在政策的推動(dòng)下，燃?xì)獠膳O(shè)備的節(jié)能改造勢(shì)在必行，同時(shí)，許多老舊壁掛爐的使用時(shí)間已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的8年判廢期，正急需更換。基于此，本文中，北京市公用事業(yè)科學(xué)研究所有限公司科技研發(fā)中心副主任蘭濤，將從“壁掛爐置換的政策背景、調(diào)研分析、不同設(shè)備節(jié)能減排效果對(duì)比”三大方面介紹關(guān)于老舊壁掛爐更新置換的調(diào)研成果。
壁掛爐置換的政策背景
《北京市打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》和《北京市民用建筑節(jié)能降碳工作方案暨“十四五”時(shí)期民用建筑綠色發(fā)展規(guī)劃》都對(duì)燃?xì)獠膳O(shè)備的節(jié)能降碳性能水平提出一定的要求，規(guī)定“新、改、擴(kuò)建工程禁止使用能效標(biāo)識(shí)2級(jí)及以下的燃?xì)獠膳療崴疇t，氮氧化物排放達(dá)到燃?xì)獠膳療崴疇t國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5級(jí)要求”，“鼓勵(lì)業(yè)主及時(shí)更新為高效低碳綠色設(shè)備”。
調(diào)研分析
本次從廣泛調(diào)研、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、入戶檢測(cè)三大方面進(jìn)行調(diào)研分析，再提出老舊壁掛爐置換改造的方案。其中，調(diào)研部分包括行業(yè)調(diào)研、使用分布調(diào)研、入戶調(diào)研。
1.行業(yè)調(diào)研：
天然氣屬于清潔能源，國家相關(guān)政策促進(jìn)天然氣消費(fèi)占比提高；華北地區(qū)的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)相對(duì)比較完善，天然氣消費(fèi)比重也在不斷提高。
·根據(jù)《加快推進(jìn)天然氣利用的意見》 (發(fā)改能源 (2017)1217號(hào))，2018年我國天然氣消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比例約8%，2020年能源消費(fèi)總量控制在50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，非化石能源消費(fèi)比重15%，天然氣消費(fèi)比重力爭達(dá)到10%。
·逐步將天然氣培育成為我國現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一，到 2030年力爭將天然氣在一次能源消費(fèi)中的占比提高到15%左右。
·華北地區(qū)(北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古) 是第二大用氣量區(qū)域，在清潔能源改造和清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃等政策推動(dòng)下，城鎮(zhèn)燃?xì)庥脷饬砍掷m(xù)快速的增長，2018年用氣量約404億立方米，較2015年增長45.1%；用氣人口1.16億人，較2015年增長16.6%。華北地區(qū)的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)相對(duì)比較完善，天然氣作為清潔能源在一次能源中的比重不斷提高。
·北京市近幾年的天然氣用量連續(xù)保持在170億立方米左右。
2.使用分布調(diào)研：
根據(jù)北京市公用事業(yè)科學(xué)研究所有限公司和北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)共同統(tǒng)計(jì)，北京市685萬的燃?xì)庥脩糁校細(xì)獗趻鞝t用戶數(shù)量為122.3萬，2級(jí)及2級(jí)以下能效的占88.7萬臺(tái)，其中50萬臺(tái)以上的使用時(shí)間已經(jīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的8年判廢期，處于急需更換的情況。
2015年以來，北京地區(qū)既有燃?xì)獗趻鞝t中約有22.7萬臺(tái)因故障報(bào)廢或產(chǎn)權(quán)人技術(shù)升級(jí)而進(jìn)行了更新置換，約占超過判廢年限的燃?xì)獗趻鞝t數(shù)量的29.2%，全部為居民自行采購。其中仍然更新為普通爐的占比為73.2%。蘭濤表示，更新為普通爐的占比非常大，所以產(chǎn)品的性價(jià)比還是居民的第一考慮因素。
以下為城區(qū)、郊區(qū)壁掛爐總量的統(tǒng)計(jì)圖，普通爐大部分集中在北京市城區(qū)，而郊區(qū)的17萬臺(tái)大部分為2016、2017年“煤改氣”采購的一級(jí)能效壁掛爐。所以目前節(jié)能降碳的目標(biāo)是城區(qū)的88.71萬臺(tái)普通爐。
3.入戶調(diào)研：
分為家庭情況、采暖爐運(yùn)行情況和建筑情況，詳細(xì)調(diào)研結(jié)果見下圖。蘭濤表示，調(diào)研小組和居民、代理商和廠家都有進(jìn)行面對(duì)面溝通的充分交流。除了安全因素，居民依次考慮的因素是價(jià)格、舒適、便捷、節(jié)能減排。
根據(jù)單位面積耗能及戶均面積估計(jì)，北京市每年燃?xì)獠膳癄t采暖耗氣量約為10-12億m3，根據(jù)實(shí)際入戶問卷調(diào)查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果估算則在11-13億m3。
居民獨(dú)立采暖用氣量統(tǒng)計(jì)
居民、壁掛爐代理商、壁掛爐廠家的看法：
·安全＞價(jià)格＞舒適＞便捷＞節(jié)能減排
·產(chǎn)品價(jià)格：普通爐4000-6000元，煙氣回收冷凝爐6000-7000元，全預(yù)混爐8000-10000元，空氣源熱泵1.3-1.6萬元。
·改造費(fèi)用:普通爐0元，兩種冷凝爐300元以內(nèi)，空氣源熱泵(配電箱、膨脹罐、水泵、線材等) 共需5000-6000元。
隨后，蘭濤對(duì)比了全預(yù)混冷凝爐、戶式空氣源熱泵、集中式空氣源熱泵系統(tǒng)（10萬平）三種路線的改造費(fèi)用，全預(yù)混冷凝爐在價(jià)格上占據(jù)比較大的優(yōu)勢(shì)。各地政府針對(duì)居民戶式空氣源熱泵置換改造的補(bǔ)貼金額存在比較大的差異，另外集中式空氣源熱泵系統(tǒng)（10萬平）也存在需要解決征地的問題。
不同設(shè)備節(jié)能減排效果對(duì)比
除了價(jià)格，調(diào)研報(bào)告還對(duì)比了三種路線的節(jié)能減排的水平（能效和排放）。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，調(diào)研小組分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的測(cè)試和現(xiàn)場測(cè)試，同時(shí)考察實(shí)際運(yùn)行和理論計(jì)算差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下圖。
·置換效果評(píng)估的重要性在于：燃?xì)獠膳癄t在當(dāng)前條件下很少滿負(fù)荷運(yùn)行，因?yàn)闊崴枨髮?dǎo)致采暖爐的負(fù)荷一般不低于24kW，而隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，采暖爐的采暖負(fù)荷越發(fā)過剩。
·部分負(fù)荷下的高效率正是冷凝式采暖爐特別是全預(yù)混冷凝爐的優(yōu)勢(shì)所在，使用壽命8年以上的普通大氣式采暖爐滿負(fù)荷與部分負(fù)荷熱效率均處于較低水平。
使用壽命8年以上的普通大氣式采暖爐氮氧化物排放水平也較差，檢測(cè)樣本NOx排放量均在100mg/kwh以上，平均NOx排放154mg/kwh,與三級(jí)排放水平相當(dāng)。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，調(diào)研小組做了兩個(gè)方案進(jìn)行比較。
方案一：將北京市現(xiàn)有的約88.71萬臺(tái)普通爐替換為全預(yù)混冷凝爐。替換完成后，北京市每個(gè)采暖季采暖爐NOx排放量減少1781噸，同比減排96%，全市NOx減排比例為1.5%。為達(dá)到上述目標(biāo)，結(jié)合調(diào)研數(shù)據(jù)，如采用集采的方式使廠家或代理商為居民提供更優(yōu)惠的價(jià)格，如氣價(jià)能有一定程度的優(yōu)惠，政府每臺(tái)補(bǔ)貼1000元左右即可，按照88.71萬臺(tái)在3年補(bǔ)貼年限內(nèi)全部置換計(jì)算，政府總投入為9億元左右，同時(shí)能夠帶動(dòng)20億以上的周邊產(chǎn)品市場。
方案二：如果88.71萬臺(tái)普通爐全部置換為戶內(nèi)空氣源熱泵，單純熱泵本身的節(jié)能減排效果是較好的，但考慮到熱泵屬于二次能源、華北電網(wǎng)的整體發(fā)電熱效率不及40%、華北電網(wǎng)的綠電比例很低，整體節(jié)能減排效果還要依賴綠電比例的提高速度。
未來氫能利用水平的提升，會(huì)進(jìn)一步提高燃?xì)獗趻鞝t的碳減排水平，與綠電比例提升相比，哪一個(gè)推進(jìn)更快，效果更大還不明確空氣源熱泵1.6-2.2萬元的總體改造單價(jià)與全預(yù)混冷凝爐7000-8000元的集采改造單價(jià)相比有一定差距，在廠家讓利的情況下，政府仍要為每臺(tái)熱泵需要補(bǔ)貼1.1-1.7萬元。
總結(jié)
目前調(diào)研結(jié)果對(duì)燃?xì)獗趻鞝t發(fā)展有利，但“雙碳”政策不可避免會(huì)為未來能源結(jié)構(gòu)帶來巨大改變，企業(yè)應(yīng)盡可能提升產(chǎn)品技術(shù)水平，借鑒國內(nèi)外政策和先進(jìn)技術(shù)，提升燃?xì)獠膳療崴疇t產(chǎn)品減污降碳水平，擴(kuò)大應(yīng)用前景。
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