数据和案例解析“煤改电、气”VS太阳能取暖 谁更胜一筹？

治理雾霾采用“煤改气”的措施肯定是得力的，天然气或者是液化气在燃烧中释放的污染物比燃煤清洁的多了。然而，“煤改气”需要修建燃气管道，需要一定数量的燃气保障，缺一不可。如果燃气的供应没有保障，“煤改气”也不能发挥一定的作用，反倒是加大了投入还没有真正解决问题。

“煤改电”看起来简单多了，拉上线合上闸刀就可以使用了。其实还有很多不利的因素：第一，现有的供电线路早期设计没有考虑供暖需求的负荷；第二，发电厂的发电量主要是供应工业、商业、办公、日常生活用电，未涉及供暖需要供电的负荷；第三，把电能用来供暖本身就是得不偿失的事情，无论是用煤炭发电或者是用天然气发电，发电的效率不是百分之百，而是仅只有30%左右，再把电作为热能用于供暖，这意味着需要多消耗一倍的燃料。也就是说加倍的使用了燃料，燃料的总量没有减少而是增加了许多。如果我们的电能是水力发电、风力发电、太阳能发电、核电等那就另当别论了。

1kW/h的电，也就是通常所说的一度电含有的热量是859千卡，1公斤煤炭的热量是5000千卡，1公斤煤炭相当5.8度电。一个家庭一年供暖需要5吨煤炭计算，燃煤炉的效率按照60%计算，可利用热能是15000000千卡的热量，折算成电是17462度；火力发电发出17462度电需要7.28吨煤炭。如果我们的电能大部分是火力发电的话，用电供暖燃料总量是增加了。“煤改电”表面上看是在治理雾霾，实际是变相地增加了能耗。电采暖存在的安全隐患更不可忽视，因用电负荷增加导致的火灾事故频发。

治理雾霾终端能源是“太阳能”，要想真正意义上的治理雾霾，太阳能可以承载供暖、供热巨大能量的需求。太阳能不仅是免费的清洁能源，安全性也是燃气、电都不能对比的。太阳能采暖集合了以上多种优势，近年来，太阳能采暖应用市场逐渐扩大，来看几组太阳能采暖典型案例分析。

1、太阳能户用建筑采暖案例：    

内蒙古包头市“太阳能+空气源+电加热”。

所在地冬季严寒，夏季炎热，昼夜温差大，无霜期较长，日照充足。全年日照时数2960小时。建筑采暖面积为100㎡，属于老旧建筑，保温性能差，采暖末端为明装老旧铸铁暖气片。  

工作原理：

系统由太阳能集热器、储热水箱、空气源热泵、缓冲水箱、电加热元件、铸铁暖气片等组成。能源利用优先顺序太阳能、空气源热泵、电。对该建筑提供采暖和生活热水需求。集热器面积配置达到25m2/100m2左右。

经济性分析：

初装费：6万元以内。

运行费用：

目前室内温度均保持在19℃～22℃之间。极端天气室外零下28℃。

最冷月平均每天采暖实际费用：  

0.43元/kWh *18kWh =7.74元；

采暖季日平均耗电量：9.5～11.2kWh；

一个采暖季预计采暖费用：747～867元；

采暖季每平方米采暖费用：7.5～8.7元。

2、带季节蓄热的太阳能户用采暖系统案例：

北京大兴榆100户采用太阳能+地源热泵        

工作原理：

系统由太阳能集热器、地源热泵、保温水箱、采暖末端、土壤换热器、循环泵、控制系统等组成。

太阳能与地源热泵结合，春季与秋季太阳能集热器采集热量，加热热水，储存在水箱中，在保证生活热水的前提下，将多余热量通过地埋循环管储存在地下土壤中。包括全年收集的太阳热能和夏季建筑物制冷产生的热量，冬季利用地源热泵采暖供热，实现全年的热量平衡。

 

 

 经济性分析：

① 本项目初投入约400元/平方米，包括设备与安装的所有费用；

② 项目2012年投入运行。经过2013年冬季和2014年全年运行后，性能达到夏季27℃，冬季18℃；第一年（2013年）冬季采暖开机时，地源侧供回水温度9℃～11℃。第二年（2014年）冬季采暖开机时，地源侧供回水温度13℃～15℃。

③ 100平方米户均用电量：冬季3200kWh，夏季500kWh。全年运行费用低于5000kWh。

3、太阳能在公共建筑上的应用案例：

山东省小学采暖系统项目

工程实景：

项目属于公共建筑，只有白天的供暖需求，与太阳能供热时间十分匹配。项目教学楼共计4层，采暖面积共计1907.79平方米。

 

工作原理：       

系统由太阳能集热器、空气源热泵、保温水箱、采暖末端、控制系统、远程监控系统等组成。太阳能用于冬季采暖，系统优先使用太阳能热量进行采暖，如遇连续雨雪、雾霾天气，不足部分热量由空气源热泵提供。

 

 

监测数据分析：

①该楼房建筑保温性能较好，晴天时，太阳能可以满足采暖8小时用热量；

②晴天系统运行费用主要是集热循环泵、采暖循环泵、控制系统的耗电。监测每天约50kWh，整个采暖季（120天）约6000kWh；

③阴天或雾霾天需要启用热泵辅助，热泵匹配的为30P，监测每小时耗电平均为30千瓦时；此费用根据每年度天气情况波动，若按18个阴天雾霾天计算，则整个采暖季热泵用电量为4320kWh；

④ 合计：6000+4320=10320元，整个采暖季用电10320kWh，折合5.4kWh/平方米•每个采暖季，远低于城镇集中供暖价格；

⑤ 农村有大量公共建筑，如养老院、卫生院、学校、村委会、公共服务中心等。

技术发展趋势

部分太阳能企业坚持技术创新，在户用采暖技术和跨季节储热技术上有了新的进步。例如：

户用采暖技术,河北光源案例

中温膜层热管+反光膜，防过热、防爆管瘫痪、提升老化性能；

连箱和水箱一体，真空管、水箱、供暖管路三种介质传热不共质；

减少室外管路防冻液用量，不用伴热带，实现外露管道防冻；

小温差风机配电热管，减少浪费能源浪费；

在北京、河北地区100平米建筑设计初装费不超过3万元。

加拿大跨季节蓄热技术, Drake Landing太阳能社区

项目集热、短期储热原理与我国目前太阳能采暖案例大同小异，集热器面积配置29.4m2/100m2。季节蓄热体由分布在直径35m区域，深35m的144个钻井，插入U型管组成，容积33,700 m³，相当水容积 15,800 m³。

我国太阳能资源十分丰富，年日照时数在2200小时以上地区约占国土面积的三分之二以上。中国是世界上太阳能热利用产业生产和应用的第一大国，全球太阳能集热器约70%都在中国。近十年来，太阳能行业为我国节能减排领域发挥着重要作用并取得了良好效果：累计减排SO21.6亿吨、烟尘1259万吨、减排温室气体CO210.8亿吨，为2.3亿户家庭，近7亿人提供了洗浴和生活热水。

经过30余年的产业化发展，太阳能已经从最初单一的生活热水领域向太阳能光伏发电、工业、农业、采暖、制冷、太阳能海水淡化等多重领域扩展。太阳能与全世界人民的生产生活息息相关，在雾霾严重影响健康和环境的今天，太阳能作为清洁可再生能源是促进节能减排、拯救环境的重要法宝。