依托河北省太阳能“光热+”清洁能源户用供暖项目经验和案例,在河北省张家口、承德、辽宁阜新、吉林延边、黑龙江亚布力、内蒙古通辽、呼和浩特、包头、山西大同、吕梁、陕西西安、甘肃武威等地,因地制宜的实施了太阳能“光热+”电、“光热+”燃气、“光热+”生物质、“光热+”热泵、“光热·光伏+”等太阳能“光热+”清洁能源户用供暖试点、示范和工程项目。

1、项目基本情况

依据河北省农村地区冬季清洁取暖实施方案和招标文件要求,河北道荣新能源科技有限公司提出太阳能“光热+”清洁能源户用供暖技术解决方案,19年至今,开展实施太阳能“光热+”清洁能源户用供暖项。

依托河北省太阳能“光热+”清洁能源户用供暖项目经验和案例,在河北省张家口、承德、辽宁阜新、吉林延边、黑龙江亚布力、内蒙古通辽、呼和浩特、包头、山西大同、吕梁、陕西西安、甘肃武威等地,因地制宜的实施了太阳能“光热+”电、“光热+”燃气、“光热+”生物质、“光热+”热泵、“光热·光伏+”等太阳能“光热+”清洁能源户用供暖试点、示范和工程项目。

自19年至今,已累计完成各种太阳能“光热+”清洁能源户用供暖项目达到7万余户,供暖面积达到500余万平方米,因地制宜的切实解决当地清洁能源供暖实施过程中遇到的各种问题,具有显著的经济效益、环境效益和社会效益,具有巨大的示范推广效果和推广意义。

2、技术路线

太阳能“光热+”清洁能源户用供暖系统,以光热大循环为主体,因地制宜的选择当地优势清洁资源,实现“光热+”清洁能源”双循环多能互补,云控制器精准控制、大数据云平台精准服务,满足老百姓燃气炊事、四季热水,清洁、温暖过冬新需求,精准服务于清洁能源供暖、蓝天保卫战、碳达峰、碳中和、新农村建设新方向。

因地制宜:依据不同地区的政策、能源、资金、因地制宜的提供合理化、高性价比的“光热+”户用采暖系统,适合区域个性化需求;

精准供热:依据用户生活习惯特征,建筑结构特征、地理环境特征实施精准供热,实现供热效益最大化;

精准服务:依据用户个性化需求,提供个性化服务,可满足老年人一键式服务,也可满足中青年人个性化需求。

精准运营:通过物联网大数据的自学习功能,实现整体项目精准运行,节能降耗降费;实时上传控制数据,可在省、市、县部门实时监控所有已实施煤改电、煤改气每家每户的系统运行情况;通过云平台不断优化植入远程商业、远程医疗,实现精准运营。

项目通过“因地制宜、精准供热、精准服务、精准运营”为理念,实施中温“光热+”清洁能源户用供暖,实现了综合投资低、用户运行成本低、企业可持续发展三方共赢的目的。

3、主要设备选型

(一)热采暖机

光热采暖机主要由储热水箱、支架、蓝天管等组成,可依据屋顶结构实施平屋顶或坡屋顶安装。可提供LTC30、40、50、60等多种标准型光热采暖机,可根据需要进行14台模块化串并联组装。进一步通过串并联安装可实现更多光热采暖机模块化组装。

光热采暖机

(二)电热水暖器

高效电加热器直接安装在散热片里,内置温度传感器,可控制加热源温度;可依据现场条件进行串联、并联、串并联等多种组合。该结构设计具有显著的简单可靠、高效速热、灵活方便的特点。电热水暖散热末端基本参数为6001800mm*n(n=10柱),标准配置为18柱和柱两种,电加热功率为12kW。标准配置为15kW。

电热水暖器

(三)电采暖炉

电采暖炉以电力为能源,通过电加热器加热供暖、卫生用热水。即当供水温度小于上限温度时电采暖炉处于加热状态,当供水温度到达上限温度时电采暖炉

处于停机保温状态。电加热功率可选用4kW,2V和380V配置。

电锅炉

(四)生物质锅炉

以生物质颗粒或压块为燃料,实现自动手动添加生物质燃料,进行采暖的清洁炉具。具有水暖、炕暖、炊事等多项供暖,适用各种木质、农作物秸秆颗粒。

可提供930kW的各种生物质锅炉。主流型号为12kW。

生物质锅炉

4、标准化设备配置表

5、经济效益分析

太阳能光热系统投资回收分析

太阳能光热系统标准辐照17MJ/㎡条件下,日平均得热量约为225kWh/㎡。按采暖季节4个月计算,分别提前和延后半个月。采暖期太阳能光热系统利用率为100%,非采暖期太阳能光热利用率30%计算,对标白天电价0305元/kWh时,仅太阳能光热系统投资回收期为225年;对标冬季燃气价格27536元/m3时太阳能光热系统投资回收期为2429年;对标生物质颗粒价格80010元/吨时太阳能光热系统投资回收期为3045年。

6、环境效益分析

太阳能光热系统节能减排量分析

太阳能光热系统标准辐照17MJ/㎡条件下,日平均得热量约为225kWh/㎡。按采暖季节4个月计算,分别提前和延后半个月。采暖期太阳能光热系统利用率为100%,非采暖期太阳能光热利用率30%计算,单户配置10㎡太阳能光热系统,北方地区总安装量按165亿户计算,总安装量将达到165亿㎡,年度节能量将达到116万亿kWh,减少标煤46亿吨,减少二氧化碳排放115亿吨。按年寿命周期计算,总节能量将达到23亿kWh,减少标煤92亿吨,减少二氧化碳排放230亿吨。具有显著的节能、减排的环境效益。

7、社会效益分析

目前北方地区农村清洁取暖市场正走向普及化。在双碳目标政策的加持下,预期在30年将完成北方地区所有农村的清洁能源供暖改造。按北方北方农村总计165亿户计算,单户投资15万元,按10年期完成全部改造任务,则总投资额将达到25万亿元,年度投资额达到2500亿元,年度拉动产业链GDP将达到1万亿元,按人均产值为10万元计算,可拉动就业1000万人。

8、典型经验和做法

(一)政策的指导和加持从13年提出大气污染防治计划,17年提出北方地区冬季清洁取暖规划,到年提出双碳目标,清洁能源取暖项目则是在政策的加持下实施的,未来的市场必然是太阳能系统与常规清洁能源互补,实现能源供给的部分替代。因此,太阳能“光热+”清洁能源户用供暖技术方案也必须是在政策的指导和加持下,指导企业,引导行业和市场发展。因此,必须深刻理解政策的内涵和延续性,指导新技术的创新和市场发展方向。

(二)全方位分析和理念创新

针对目前北方地区清洁能源供暖项目实施过程中的问题分析,主要从三个相关维度开展实施的,主要包括政策资金的提供方——、项目的使用方——用户,以及项目的执行方——企业三个方面展开,指出了目前存在的初投资高、运行成本高、运维难的三大主要问题。以解决上述三大问题为核心目标提出“光热+”技术解决方案,和“因地制宜、精准供热、精准运营、精准服务”的实施理念,开发了系列化太阳能“光热+”清洁能源户用供暖系统,包括:太阳能“光热+”电、“光热+”燃气、“光热+”生物质、“光热+”热泵、“光热·光伏+”等。切实满足不同地区的清洁能源供暖项目需求,具有显著的经济效益和示范推广效益。

(三)技术创新和稳步推进

以“光热+”技术解决方案和“因地制宜、精准供热、精准运营、精准服务”的实施理念为指导思想,基于已有太阳能光热系统、常规清洁能源系统成熟技术的基础上,创造性的开发了适合北方清洁能源供暖应用的蓝天管、光热采暖机、云控器、云平台等关键性产品,形成包括太阳能“光热+”电、“光热+”燃气、“光热+”生物质、“光热+”热泵、“光热·光伏+”等系列化、模块化、标准化的太阳能“光热+”清洁能源户用供暖系统,并通过试点、示范等标准化项目实施流程,实现从产品、系统、工程实施、项目组织、用户培训、售后誉为等适合当地的标准化项目组织管理流程的标准化、规范化和地域化,使太阳能“光热+”清洁能源户用供暖系统切实符合当地的条件和需求,确保太阳能“光热+”清洁能源户用供暖项目在当地具有强大的生命力。

9、问题和建议

(一)问题

(1)政策缺失

作为未来清洁能源主要来源太阳能光热,在各级的清洁能源供热供暖政策中,政策支持力度明显不足,对太阳能的认识仍然停留在的太阳能光伏和太阳能热水器层面。

(2)资金不足

受限于现在政策主要是针对煤改电、煤改气技术方案,所有资金均向电能替代和燃气替代技术方案,该类资金仅能满足常规清洁能源改造。现有项目模式均需要企业做较高成本的垫资,导致项目收率急剧下降,严重影响项目实施和后期运维质量。

(3)理念陈旧

同时,受限于以往太阳能光热行业陈旧理念,以及创新动力不足,现有宣传过程中,仍然将太阳能光热和其他常规清洁能源处在同一政策层面上,导致太阳能光热与其他常规清洁能源处于完全竞争的地位,完全体现的是初投资高成本的劣势,完全丧失了太阳能光热能源的免费、清洁及资金快速投资回收优势,导致太阳能“光热+”清洁能源技术难以推广。

(二)建议

(1)定位

建议:政策上明确定位太阳能光热技术作为与常规清洁能源耦合技术解决方案具有显著的多能互补的优势作用,切实定位太阳能“光热+”清洁能源户用供技术暖解决方案的作用,并在政策执行中积极试点、示范和推广太阳能光热与多种清洁能源耦合技术,积极推广太阳能“光热+”清洁能源户用供暖技术解决方案。

(2)资金

结合国家、省、市、县资金条件,切实有效的太阳能“光热+”清洁能源技术方案推广资金保障模式,包括出资、基金、低息资金、用户出资、资源置换等多种资金保障模式,为太阳能“光热+”清洁能源技术方案的推广,助力北方清洁能源供暖、双碳目标的高效执行,切实降低企业的资金成本,提高企业的生存能量、创新能力。

(3)融合

针对清洁能源供暖、蓝天保卫战、乡村振兴、乡村信息化建设、乡村清洁能源政策等多种乡村政策,制定针对北方农村乡村振兴综合政策,实现多种资金统筹应用,实现高效、高速的新农村建设,助力乡村振兴,服务广大人民群众日益增长的物质、文化需求。

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