供暖背后的差异
刚刚过去的寒潮,让不少南方地区的朋友对供暖也有了憧憬。
不过在业内一些人士看来,下一步南方地区即便采取供暖,也应该采取更经济的分散供暖,而非像北方现有的集中供暖。
因为集中供暖的能源消耗不但大,而且因为管道分布远近差异,导致用户暖气冷热不均衡现象很严重。
简单理解就是,距离暖气输出点较近的用户家里,暖气温度很高。而一些偏远和管道输送的死角,暖气温度却往往不够。
这种供暖模式既浪费了能源,可供暖又不均衡。而且在收费的时候,并不是按照使用量来收费,是按照房间面积来收取费用的,但最后接收到的暖气温度却天差地别。
所以,不少能源专家都认为,集中供暖模式已经弊端丛生。未来不但应该逐步改造,而且在新建住宅中,也不应规划集中供暖,而应采取分散供暖模式。
思考到底该采取哪种供暖方式前,先来看看城市的供暖究竟是如何运转的。集中供暖的模式中,没有见过暖气片的南方人,可能只大概知道是将烧热的水顺着管道输入用户家里。而背后具体的运作却不懂。
北方目前的集中供暖,基本上都是发电和供暖联合进行的。是的你没听错,就是一边发电,一边利用电厂产生的余热来烧水供暖,这种模式在业内被称为热电联产。
以北京市为例,一旦冬天供暖季到来,主城区的热电联产供热管线就开始启用。截止到2013年,北京主城区有石景山、高井、国华、华能四套热电联产供热管线系统。
在一边发电的同时,可以利用余热来烧锅炉中的热水。产生热水后再顺着管道将其输送到城区内分散各地的热力站点,北京市内的热力站点有2000多个。(中能供热网按:原文数据)
最后再经过不同的热力站点,顺着供暖的循环管道,将热水输送到千家万户,最终屋子里就会温暖了。
这种供暖模式,是在新中国成立后,我国直接采用的苏联供暖模式的。正如文章开头所提到的那样,由于管线很长且线路复杂,最终输送出来的热水,会产生送热不均衡的情况。
有的用户家里太热,大冷天还得开窗户通风。有的用户家里供暖热力不够,等于没有接收到暖气。但是在使用费用上,由于是按照房屋面积收费的,所以不管是冷还是热,大众缴纳的采暖费基本上都是一样的。
除了热量不均衡的问题外,集中供暖的另一个问题,便是在热量输送过程中造成的热量损耗。数据显示,北方每年的供暖,至少有15%到30%的热能并没有发挥作用,而是在复杂管线输送过程中被浪费掉了。
正因为存在上述诸多弊端,以工程院院士江亿为代表的能源专家,才认为未来应该采取分散供暖的模式。
顾名思义,分散供暖是以各小区和家庭为基点,采用分散性的方法供暖。产生热源的方式,有些是壁挂的燃气炉,有的则直接用电采暖。
目前,北京的望京和回龙观等社区,采用的就是壁挂燃气炉的分散供暖模式。而在一些四合院里,则直接用电来采暖了。
不过就整体情况来看,北方各地的供暖,基本都还是用的集中供暖的模式。毕竟整套系统已经运行多年,如果要改造的话,也得投入巨大的人力物力财力。
在江亿看来,现在的集中供暖不但有能源耗损,近年来由于要降低二氧化碳的排放,热电联产使用的燃料是天然气而非煤炭,实际上更加剧了能源的耗损。
截至到2017年,我国天然气发电的装机量为7629万千瓦,这其中超过70%又都具备热电联产的功能。
由此便引出了第二个有争议性的问题:该不该用天然气取代煤炭大规模发电。
热电联产模式应该停止
作为工程院院士,国家能源委员会的成员,多年来江亿的观点一直是明确的,不应该用天然气去发电,更不应该在冬天供暖季用天然气发展热电联产。
原因是用天然气一边发电一边供暖,既耗损了宝贵的能源,可又达不到热能需求。
因为热电联产的模式中,发电是次要的,供暖被摆放在主要位置,发电量的多少,是跟着供暖的需求而变化的。
但问题恰恰在于,天然气发电所提供的热能,要比煤炭发电产生的热能要低。同等比例的情况下,天然气产生的热能比煤炭少了60%左右。这就意味着,在冬天为了满足更高的供暖需求,就得拼命发电才行。
表面上来看,多发电确实是好事。可在江亿看来,这样多余发出来的电,从整体上破坏了能源供应和需求的体系。
我国近年来为了降低碳排放,一直在逐步缩减煤炭发电的比例,同时也在增加天然气发电、风力发电以及光伏发电等更清洁的模式。
对比之下,更清洁的风电和光伏电应该增多才是,但由于天然气热电联产模式下产生更多电力的现象,反倒会被风电和光伏电挤出电力供应市场。
于是近年来就出现了很奇特的一幕,每年冬天北京因为多余的电量,由于使用不完不得不向外地供应。
如果这种局面一直持续的话,风电和光伏电等市场就会被逐步蚕食,最终低碳减排的目标也就无法得到落实。所以在江亿看来,以天然气为燃料的热电联产模式应该停止。
天然气发电,大材小用
江亿还认为,我国天然气资源有限,用数量宝贵的天然气去发电是大材小用。而且,由于我国天然气储量不够,现在又大规模使用天然气,势必就得依赖进口,这反倒会给能源安全带来很大威胁。
统计显示,在2019年时,国内天然气的使用占比为7%,这一消耗规模已经达到了极限,而且由于国内储量有限,大部分又得从外部购买。
2018年,我国外购天然气的比例达到了45.3%,2019年则超过了47%。如此大规模的购买天然气,确实会在能源市场上受制于人。
比如在2017年冬天的时候,国内就出现了天然气荒,当时天然气短缺导致北方供暖不够,还引发了强烈的关注。
之所以会如此,是因为当年在节能减排的目标下,各地都在升级改造以天然气发电代替燃煤发电,幅度太大导致天然气的需求量大增。
而大部分需要从中亚进口的天然气,又被哈萨克斯坦截留使用,最终使得当年冬天,每天天然气的供应量少了5000万立方米。
因此在江亿看来,这种受制于人的局面,我们本不应该承担的。他曾经在阐释自己观点的时候用过一个比喻,天然气很稀缺,就像社会中的博士,既然是博士,就应该去做一些更重要的工作,而不是仅仅被拿去发电。
相反发电这种事情,国内大量的煤炭就能胜任。所以江亿本质的观点是,在节能减排的目标上,国内不应该放弃煤炭而改用油气资源。
相反,我们应该利用煤炭储量丰富的优势,绕开油气环节,在利用煤炭的基础上,大力发展其他能源,进而达到碳减排的目标。
江亿最终提出的结论是,天然气发电应该慎重发展,不应该在城市地区搞天然气的热电联产,而应该用储能丰富的煤炭搞热电联产来给城市供暖。
在这个基础上,其他工业领域产生的余热,发展核能发电而产生的余热等等,也能给城市供暖。
有人认同江亿的观点,但也有人不认可,认为天然气取代煤炭是未来的大势所趋。
天然气供应充足
首先从供应量来看,有的观点认为全世界的天然气供应量充足,所以天然气的使用才会逐渐成为主流。江苏能源局下属机构的一名工作人员表示,2025年之前,天然气的供应局面都很宽松。
国内的储气量也很丰富,数据显示,我国常规天然气的储量在56万亿立方米左右,可开采储量截至到2017年为5.5亿立方米。
同时,我国已探明的页岩气储量为世界第一,相关的开采技术目前也在大力推进,未来页岩气一旦成为主流,天然气的使用还会继续增长。
至于外界担心,大量进口天然气会受制于人,进而威胁能源安全,另外一种观点认为这种担心是多虑的。一些业内人士认为,国内天然气目前来源多元,既有自己的,也有从国外各种渠道进口的,在使用和安全保障方面都不成问题。
其次,在要不要用天然气搞热电联产的问题上,反对江亿的观点认为,天然气发电相对于煤炭更环保,所以取代燃煤势所必然。
比如北京这种大气污染很严重的北方城市,如果继续用煤炭发电,污染问题只能雪上加霜。
煤炭发电的污染排放标准,目前经过改造后的数据是,氮氧化物每立方米50毫克,二氧化硫每立方米35毫克,烟尘每立方米5毫克。
对比之下,天然气发电基本上不产生二氧化硫和烟尘,氮氧化物的排放标准也低于每立方米10毫克。
所以从环保的角度看,我国目前大气污染治理形势相当严峻,采用更低碳的天然气取代煤炭,就是最经济也最合理的选择。
此外,在发电的时候还要用到水,天然气发电的用水量,只有煤炭用水量的三分之一。煤炭在使用的时候,还有堆放占地的问题,对一些城市发电来说,天然气的使用显然更具优势。
最后在一些业内人士看来,国内东北地区冬季供暖时间长,热电联产这种模式,性价比显然是最高的。在这些地区用天然气取代煤炭,无论从环保还是综合利用角度看,都是最合适的。
不管是江亿认为不应该用天然气发电,还是有人认为天然气使用是大势所趋,以上的各种观点,都还是2019年以及之前得出的。
而现在天然气的高价,似乎正在印证,江亿的观点是正确的。
天然气价高的瓶颈如何打破
2022年,国际油价再次上涨,天然气的价格也跟着水涨船高。由于价格以及成本增加,国内天然气供应也开始紧张,尤其天然气发电领域,各地企业更是面临着很大压力。
以深南电A公布的2022年财报显示,天然气成本占营收成本的82.17%。在天然气的采购上,2022年的成本比2021年高了32%,这也导致该电力企业连续两年处于亏损状态。
截止到今年7月,发电用天然气的成本为每立方米2.02元到2.92元,这远远高于煤电、风电、水电的成本。
发电成本高,电力销售的价格还是以煤电电价为基准的,这样发电企业的盈利空间就会被持续压缩。
未来天然气的供应不能从根本上缓解,企业持续无法盈利,看起来似乎就只能让电费涨价这一条路了。很显然,江亿观点中提到我们的天然气受制于人,至少在眼下是应验了的。
结语:下一步该怎么办
业内一些人士已经明确表态,未来要想持续发展气电,绝对不能靠电费上涨,只能靠天然气价格下降。但天然气价格是否会下降,主要还要看供应量和供应结构。
目前,各地为了发展天然气电力,对各企业都给予了财政补贴。然而在现有的情况下,补贴也是不可持续且规模有限。
究竟要不要大力发展天然气供电,现在看来一切都还是未知数。虽然各界都对天然气基于了厚望,但下一步的关键,就是要看天然气的供应和价格,能否真正突破瓶颈。