节能环保项目:不同供暖方案的能效比较
【序言】
在冬季,北方城市大都实行集中供暖,由于能源消耗量、排放量都很大,不得不认真考虑节能环保的问题。那么,不同供暖方案有哪些区别呢?
【供暖方案分析】
以我国北方地区一个40km2、35万人口的新开发区为例。冬季采暖高峰热负荷约为500MW,年供暖时间为120天,年总供热量为5×108kWh/a(约1.8×106GJ/a),供暖收费按45元/GJ计。下面根据以下四种供暖方案的总能耗、一次能源利用效率、系统投资和二氧化碳排放指标进行比较,如表所示。为便于比较,系统投资中只计算能源站到区域热力站之间的设备和管网的投资(依同一区域实例的基础数据计算)。
表 不同模式供暖的技术经济比较
供暖方式 | 一次能耗/(tce·a-1) | 能效 | 总投资/万元 | 总供热净收入(万元·a-1) | 投资回收期/a | CO2排放量/(t·a-1) |
燃煤锅炉取暖 | 81892 | 0.75 | 2750 | 456.7 | 6.02 | 21.46 |
燃煤CHP抽汽 | 34396 | 1.79 | 9065 | 2482 | 3.7 | 9.01 |
天然气CCHP | 25240 | 2.43 | 9065 | 375.3 | 24.2 | 4.24 |
远程燃煤CHP+天然气CCHP | 24236 | 2.53 | 53987 | 2828 | 19.1 | 5.61 |
注:煤炭热值取25.12MJ/kg,燃煤CO2排放指标取2.62tCO2/tce,天然气热值35.998MJ/Nm3,天然气联合循环的效率取54%,天然气燃烧的CO2排放指标取2.063kgCO2/Nm3;投资回报期末考虑向用户收取供热公网建设费;蒸汽参数为0.5MPa、220℃,其等效发电量为158kWh/t;燃煤CHP机组的蒸汽价格取80元/t,天然气CCHP中蒸汽价格取110元/t。
【小结】
(1)大型和超大型城市供暖采用天然气DES/CCHP能源站为中心,充分利用20~30km外郊区大型燃煤CHP机组的乏汽冷能潜热和部分低温热,辅以热泵技术,可以满足大部分暖负荷,使能效、经济性大大提高。
(2)位于城市中心的天然气DES/CCHP与大型燃煤CHP机组相结合供暖:夏季可向公共建筑供冷,春秋季节无冷暖负荷时可作为天然气调峰机组运行,并可全年向酒店、医院、学校和住宅小区公寓居民供应生活热水。既可增加机组年运行小时数,降低折旧成本,又可提高向电网手电的收益,使能源利用效率进一步提高。
(3)大城市附近没有燃煤CHP机组可用时,可利用天然气高压锅炉/汽轮机冷凝潜热供暖方案,其经济性和能效都好于燃气轮机联合循环+热水锅炉的方案。
华贲 《天然气与中国能源低碳转型战略》