目前,欧洲丹麦、德国等国家的太阳能供暖系统市场份额很高,技术成熟,已形成规模化。我国的太阳能供热采暖技术也得到发展。全国各地已有很多成功的项目案例可供参考。太阳能采暖系统适用于家庭、学校、办公室、工厂、养殖温室等等,主要面向商业和工业化应用。当前亟需大范围的推广,以及国家政策、投融资环境的支持,以实现太阳能采暖的市场化发展。
太阳能采暖的优势
太阳能采暖,是指将分散的太阳能通过集热器(平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能热管等设备)转换成热水热能,输送到发热末端(例如:地板辐射采暖、散热器采暖),提供建筑物冬季采暖需求,我们称之为太阳能采暖系统,简称太阳能采暖。
太阳能采暖的种类很多,根据太阳能利用方式的不同、太阳能集热器结构形式的不同、储热水箱结构形式的不同、辅助能源种类的不同、末端散热器形式和种类的不同,太阳能采暖可以有多种组合。
按太阳能利用方式分为主动式和被动式两种;按使用介质分为液体太阳能采暖系统、空气太阳能采暖系统;按蓄热期分为天蓄能、周蓄能和跨季节蓄能太阳能采暖系统;按集热系统和储热系统的组合形式分为开式集热器带开式水箱的集热系统、开式集热器带闭式水箱的集热系统、闭式集热器带开式水箱的集热系统、闭式集热器带闭式水箱的集热系统;按与其他系统综合利用分为太阳能采暖/空调综合系统、太阳能采暖/热水组合系统、太阳能采暖/空调/热水组合系统等;按末端散热部件的类型分为地面辐射采暖系统、顶棚辐射采暖系统、风机盘采暖系统、墙壁盘管散热器系统、各种形式的暖气片散热器系统等。
利用太阳能采暖,清洁、安全、节能。太阳能采暖与普通的采暖方式热源不同,传统采暖采用燃煤、电、油、气等。
安装太阳能采暖系统工程,采暖的同时还可获得热水,并能实现制冷,形成集采暖、制冷、热水于一体的太阳能“三联供”。
太阳能采暖项目初期投资虽然较大,系统寿命期15-20年,工程回收期与燃煤相比为6-7年,与燃天然气相比3-4年,与电热相比为1-2年。因此,太阳能采暖的经济效益非常显著。
太阳能采暖的各种优势,决定了可替代其他能源在民用、商用和工农业采暖应用方面发挥作用。
太阳能采暖三大应用领域前景
民用,1亿个农户
空气污染,雾霾严重。城市工业污染外,农村耗煤也是重要因素。一个家庭就是一个污染源,解决农村居民无污染采暖问题,像解决工业污染同样重要。
我国的华北、东北和西北地区都需要冬季供暖。江苏、湖北等南方区域也有较大的采暖需求。据统计,三大区域农村城镇大约有1亿个家庭没有集中供热管网。农村的住房一般都是砖混结构,外墙没有保温层。在冬季,室内温度要保持在15°以上,每个采暖季平均每个家庭要消耗标煤4.36吨。如果使用太阳能,1亿个家庭将节约4.36亿吨煤,减排二氧化碳11.3亿吨。
以河北为例,在河北省石家庄、廊坊、固安等地区,一些企业建设了很多农宅太阳能采暖示范项目,另外在宾馆、机关、学校、医院、养老院、幼儿园等多处使用太阳能采暖多能互补系统,都获得了较好的使用效果。
因此,面对我国村镇用户庞大的冬季采暖的潜在需求量,太阳能采暖有广阔的市场空间。其中,单户安装容易实现,村镇综合系统项目相对庞大,但建成后实现智能管理更便捷,节能效果也更大。
校企,2万吨蓄热量
太阳能采暖在学校企业的应用,不仅需要较大资金的投入,更需要先进技术来实现,包括后期运行管理都需要规范化进行。
总蓄热量可达2万吨的四季沐歌河北经贸大学太阳能跨季节蓄热采暖项目,是国内太阳能采暖系统在学校应用的经典项目。运行几年来,满足了河北经贸大学3万名师生的冬季采暖和全年的生活热水需要。系统运行寿命按15年计算,可减少2.7万吨二氧化碳排放,200吨二氧化硫排放,100吨粉尘排放,节电7000万度,节约标准煤近万吨。
四季沐歌河北经贸大学太阳能跨季节蓄热采暖项目
在企业机关应用的太阳能采暖示范案例,还包括大连希奥特公司承建完成的集采暖、制冷、热水于一体的太阳能“三联供”系统,系统成功应用于企业办公楼,整体面积5120平方米,由292组太阳能集热器组成,冬季可以提供18度的采暖温度,夏季提供24度的制冷温度,并能供给充足的45度热水,并且实现了智能化控制。冬天采暖,夏季制冷及非饮用热水,全部由太阳能光热系统提供,实现了办公楼的低能耗运作。
希奥特太阳能“三联供”系统
如果全国采暖区域内的各大院校和企事业单位都安装太阳能采暖,节能效果会非常显著,空气质量环境都会得到大改观,并可很大程度上推进太阳能采暖的规模化和市场化。
农用,温室大棚
太阳能采暖在农业畜牧业中的应用,最适合的是冬季蔬菜、牲畜温室大棚。
2015年9月,煜腾新能源股份有限公司在西藏拉萨承建的总面积50000平米的太阳能温室大棚项目第一期竣工。首期安装面积8200㎡,采用的安装方式是将平板太阳能集热器平铺在大棚棚顶。棚室内温度采用分区温控、智能控制的方式,根据各种蔬菜对温度的不同需求将控制在18-22度之间,棚顶根据室内温度可自行控制通风。冬天来临之前,这个项目将投入使用。此项目开发了高寒地区的太阳能采暖市场。
西藏、新疆、甘肃等草原高原地区,农业畜牧业发达,阳光条件也相对充足,冬季保暖需求大,作为增温保暖设备,太阳能采暖系统的应用,可大量节约电和煤。
煜腾拉萨太阳能温室大棚项目
太阳能采暖产业化需政策性引导扶持
太阳能采暖的发展主要面向商业和工业化应用,前期需大量投入资金运行,要实现规模化和商业化应用离不开相关产业政策的扶持和引导。
国家发改委能源所副研究员胡润青在2015年国际太阳能供热制冷技术峰会上表示:“中国太阳能光热从生产大国迈向生产强国,需要进一步扩大太阳能热利用多元化的市场规模;统筹推进太阳能工业热能供给,因地制宜推广太阳能采暖和制冷技术;与常规能源互补运行,进一步优化太阳能的经济性。”
打破太阳能热水的单一界限,开阔思维,由民用热水向工业用水、用热和制冷的发展。很多太阳能企业已经加入到太阳能创新升级、领域拓展的行列。但仍面临商业模式不成熟,产业政策不完善等挑战。
近两年,国家和地方政府也加大了对太阳能供暖的支持力度。以太阳能为主的新型能源替代燃煤取暖计划,目前在我国大力推广。
2015年,河北省政府在原有基础上增加新型能源替代燃煤取暖试点1000户,覆盖全省22个县,政府补贴约占30%。2015年河北省有 2000余户农村家庭申报采暖项目,每户可享受1.5万元的补贴。
2014年9月1日起施行的《山东省供热条例》上,鼓励利用天然气等清洁能源和太阳能、水能、生物质能、地热能等可再生能源发展供热事业,鼓励和扶持安全、高效、节能环保供热新技术、新工艺、新材料、新设备的研究开发和推广使用。
拓宽太阳能应用领域,争取相关政策扶持,是太阳能采暖实现产业化的必由之路。
2015年,北京申办成功2022 年冬奥会。举行期间正值北方的供暖季,燃煤供暖势必造成空气严重污染。在这期间,解决好北京与张家口冬季供暖污染问题,还一片蓝天碧水,是展现我国环境治理的重要方面。
太阳能采暖在三大应用领域都具备经典的示范工程案例,证明了太阳能采暖系统应用的可行性。借鉴国外成熟先进技术,结合我国的地域环境条件,因地制宜,在国家政府的支持和企业的共同努力下,太阳能采暖的规模化、市场化发展运行指日可待。