关于大力引进水汽能等绿色能源技术的建议 提案委员:邢 雷

发布时间:2020年09月28日来源:

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会议提案

  一、现状

  供热是全球最大的能源终端消费领域。住宅、工业部门及其他用途的供热约占全球总能耗的50%。供热消费中,建筑物房屋(空间采暖、热水供应、烹饪等用途)占比约46%。化石燃料仍是大部分建筑物空间采暖和热水供应的主要能量来源。2010-2017年间,全球热泵和可再生能源供热设备的销量以每年5%左右的速度持续增长,到2017年已占到当年供热设备总销量的10%,但还无法企及化石燃料供热设备的销售规模。巴西、中国、欧盟、印度和美国的可再生能源消费量加起来,约占全球总量的三分之二。

  为控制污染,减少排放,燃煤方式基本禁绝。我国尤其是北方地区制冷和供暖领域普遍采用电、天然气、太阳能、地源热泵等方式。

  二、问题

  1、存在用电成本高。

  新一轮电改三四年,但实体经济还在喊用电成本高。降低用电成本不是单纯的降电价,不是行政手段,一定要通过市场方式和专业化服务帮助用电企业合理用电,来实现降低企业用电成本。"售电侧"改革改的不只是"售电",还有"侧"。从发电端来降低成本也是很有限的,所以电价降低幅度就有限,如果从"使用侧"减少用电量,达到节能更节能效果,则会大幅减少用电成本。

  2、天然气供应紧张且依然有排放危害。

  2018年我国成为世界上最大的天然气进口国,对外依存度超过40%,仅两年内将液化天然气数量翻了一番。我国天然气消费快速增长,2018年消费量同比增长16.9%,虽然2019年天然气需求增速有回落趋势,但2019年1-9月,全国天然气消费量2166亿立方米,同比仍增长10.1%。但我国天然气供需仍处于紧平衡状态。与燃煤发电机组相比,天然气热电联在产机组可减少近100%的二氧化硫和粉尘排放量,减少60%的二氧化碳和50%的氮氧化合物排放量,但仍会产生大量二氧化碳和氮氧化合物排放,对空气质量的影响并不能完全杜绝。

  3、太阳能转化率较低且受光照时长影响大。

  我国引进的世界最先进光伏技术的光电转化率不到25%。在晴天有阳光的一般条件下,每平方米光伏板每小时集热640W左右,而水汽能提取平台每平方米占地面积每小时可集热水汽能10000W左右,捕捉太阳能的效率是集热板的15倍以上;太阳能光伏受雨雪天的制约,而水汽能系统可24小时全天候应用太阳能,无论什么天气白天还是晚上都可充分都可以利用太阳能热量。

  4、地源和水源热泵冬季低温时热效率低等问题。

  实际应用中显示,地源和水源热泵在使用几年后易出现热源不足和能效低下的问题。地源和水源热泵初装成本较高,需打井埋管,受地理条件的限制,且热量不平衡。地下埋管换热量为40~100W/m,意味着一万平米的建筑约需要敷设将近3万米的地下管道,且地下管道容易破损。

  三、建议

  从长远看,仅靠"煤改气"和"煤改电"并不能完全解决北方地区清洁取暖问题,应因地制宜发展多种清洁能源。

  1、引进水汽能绿色能源。

  水汽能是水蒸气转为液态水的过程中释放的热量。海水和地表水吸收太阳能的热量后会自然蒸发,变成储存热量的能源载体--水蒸气。清华大学谢新佑教授计算得出:10度环境温度下,1公斤水蒸气凝结成1公斤液态水,可释放593千卡的热量,相当于85克标准煤燃烧所释放的热值。地球表面大气环流自然循环,不断地有液态水吸收太阳能热量后蒸发成水蒸气,弥散在空气中,形成无边无际的以"水汽"为载体、储存太阳能和地热能的清洁能源--水汽能。

  水汽能获取原理:利用水汽能提纯平台,在水汽能收集器内水蒸气遇冷凝结,采用比室外环境温度低5度的低温溶液与水蒸汽交换能量,将空气中占99%的氮气和氧气与占0.03%的水蒸汽进行分离,液化水蒸汽吸收相变带来的潜热,同时吸收温差效应产生的显热,提取潜热和显热的能量作为水汽能热泵的热源。

  水汽能及相关技术优势:(1)可部分替代化石能源,减少碳排放,缓解气候变化,可取代燃煤和燃气等锅炉;(2)无燃烧、无排放,对环境无污染,属绿色生态的清洁能源;(3)能效高,更经济:水汽能一套系统同时提供全年的冷气、暖气和生活热水需求,初始投资不高,运行费用较低,综合能效高,比空气源热泵节能30%-50%,水汽能系统不需打井和管道铺设,减少初始投资,施工便捷且设备集中占地较小,1万m2的建筑面积仅需要水汽能收集器占地面积150 m2;(4)水汽能系统不受自然条件和气候变化的影响,也无地形、资源限制;(5)水汽能来源于大气中,取之不尽用之不竭。

  2、试点

  水汽能系统已成功应用于湖南省20多个项目约200万m2建筑,应用场景包括政府办公楼、医院、学校、商场、住宅小区、酒店等各种建筑业态。应用项目的运行效果良好,节能效益明显,普遍节能率达到30%-60%,受到用户系统一致好评,取得了良好的经济效益与社会影响。经过科技部成果转化中心、住建部促进中心、中国建筑设计院等权威机构鉴定为国际领先水平。已有使用客户稳定良好运行的用户报告,和第三方机构的运行数据检测报告。

  中国建筑科学研究院设计建设的"国家级超低温水汽能热泵检测实验室",由国家空调质量监督检测中心进行检测得出,满液式螺杆水汽能热泵机组制热COP高达5.32,零下20度环境温度的制热COP为2.22, 该检测结果说明超低温水汽能螺杆式水汽能热泵机组比超低温空气能热泵机组制热的工况性能系数COP高,制热量大,低温工况制热消耗总电功率小,不需要化霜,不需要增加电辅,且节约空调机房面积。也表明超低温水汽能热泵主机的研发、实验、检测、定型等方面已达到国内领先水平。

  因此,水汽能系统在北方城市应用已具备国家权威机构认证的理论基础,而且北方城市的供暖市场需求较大,建议可先试点,以一两个示范项目以点带面逐步展开。基于水汽能技术具备不消耗化石能源、无污染、使用安全便捷和技术成熟等诸多优点,在北方应用可行,可大大缓解气荒,降能减耗的同时还能治理雾霾,可有力解决北方城市的民生问题。

  3、鼓励广泛使用

  与北方传统供暖形式相比,使用水汽能系统供暖,每月每平方米可节约2元的能耗费,一个供暖季下来可节约8元/ m2的能耗费,若按大兴国际机场140万m2估算,则一个供暖季可节约1120万元的供暖费,与使用燃气锅炉相比可减少碳排放2万吨。

  一般房间采暖不需要很高的温度,冬季室内维持在20~22℃,生活热水40~60℃便已非常舒适。温度高于20摄氏度的热源原则上均可成为供暖热源,但目前供热领域大面积存在天然气、电力等高品位能源于供热的"高能低用"现象,化石燃料燃烧采暖燃烧温度可达1000~2000℃,是对能源的浪费,而用水汽能热泵技术则更集约更经济。尤其针对需求量大、能耗大、成本高的使用场所,水汽能热泵更能体现出其能效高的的优势。

  水汽能系统既可用于新建建筑,也可将既有建筑的传统能源形式进行改造。只需改造机房部分,改造工程难度小易操作,改造成本低。因此,水汽能系统可广泛应用于所有建筑场景和园区,进行分布式能源站的建设,实现夏季制冷、冬季供暖和全年生活热水的一体化高度集约经济的能源服务。建议大力引导和推动水汽能的广泛应用。

  水汽能技术属于国家和地方层面大力倡导并推动的可再生清洁能源范畴,且有相关扶持补贴政策。如:北京市发改委等8部门联合制定发布《关于进一步加快热泵系统应用推动清洁供暖的实施意见》大力支持热泵供暖,并对新建、改扩建热泵系统等项目投资给予30%资金支持,对既有燃煤、燃油供暖锅炉实施热泵系统改造的项目按工程建设投资的50%给予资金支持;《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作的通知》:中央财政支持试点城市推进清洁方式取暖替代散煤燃烧取暖,并同步开展既有建筑节能改造,鼓励地方政府创新体制机制、完善政策措施,引导企业和社会加大资金投入,实现试点地区散烧煤供暖全部"销号"和清洁替代,形成示范带动效应,试点示范期为三年,中央财政奖补资金标准根据城市规模分档确定,直辖市每年安排10亿元,省会城市每年安排7亿元,地级城市每年安排5亿元;《中央财政城镇保障性安居工程专项资金管理办法》(财综[2019]31号)规定专项资金支持范围包括:老旧小区内房屋公共区域修缮、建筑节能改造;等等。

办理报告

  邢雷委员:

  您提出的"关于大力引进水汽能等绿色能源技术的建议"提案收悉,在收悉您的提案后,我们进行了认真的分析研究,认为您的建议非常的重要,我们与市级部门沟通相关政策,并会同会办单位区城市管理委员会制定了工作方案,现将办理情况报告如下:

  一、 提案涉及能源领域政策

  (一)北京市新能源和可再生能源支持政策。为提升本市新能源和可再生能源开发利用规模,推动清洁供暖,北京市发改委等8部门联合发布《关于印发进一步加快热泵系统应用推动清洁供暖实施意见的通知》(京发改规〔2019〕1号),按照可再生能源优先的原则,推进建设项目的热泵系统应用。市政府固定资产投资对新建、改扩建热泵系统给予30%的资金支持;既有燃煤、燃油供暖锅炉实施热泵系统改造的项目,以整村实施的农村地区煤改浅层地源热泵项目,以社区统一实施的城镇地区煤改浅层地源热泵项目,给予50%资金支持。

  (二)北京市用能单位节能改造工程支持政策。本市鼓励用能单位强化节能管理,实施节能技术改造,优化用能结构,提高能源利用效率。市发改委按年度组织开展节能技术改造项目征集工作,重点支持在建筑、服务、工业、交通行业等领域对现有生产工艺和设备开展节能技术改造并且能产生一定节能量的项目,对符合条件的项目给予一定奖励资金支持,其中,工业类项目每形成1吨标准煤/年的节能量,奖励600元;非工业类项目每形成1吨标准煤/年的节能量,奖励800元。

  二、我区清洁能源建设有关情况

  (一)大兴区燃煤设施全部完成清洁能源改造。北京市2013-2017年实施清洁空气行动,其中燃煤设施清洁能源改造是一项重点工作,大兴区2013-2017年累计完成了全区800余台5000多蒸吨燃煤锅炉清洁能源改造,2017年底我区实现无煤化。

  (二)推进新机场等重点区域新能源建设。为进一步贯彻落实习近平总书记考察北京新机场重要指示精神,以及落实北京市政府对新机场的绿色建设指标要求,北京大兴国际机场实施了地源热泵项目建设,每年能提取浅层地热能56.36万吉焦,为大兴机场公共区域近250万平方米办公场地提供供热和制冷。

  (三)其他领域新能源建设项目情况。为落实《关于进一步加快热泵系统应用推动清洁供暖的实施意见》,我区推进实施了北京同仁堂科技股份公司地源热泵、金隅物流园地源热泵、北京东兴堂中药产业化基地地源热泵系统建设项目及康庄、观音寺锅炉房余热热泵等17项建设工程,涉及总建筑面积174万平米。

  三、下一步工作思路

  根据市级有关支持政策,结合我区"十四五"时期重点区域发展规划,以"市场主导,政府推动"为工作思路,拟从以下3方面开展工作:

  1.加快推进水汽能项目在大兴区的试点建设。据了解,目前,大兴区新媒体基地金晶产业园已与该水汽能绿色能源技术单位达成意向,将实施试点建设。项目建成后,建议由项目单位委托有资质的第三方技术单位就水汽能技术节能效益等方面进行审核。根据节能审核的效益情况,我们将积极与市级部门进行沟通对接,获得市级部门的支持。

  2.积极推动水汽能技术纳入本市节能技术产品推荐目录。北京市自2008年起每年组织开展本市节能技术和产品推荐目录的征集和推广工作,积极推动水汽能技术单位申报,争取帮其纳入《北京市节能技术产品推荐目录》,向社会重点推荐。

  3.积极从区级层面宣传推广。利用宣传活动、工作培训会等契机,在区内宣传水汽能绿色能源技术。一是积极与区供热主管部门沟通,通过举办行业会议等方式在大兴区供热领域内进行宣传推广;二是通过大兴区节能宣传周、节能新技术推广会等活动进行宣传推广。

  在此,感谢您提出的宝贵建议,诚恳的希望您多关注我区的建设发展,多提宝贵建议,并一如既往的为大兴区节能降耗、绿色能源发展献计献策!

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