以大连为例作几种常用城市清洁供热方式的经济性分析
近些年，我国的城市集中供热事业得到了蓬勃发展，城市集中供热的规划、设计、施工和运行管理水平有了较大提高，特别是热电联产给城市集中供热带来的好处，受到各方一致认可。
近些年，我国的城市集中供热事业得到了蓬勃发展，城市集中供热的规划、设计、施工和运行管理水平有了较大提高，特别是热电联产给城市集中供热带来的好处，受到各方一致认可。本文就目前城市供热的发展现状，在热源选取、供热形式等多方面进行比较，旨在研究大连市采用清洁能源供热的可行性和推行方法，既节约能源，又高效、环保，从而达到能源的可持续发展的战略目标要求。
1 城市供热现状
我国城市供热的方式有城市集中供热和分散供热两种方式。为了控制环境污染，针对城市供暖问题，近些年政府采取了集中供热等解决办法。随着中国经济的快速发展和国家对环保工作要求的提高，作为衡量城市发展水平之一的供热方式正在由过去各自为政的分散燃煤型锅炉供热，发展为今天的以城市热电联产集中供热为主，区域锅炉房供热为辅和清洁能源供热为补充的局面。
随着城市建设快速发展，人们生活水平快速提高，但一次能源消费中燃煤总量的增加仍给环境带来了沉重的负担。随着我们对环保意识的日益增强，目前我们在供热行业上需积极推进能源结构优化，提升清洁能源占比，降低污染物排放、改善城市环境。
2 清洁能源供热种类
随着国家对环保管控力度的加大，清洁能源供热成为目前的发展方向，如太阳能、水源热泵、燃气、电力、垃圾焚烧余热等。
太阳能：太阳能是一种清洁的可再生能源，每年达到地面的辐射量相当于2.5 亿万桶石油，是一种取之不尽，用之不竭的天然能源。但是，太阳能的能量品位较低，收集起来困难较大。单位面积投资较高，同时又受天气晴朗等因素影响较大。
水源热泵：热泵技术是一项绿色能源技术，具有节能、环保、高效、经济的特点，可发展利用海水、电厂循环冷却水和城市污水为低温热源的热泵站进行供热和供冷。热泵机组分为吸收式和压缩式。
天然气：天然气供热与燃煤供热相比，具有没有灰渣排放、没有烟尘的污染等优点，是一种优质清洁能源。目前北方各地区引进天然气，作为煤的代用品，可在供热和工业上加以应用。
电采暖：电采暖是一种将电能转化成热能直接放热或通过热媒介质在采暖管道中循环来满足供暖需求的采暖方式。电能因为无噪音、无废气，是最环保、清洁的能源，电采暖是将清洁的电能转换为热能的一种优质舒适环保的采暖方式。
生物质能：生物质能资源主要有林业加工废弃物、农作物秸秆和生活垃圾等，目前由于其它形式（直排、填埋、堆肥）的污染性和处理不完全性，利用生物质燃料发展沼气、垃圾焚烧处理等在我国逐渐的受重视，可以废物利用，变废为宝。
3 天然气和电供热成本分析
本文主要对天然气供热和电供热与传统的燃煤热电厂和燃煤锅炉房的供热单位面积年费用进行比较，给出大连市推广清洁能源供热的建议。
本文以大连市10万平方米的居住小区采暖为例，普通住宅采暖热指标取40W/㎡，采暖费为26 元/㎡，核算每㎡供热成本。同时核算学校和办公建筑供热工况，学校和办公类建筑，由于其夜间可低温运行，再者学校寒假期间可停供，采暖费为31元/㎡，分别对其进行蓄热电暖器、蓄热电锅炉和天然气锅炉房供热测算。水价按4.72元/t进行计算，设备折旧按15年计算。
经过测算，普通住宅燃煤热电联产单位面积年费用21.5元/㎡；燃煤锅炉房供热单位投资成本64元/㎡，单位面积年费用24.85 元/㎡。
3.1 电采暖
大连市煤改电供暖项目到户电价执行峰谷分时电价政策, 低谷时段10小时(21：00—7：00)。居民电供暖到户电价为: 谷段0.2798元/千瓦时；平段0.4898元/千瓦时；峰段 0.6998元/千瓦时；日均电价为0.4636元/千瓦时。非居民电供暖到户电价为: 谷段0.3298 元/千瓦时；平段 0.5898 元/千瓦时；峰段 0.8498元千瓦时；日均电价为0.5573 元/千瓦时。
3.1.1 电暖器
智能碳晶电暖器分为直热和蓄热两种形式。直热式碳晶电暖器通电后可根据室内温度智能调节运行功率，保证室内处在恒定舒适的温度环境下。蓄能式碳晶电暖器在电网谷段时工作（电价便宜），将电能转换为热能，存储在机内的碳晶砖内，待到电网峰、平时段，通过时控或温控方式，按使用者的温度需求释放热能，从而达到节省用电费用的目的。优点：使用灵活，不受采暖时间限制、易调节, 有利于实现行为节能。缺点：运行费用偏高。
经过测算，普通住宅直热电暖器单位投资成本80元/㎡，单位面积年费用48.8 元/㎡；蓄热电暖器单位投资成本150元/㎡，单位面积年费用36.2 元/㎡。
3.1.2 地热电缆
发热电缆内芯由冷线热线组成，外面由绝缘层、接地、屏蔽层和外护套组成，发热电缆通电后，热线发热，并在40 ～ 60℃的温度间运行，埋设在填充层内的发热电缆，将热能通过热传导(对流) 的方式和发出的8-13um 的远红外线辐射方式传给受热体。优点：使用灵活，不受采暖时间限制、易调节，有利于实现行为节能，具有一定蓄热功能，可以利用谷电。缺点：运行费用偏高。
经过测算，普通住宅地热电缆供热单位投资成本120元/㎡，单位面积年费用32.2元/m2。
3.1.3 电锅炉
电锅炉也称电加热锅炉、电热锅炉，顾名思义，它是以电力为能源并将其转化成为热能，从而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体的锅炉设备。 电锅炉根据设备大小可分为户式电锅炉和集中供热电锅炉。
1）户式电锅炉
户式电锅炉主要由加热主体、电热装置和智能温控装置等主要部分组成的水循环供暖系统。智能温控器自动控制，室内温度可由自己需要自己设定，启动关闭机器可由电脑自行控制。优点：可兼顾生活用热水。缺点：相对于电暖器和地热电缆，户式电锅炉热效率有所降低，运行费用较高。
经过测算，普通住宅户式电锅炉供热单位投资成本80元/㎡，单位面积年费用48.5 元/㎡。
2）区域蓄热电锅炉
大型电锅炉采暖属于集中式电采暖，其产生的热媒（热水或蒸汽）由集中供热管道输送到每个房间，多用于一幢楼宇或建筑密集的居民、商业小区供热。电锅炉有普通、蓄热两种。普通电锅炉不带蓄热功能，不能充分利用夜间的廉价电，使用结果表明，其运行费用偏高。蓄热式电热锅炉采用低谷电蓄热，可削峰填谷，缩小电力供应峰谷差，优化电网结构，得到电力部门推荐，用户可享受低谷电价；但一次投资较高。
经过测算，普通住宅蓄热电锅炉供热单位投资成本127元/㎡，单位面积年费用39.9元/㎡。
3.1.4 水源热泵
水源热泵系统由室外水源、热泵、水循环回路和送风系统等组成。制冷运行时，将房间的余热及机组的输入功率一起都转移到室外水源中去；供热运行时，从室外水源中提取热量。这种系统具有调节方便、单独计价、布置紧凑、简捷灵活，设计方便、施工及运行管理简便等优点。缺点：初投资高。
本工程考虑利用水源热泵供暖，冬季采暖水源采用城市污水处理厂的中水。经过测算，普通住宅污水源热泵供热单位投资成本131.5元/㎡，单位面积年费用44.9元/㎡。
3.1.5 学校和办公建筑电供热
学校蓄热电暖器供热单位投资成本100元/㎡，单位面积年费用17.6元/㎡；蓄热电锅炉供热单位投资成本148元/㎡，单位面积年费用25.9/㎡。办公建筑蓄热电暖器供热单位投资成本100元/㎡，单位面积年费用24.4 元/㎡；蓄热电锅炉供热单位投资成本148元/㎡，单位面积年费用33.1 元/m2。
3.2 天然气采暖
大连市天然气供暖项目天然气价格为3元/Nm³, 居民电价为0.5元/千瓦时，商业电价为0.9元/千瓦时。
3.2.1 天然气壁挂炉供热
天然气壁挂炉采暖是目前应用较为广泛的一种供暖方式，可用于取暖、洗澡和生活用水，属于多功能型燃气用具。优点：天然气壁挂炉效率高、功能多。一家一户自成系统，同时解决采暖和热水供应问题。缺点：烟气一般是无组织排放，产生局部污染，有一定安全隐患。
经过测算，普通住宅天然气壁挂炉供热单位投资成本100元/㎡，单位面积年费用37.4 元/㎡。
3.2.2 天燃气锅炉供热
分散燃气锅炉采暖分为模块化采暖和分散集中采暖，一个建筑单元、一个建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为模块采暖（也称为单元式燃气采暖）。多个相邻室的使用性质相同建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为分散式集中采暖，特点是由一次热网直供。
经过测算，普通住宅分散天然气锅炉供热单位投资成本60.4元/㎡，单位面积年费用43.6元/㎡。
3.2.3 学校和办公建筑天然气供热
学校天然气锅炉房供热单位投资成本83.5元/㎡，单位面积年费用39.6元/㎡。办公建筑天然气锅炉房供热单位投资成本83.5元/㎡，单位面积年费用45.36元/㎡。
燃煤热电联产供热优势较大，建议在热电厂供热范围内严格关停各类锅炉房，应采用热电联产集中供热，有利于控制排放、提升热效率。天然气锅炉房和电蓄热锅炉房集中供热，单位投资成本均高于燃煤热源建设费用，如果没有政策扶持，供热推行难度较大，完全依靠政府补贴，财政压力也很大，建议在热电联厂区域外煤改电、煤改气项目应用，或作为大型燃煤热源供热系统的调峰热源推广使用。
注：作者系大连热电工程设计有限公司姜瑞莲、姜艳艳、王明。
