哈尔滨市几种主要供热方式的技术经济比较

哈尔滨市几种主要供热方式的技术经济比较市专顾委工业专家组2008年12月23日城市供热管理是我国北方地区城市政府管理工作的重要部分。目前，随着经济和技术的发展，供热方式有很多种选择，选择时要考虑的因素也越来越多，如环保能源方面、投资方面、运行管理方面、舒适程度等等。推广哪一种供热方式对一个城市来说都涉及巨大的资金投入，错误的选择或采用某种不适当的供热方式，不仅会导致巨大而宝贵的建设资金的浪费，还会引起能源、环境和社会安定等方面的一系列问题。因此，如何准确全面的评价各种供热方式的优劣，或者说如何针对一个具体的现实情况选取最适合的供热方式，就成为一个既重要又亟需解决的问题。因此，以科学发展观为统领，坚持节能减排和可持续发展的原则，因地制宜地选择城市供热的最优方式，就成为城市采暖供热管理的首要任务。为此，市专家咨询顾问委员会工业专家组将“哈尔滨市几种主要供热方式的经济技术比较”确立为2007年重点课题。通过对国内外几种主要供热方式的发展状况分析，结合哈尔滨城市供热的具体实际，对能效、经济和环保等一系列相关数据进行经济技术对比分析，得出了明确的结论，并据此提出了有关哈尔滨市供热方式选择的建议。现将研究报告呈上，供市委、市政府领导决策时参考。一、哈尔滨市区主要供热方式的现状分析（一）供热现状我市城市供热主要用于采暖用热和工业企业生产用热。采暖用热方面，截止到2006年末，城市供热面积为14400万平方米，实现集中供热面积8488万平方米，集中供热普及率为58.78%。工业热负荷主要是生产工艺用汽，主要用热行业有机械制造业、医药工业和食品工业。随着老工业基地改造和传统产业结构布局的调整，市区工业热负荷呈逐年减少的趋势。目前，我市的供热方式主要有热电联产供热、区域锅炉房供热、分散小锅炉房供热和小采暖炉灶供热。据统计，截止到2006年末，全市共有热电厂（站）16座（包括企业自备电厂），总装机容量1050.5MW，年发电量42.5亿kWh，供热能力1088GJ/h，供热面积3917万平方米，占供热总面积的27.13%，年耗煤97.375万吨，单位面积耗标煤量24.8kg；全市运行的区域锅炉房（7MW及以上）170座，锅炉453台，承担集中供热面积4571万平方米，占供热总面积的31.66%，年耗煤量137.13万吨，单位面积耗标煤量30kg；分散小锅炉房（7MW以下）2430座，锅炉3491台，生产供热能力512GJ/h，供热面积4209万平方米，占总供热面积的29.15%，年耗煤315.675万吨，单位面积耗标煤75kg；小炉灶采暖近16.4万户，采暖面积1239万平方米，占8.58%；电、油、气等其他形式采暖面积504万平方米，占3.49%（详见表1）。表12006年哈尔滨市城市供热情况明细采暖方式座（站）数（个）锅炉数（个）供热面积（万平方米）占总供热面积百分数（%）热电联产16—391727.13区域锅炉房170453457131.66分散小锅炉房24303491420929.15小炉灶采暖16.4万户—12398.58其他方式采暖5043.49合计14400100.0（二）热网现状目前，我市现有的集中供热热网主要有以哈尔滨市热电厂为主热源的原动力区热网和香坊区热网、以哈尔滨发电厂为主热源的南岗区热网、以哈尔滨化工热电厂为主热源的开发区南岗集中区热网、开发区哈平路集中区热网、开发区迎宾路集中区热网、以华能热电厂为主热源的道里区热网、以哈尔滨华欣热电厂为主热源的道外区热网。（三）环境评价近年来，哈尔滨市的燃油、燃气及电力等清洁能源的应用虽逐年增多，但能源消费结构以煤为主的格局并未发生大的变化，大量燃煤排放的污染物仍是造成哈尔滨市区大气环境污染的主要根源。2006年，市区空气首要污染物可吸入颗粒物年均值为0.104毫克/立方米。全年空气质量达到和好于二级的天数为304天，占全年总天数的83.28%。夏秋两季空气质量基本上达二级，冬季和春季大风日多超二级为轻度污染。主要原因是以煤为主的能源结构不合理，冬季煤烟污染严重，春季扬尘污染更为显著。二氧化硫年均值为0.034毫克/立方米、二氧化氮年均值为0.050毫克/立方米，均达到国家二级标准。降尘年均值14.28吨/平方公里·月，未达标。2006年，哈尔滨市固体废物产生总量为1348.47万吨。其中，城市生活垃圾产生量为109.91万吨，占固废总量的8.15%；工业固体废物产生量为1238.36万吨，占固废总量的91.83%，主要为粉煤灰、煤矸石、尾矿、炉渣等。二、主要供热方式的技术比较（一）各种供热方式的热源结构1.燃煤锅炉房热源。这类热源由于历史的原因和我国能源资源的构成，使得我国供热的热源主要以燃煤锅炉房为主。据资料表明，我国的能源资源中煤占70%，而煤作为供热燃料是最好的利用途径。2.热电厂热源。热电联产具有提高能源利用率、改善供热质量等特点，是目前提倡的一种供热热源。一些有热电厂的城市均建设了城市供热管网，得到了较好的效益，并逐渐在发展。3.燃气为热源。燃气包括天然气、液化石油气、煤气等。近些年，一些天然气田的发现，以及有的煤田直接生产煤气等，使得在采暖地区利用燃气作为热源来供热越来越普遍，甚至一些城市还推出了优惠政策鼓励用燃气供热。燃气作为燃料有些用于区域锅炉房，而更多的是用于单体、户用燃气炉。4.电力为热源。我国近几年电力的发展，为直接采用电能供热提供了先决条件。电暖气、电热膜、电缆线、电热板的供热方式应运而生。除此之外，还有单栋建筑物电锅炉供热、单户的电锅炉供热。5.轻质油为热源。轻质油作为燃料生产热源在一些场合也被用于热水供热。目前的燃油锅炉既有供整栋建筑物的燃油锅炉，也有小型的单户燃油锅炉。6.利用热泵的热源。利用电驱动的热泵将空气中的低温热能转化为可供热的高温热能，称为空气热泵供热；将地表水或地下水及地表土壤中的低温热能用热泵转化为可供热的高温热能称为水（地）源热泵供热系统。目前已在市区少量建筑物中采用。（二）各种供热方式的技术特性随着经济的发展，供热技术越来越先进，供热方式也日趋多元化，目前国内主要采用的供热方式有热电联产、区域锅炉房、各种电采暖和热泵等。这些供热方式的技术特性如表2所示。表2国内各种供热方式的技术特性能源种类供热方式主要采暖设备热效率（%）优势劣势煤炭热电联产热电机组厂、热网、热力站、散热器85技术成熟，供热能力大，节能效果好，供热质量高，符合国家能源政策投资大，建设周期长，热损失大，分户计量难度大，管理费用高，经济效益低区域锅炉房锅炉（燃煤）、热网、动力站、散热器75技术成熟，建设周期较短，调峰灵活投资较大，环境效益较差，热损失大，分户计量难度大，节能效果较差天然气燃气锅炉房锅炉（燃气）、热网、动力站、散热器85技术成熟，环境效益好，占地较少，建设周期短设备投资较大，安装费用较高，运行费用高油燃油锅炉房锅炉（燃油）、热网、动力站、散热器88技术成熟，环境效益好，占地较少，建设周期短设备投资较大、运行费用高、油料储存困难电力电暖气电暖气设备99安装简单，使用方便，升温速度快，调节灵活，美观清洁运行费用高电热膜变压设备、电热地膜、温控器、T型电缆99（终端）高新技术，投资较小，安装方便，寿命长，无污染，安全舒适，有利于行为节能安装条件要求高，需符合国家节能建筑标准地能水源热泵热泵机组，室内末端设备99～115技术成熟，可实现热、水、冷联供，节能和环保效果好，运行成本较低一次性投资较高，受水源资源分布情况制约地源热泵热泵机组，室内末端设备99～115技术成熟，可实现热、水、冷联供，节能和环保效果好，运行成本较低一次性投资较高，受地能资源分布情况制约三、主要供热方式的经济比较哈尔滨市位于东经125°42′～130°10′，北纬44°4′～46°40′之间，室外系统计算温度为－26℃，冬季室外平均温度为－10℃，供暖期179天。经济分析采用综合投资及运行费的年费用总体评价方法。其中，总投资包括室外部分（锅炉房、外网）、室内部分（管道、散热设备），电热膜系统要考虑供配电工程费用。运行费用是指运行过程中达到供热要求发生的全部费用。供热规模与热负荷指标不同将直接影响到供热系统总投资和年运行费用，为了使各方案具有可比性，考虑到目前节能建筑的增加，根据《民用建筑节能设计标准(JGJ26-95)》规定，以单位面积耗热量21.9W/m2作为计算依据。并设定一些所有系统所共有的因素：一是建筑类型均为住宅，室内设计温度均为18℃，连续供热；二是由于供热指标的一致性，各种热源热水供热系统拥有同样容量的锅炉，以及相同规模的外网和室内系统；三是建筑的结构、保温性能均相同。在供热方式的比选中，本文选择了六种供热方式进行比较，如表3所示：表3哈尔滨市供热方案比较序号具体方案方案一热电联产方案二集中燃煤锅炉房供热方案三集中燃油锅炉房供热方案四集中燃气锅炉房供热方案五热泵供热方案六电热地膜供热（一）初投资比较经济分析中，投资的定义一般指投入的资金额度。项目投资由项目直接费用、间接费用、预备费（不可预见费）、投资方向调节税、流动资金以及建设期贷款利息等组成，如表4所示。表4项目总投资的具体内容要素项目投资具体内容直接费用建筑工程费包括各种建筑物、构筑物、列入房屋工程预算内的暖通、给排水、照明、煤气等设备的价值及装饰工程，列入建筑工程预算内的各种管道及电力、电讯电缆敷设的设备基础，各种混凝土和钢结构构件的制作安装，水利、防空、防洪等工程所花费的费用，本文中主要是指构筑物(锅炉房)建设费用。设备购置费指购买各种设备、工具、仪器所花的费用。安装工程费指设备安装时所花费的费用，其中包括生产、动力、起重与运输、建筑物与构筑物的暖通、给排水、照明等安装工程的费用。间接费用指不属于直接用于工程建设的投资，具体包括：（1）土地使用费；（2）建设单位管理费；（3）勘察设计费；（4）研究试验费；（5）建设单位临时设施费；（6）工程监理费；（7）工程保险费；（8）引进技术和进口设备其他费用；（9）工程承包费；（10）联合试运转费；（11）生产准备费；（12）办公和生活家具购置费。预备费预备费指在初步设计和概算中不可预见的工程费用，主要有：（1）设计和施工过程中，批准的初步设计和概算范围内增加的工程和费用；（2）设备、材料的代用和价差；（3）一般自然灾害造成的损失和预防自然灾害所采取的措施费用；（4）主管部门验收时，验收小组为鉴定工程质量必须开挖和修复的隐敝工程的费用。流动资金流动资金指企业用于购买原材料、燃料，储备商品，支付职工工资和其它产费用所需的处于生产领域供周转使用的资金，分为自有流动资金和借入流动资金两部分。贷款利息所有建设期内的贷款总额包括用于工程建设贷款和流动资金贷款，按规定均应付利息，该利息也可列入总投资。经计算，各种供热方案的初投资总额比较如表5所示。电热膜的初投资最小，热电联产项目初投资次之，热泵的初投资最大。但热泵系统实际上是包括了冬季供暖、夏季供冷并可同时供应热水，等于是一机三用，同时省去了锅炉房、空调机和热水器，虽然初投资较高，但综合算起来并不算高，具有较好的应用前景。表5各种供热方案初投资比较表单位：元/m2项目热电联产区域锅炉房热泵电热膜燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉热源45.5240.973227.7470—热网37.7755.6537.7737.7721－室内3535353590100.90其它——15.1446.23170总计118.29131.62119.91146.74198100.9年折算值15.8418.8717.1921.0426.5112.15（二）能耗比较1.各种方式热损失的确定。供热一般由三个主要环节构成：热源、管网和建筑物，其能源消耗主要有燃料转换，输送和分配过程的损失和建筑散热构成。随着建筑节能的不断发展，建筑物本身的能耗逐渐降低，为了使得供热方式适应并跟上建筑节能的步伐，对供热系统各环节的能耗分析就显得日益突出和重要。各种供热方式造成能耗差异的主要原因有：（1）建筑散热。供热的目的就是向建筑物内补充热量，使其与散失的热量平衡，从而实现室内的热舒适。根据