议如下。
(1)最大程度争取接入集中供热并网。对于铁路北方站段、房屋位置偏远[4],或者位于线群间的小面积办公生产房屋,在有接入集中供热并网条件时,虽会产生供热并网项目投资,但因供热并网后供热成本大幅降低,投资回收期相对较短,应优先选择。
(2)严格建设项目可行性研究。对位于线群间的房屋,根据实际情况可采取拆除、移设、整合、停用等方式加以解决,尽量减少在线群间新建房屋,如果必须新建房屋应将供热方式作为重要内容做好项目前期勘查和设计,以利于节约成本、节能减排和环境改善。
(3)确实无法移设、供热并网的小面积房屋,优先选择电锅炉供热。对于难以移设且无法接入热网的房屋,可考虑供热成本相对较低的电锅炉供热,虽然存在电力增容支出[5],但长远看在保证供热效果和低能耗低价格供热的同时,可以有效促进减排,特别是北方地区的铁路站段,在响应政府节能减排政策下,是解决供热问题的可选方案之一。
(4)积极探索实践新能源供热方式。目前有太阳能、空气源热泵[6]、地源热泵等新能源供热设备,应积极探索实践,寻找更适合低温地区使用,在投资、安全、稳定、环保、成本方面更具优势的供热方式,最大限度节能减排的同时创造温暖舒适的工作和生活环境。
以某抑尘站为例,对小面积办公房屋供热综合节能减排、供热成本、改造方案进行分析,供热并网均最具优势,电锅炉供热次之。从供热并网节能效益分析上可以看出,位于北方站段高寒小站区供热并网对节约能源和运输生产成本、美化站区环境、减少污染物排放等产生积极影响,因而应根据实际情况对铁路企业的采暖房屋、供暖设备及方式进行改造,以平衡供暖与节能、环保的关系,达到既节能减排又符合环保要求,今后需积极探索更适合北方站段高寒地区使用,安全、稳定、环保的小站区供热方式。