几种常见清洁供暖方式的对比

一、 清洁能源替代的迫切性
随着时代的发展，科技的进步，人们的生活越来越好。可是伴随着时代进步，我们也面临着新的危机。雾霾、沙尘、高温、酸雨…，每年供暖期来临之际，北方各供暖城市雾霾频发，严重影响了人们的日常生活与身体健康。这一系列的问题与我们日常所用能源“煤”都有着重要的关系。
我国是世界煤产量最大的国家，同时我国的煤使用量也是最大的，工业炼钢生产、民生取暖….一切都用到煤，而原煤的使用也会释放出大量的有害物质，对环境造成破坏。2016年底习总书记在中央财经领导小组第十四次会议中作出推进清洁取暖的指示。  
各省自治区响应号召推出各种优惠政策促进“煤改气、煤改电”的进度，遵循宜气则气，宜电则电的原则，促进清洁能源替代工作。国家各省都在积极推进和调整能源消费结构，大力支持清洁能源的使用，改善大气环境质量。
二、 清洁能源简介及种类
1.清洁能源概述
清洁取暖是指利用电、太阳能、地热、工业余热、天然气等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物排放和能源消耗为目的取暖全过程。“电采暖”是清洁能源供暖的一种方式。
2.清洁能源供暖形式

电供暖、太阳能供暖、地热能供暖、工业余热回收供暖、天然气供暖等。
2.1电供暖简介
电供暖是将清洁的电能转换为热能的一种优质舒适环保的供暖方式。电热供暖在北欧各国是比较普遍的一种供暖方式，经过长期的实际应用，被证实其拥有很多其他供暖方式不可比拟的优越性，业已被全球越来越多的用户认同和接受。
优点：
节能、环保、低碳，零排放、电热转换效率高，基本无输配热损失，系统控制灵活方便，自动化程度高，系统安装简单方便。
电力资源供应充足：随着核电、风电、光伏发电技术的不断发展，作为清洁能源的电能，供应量充足，并且价格具备逐渐走低的趋势。
缺点：
电供暖分为电直热供暖系统与电固体蓄热系统，电直热供暖系统运行费用相对较高，电固体蓄热系统充分利用夜间谷价电，运行费用低廉，但是其系统造价相对较高。
2.2太阳能供暖简介
太阳能供暖系统利用吸收太阳能光照的热量加热供暖循环水，为避免无光照时间段供暖需求，需配置蓄热水箱；

优点：

节能环保，是太阳能供暖的最大优点，在非采暖期，可以供热水使用，在采暖期，相比其他暖气设备节约运行费用，太阳能供暖对能源的节约效果显著，并且也不会产生二氧化碳、一氧化碳等废气，非常环保安全。
 缺点：
太阳能供暖系统对建筑物的要求高，要求建筑物最好朝南，建筑物表面或旁边有足够大的面积摆放集热器，而且要求建筑物的玻璃是节能的。
 太阳能集热器投资造价高，并且项目越大所需占地面积越大，所蓄配置的蓄热水箱越大，因此并不适合大面积供暖项目。
2.3地热能供暖简介
地热能供暖一种应用是浅层地热能利用，即利用水（地）源热泵技术，依靠消耗少部分的电能驱动热泵机组将浅层地下水或土壤中的热量品位提升，用于建筑物的供暖；
地热能供暖另一种应用中深层地热能利用，这种能源是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，通过钻取深层地热井直接抽取高温水用于供暖。
优点：
无论是浅层地热、还是深层地热资源都属于可再生资源，供暖系统运行费用低廉，环保效益显著。
缺点：
浅层地热能应用中的水源热泵受到地下水回灌困难，难于保证同程回灌以及各地水资源开采政策等因素限制，其应用也受到到诸多限制；而地源热泵因受到冬夏冷热量平衡问题，并不适宜仅有供热需求的项目；
深层地热能应用前提是有丰富的地热资源，受到地热资源分布地区限制，并不是每个项目都适合应用。
2.4工业余热回收供暖简介
工业余热回收供暖是采用热泵技术，吸收工业生产过程中排放的不可直接利用的乏汽废热、生产废热以及工艺冷却水废热，提升废热品位，用于工业建筑或民用建筑供暖等。
优点：
对工业企业余热回收充分利用，减少一次能源消耗，是提高经济性、环保性的一条重要途径。
缺点：
由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定，针对北方地区有连续供暖需求项目，需考虑其他热源进行补充。
随着城市的发展，大型工业企业基本外迁，企业周边民用建筑少，供热需求少，如需对其余热进行充分利用满足城区供暖，则供热管网投资较大。
2.5天然气供暖简介
优点：
天然气是一种清洁的燃料，燃烧充分，产生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多。同时，气体燃料通过管道输送，可极大的减小劳动强度，改善劳动条件
缺点：
天然气供应不稳定：伴随着“煤改气”的实施，北方天气然需求急速上升，天然气消费量大幅增长，呈现“供不应求”的现状，这种问题在实施“煤改气”的地区尤其明显。随着天然气供应形势严峻，等多地都在上调了天然气价格，幅度多在10%以上，因此长远来看，天气价格市场化是大势所趋。
随着天然气价格的上涨，天然气供暖系统运行费用高；
天然气因存在爆炸危险，因此其供暖系统对于锅炉房设置消防要求高；
2.清洁能源供暖常用热源

电直热锅炉：电热管锅炉即为常规电阻式锅炉，此种类型电锅炉单机容量小，常规单机容量不超过5000kW，使用电压等级不能高于690V；而电极锅炉单机容量大，最小不宜低于5000kW，电压等级6kV以上均可采用；电直热锅炉因没有蓄存热量能力，属于时时输出设备，因此运行费用相对较高；
电加热式固体蓄热设备：电压等级为380V6kV10kV均可采用。出水温度恒定，并且可以根据用户的需求提供不同温度的高温热水。具体原理、优势附后重点介绍。
热泵：目前市场常用热泵分为水地源热泵和空气源热泵，国内水源热泵设备技术已经非常成熟，并且水源热泵是通过消耗少量电能，吸收地下中热量进行供暖，是目前最为节能的供暖方式之一，但是受各地水资源丰富程度以及水资源开采政策限制，并不是每个地区都适合，尤其对于哈尔滨地下水并不丰富的条件下，并不适合大面积采用水源热泵进行供暖；
地源热泵系统涉及地下土壤热量冬夏冷热平衡的限制，并不适合仅有供暖需求无制冷需求，或制冷需求量较少的北方地区并不适合应用；
空气源热泵近几年发展比较迅猛，并且各厂家都在宣称可以在-25℃正常供暖，但是根据实际应用情况来看，东北地区尤其是黑龙江地区，冬季室外温度低，空气源热泵并不能正常高效运行，因此空气源热泵热泵并不适合东北地区。
五、 常见清洁能源供热形式对比分析