空氣能、風(fēng)能、太陽(yáng)能誰(shuí)才是更好的環(huán)保替代品?
2021-09-03 09:45:05
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燃煤采暖危害非常大,你知道嗎?
根據(jù)科學(xué)測(cè)算:燃燒1噸標(biāo)準(zhǔn)煤將產(chǎn)生二氧化碳2.62噸、二氧化硫8.5公斤、氮氧化物7.4公斤,這些污染物的排入直接導(dǎo)致了空氣質(zhì)量的惡化,加劇“霧霾”的肆虐。
而燃煤導(dǎo)致的大氣污染,也已經(jīng)成為影響中國(guó)公眾健康的最主要危險(xiǎn)因素之一,每年給中國(guó)造成千億的健康經(jīng)濟(jì)損失和疾病負(fù)擔(dān)。一份名為《煤炭的真實(shí)成本——大氣污染與公眾健康》的報(bào)告指出,燃煤大氣污染物排放已占到我國(guó)最主要能源大氣污染物排放的70%以上,其導(dǎo)致的大氣污染將引起人體抵抗力下降和人群發(fā)病率提高,而且這種長(zhǎng)期和慢性的影響容易被公眾忽視。
當(dāng)然,有些人認(rèn)為燃煤污染只與燃煤采暖區(qū)有關(guān),那就太天真啦。燃煤大氣污染物的擴(kuò)散范圍可達(dá)數(shù)千公里之外,相當(dāng)于北京到上海甚至到廣州的距離,這意味著遠(yuǎn)離污染源的人群并不能完全避免環(huán)境污染的影響。“北方大規(guī)模燃煤采暖之下,中國(guó)幾乎不再有空氣凈土”。
燃煤采暖危害這么大,從根源上解決污染源,勢(shì)在必行。而要找到燃煤采暖的替代品,必須選擇一種不需要燃燒煤炭的清潔環(huán)保能源。而常見(jiàn)的清潔環(huán)保能源有“風(fēng)能、太陽(yáng)能與空氣能”。但是在北方燃煤采暖污染整治過(guò)程中,風(fēng)能與太陽(yáng)能實(shí)際使用及推廣卻不現(xiàn)實(shí)。
風(fēng)電供暖在經(jīng)濟(jì)性和風(fēng)電規(guī)模上,難以普及。
首先,風(fēng)電供暖“棄風(fēng)嚴(yán)重”。2015年上半年,全國(guó)風(fēng)電上網(wǎng)電量977億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)20.7%;風(fēng)電棄風(fēng)電量175億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)101億千瓦時(shí);平均棄風(fēng)率15.2%,同比上升6.8個(gè)百分點(diǎn)。而我國(guó)北方地區(qū)風(fēng)能資源的特點(diǎn)是“冬季大夏季小,夜間大白天小”,也就是說(shuō),北方風(fēng)資源相對(duì)集中在冬季夜間時(shí)段,而這時(shí)正是用電負(fù)荷的低谷時(shí)段和取暖供熱的高峰時(shí)段。為了滿(mǎn)足建筑取暖供熱需要,熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組需優(yōu)先運(yùn)行,幾乎把電力負(fù)荷的空間全部占去了,風(fēng)電機(jī)組被迫棄風(fēng)停運(yùn)。像黑龍江棄風(fēng)限電形勢(shì)在供暖季來(lái)臨時(shí),就會(huì)進(jìn)一步惡化,甚至面臨負(fù)荷低谷時(shí)段全省風(fēng)電全部停止發(fā)電的情況。
第二,風(fēng)能具有天然波動(dòng)性,不利于儲(chǔ)備,提高儲(chǔ)能技術(shù)是最好的辦法,現(xiàn)在大家都在研究先進(jìn)的儲(chǔ)能電池,但技術(shù)突破不是一天兩天能夠?qū)崿F(xiàn)的。
第三,風(fēng)電供暖存在成本方面的困擾,難以大規(guī)模普及。風(fēng)電的成本本來(lái)就比火電高很多,如果要用風(fēng)電替代火電、燃煤供暖,雖然清潔了,但是關(guān)掉的火電機(jī)組、超出的費(fèi)用,這其中存在的經(jīng)濟(jì)方面的矛盾和相應(yīng)的利益分配機(jī)制都很難理順。
第四,風(fēng)電質(zhì)量差,危及電網(wǎng)安全。風(fēng)電質(zhì)量比起水電、火電,質(zhì)量是最差的,時(shí)大時(shí)小,時(shí)有時(shí)無(wú),雜波厲害,電網(wǎng)企業(yè)很不喜歡風(fēng)電,尤其是中國(guó)大電網(wǎng),風(fēng)電比例大危及電網(wǎng)安全。
如果要靠風(fēng)電替代火電、水電供暖,目前無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)性還是風(fēng)電規(guī)模上來(lái)說(shuō),都難以普及,并產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。
太陽(yáng)能供暖在成本和建筑要求上,難以大規(guī)模普及。
太陽(yáng)能取暖器,在陽(yáng)光的作用下,利用單位體積的冷熱空氣的密度差所產(chǎn)生的微循環(huán),來(lái)實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的目的。以目前的技術(shù)水平理論上是可行的,但是安裝成本與民眾建筑來(lái)說(shuō),大規(guī)模普及可行性小。
首先,安裝成本太高。
如果你家采暖面積100m2,至少需要4千瓦左右的功率才能獲得必要的采暖效果。目前一千瓦的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的造價(jià)需要一萬(wàn)元,那4千瓦就需要4萬(wàn)元投資。更重要的是,太陽(yáng)能發(fā)電最致命的缺陷是沒(méi)有了陽(yáng)光就立即停止發(fā)電,而漫長(zhǎng)的冬季夜晚最需要電力。為此實(shí)現(xiàn)夜間供暖,就需要配置一組容量很大的蓄電池組以及額外增加幾千瓦的太陽(yáng)能電池板給蓄電池組的電池供電(充電),待夜晚不能發(fā)電時(shí)用蓄電池里的電力采暖。而要增加這套設(shè)備,至少要再增加10萬(wàn)元的安裝成本。試想一下,十幾萬(wàn)的采暖安裝成本,有幾個(gè)村民能承受得了。
第二,普通建筑使用太陽(yáng)能,采暖效果不明顯。
太陽(yáng)能供暖,對(duì)建筑的要求稍微高一些,必須是節(jié)能建筑,一般適用于新型別墅。它要有足夠的安裝集熱器空間;建筑的外墻有保溫,玻璃是節(jié)能玻璃。如果是農(nóng)村的房子,房屋的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、保溫性做得不好,根本不適合做太陽(yáng)能采暖。另外,終端的散熱方式使用地板采暖,非暖氣片,地板采暖要求的水溫較低,45℃左右就可以達(dá)到較好的散熱效果,暖氣片要求水溫達(dá)到65℃以上才可以達(dá)到一定的散熱效果。
然而,即使這些條件都滿(mǎn)足,在實(shí)際應(yīng)用中,建筑節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)的新建獨(dú)棟建筑,使用的1m2集熱器帶動(dòng)大約8m2的建筑面積,在提供少量輔助能源的情況下,室內(nèi)溫度只達(dá)到12~15℃。這樣的溫度在冬天根本不可能做到真正的溫暖、舒適。
空氣能熱泵分戶(hù)式采暖無(wú)燃燒、安裝成本低、運(yùn)行費(fèi)用低,利于大規(guī)模普及
空氣能熱泵是一個(gè)能量搬運(yùn)裝置:介質(zhì)在蒸發(fā)器先大量吸收空氣中的免費(fèi)能量;通過(guò)壓縮機(jī)做功,將介質(zhì)壓縮成高溫高壓氣體;介質(zhì)經(jīng)過(guò)熱交換器交換熱能,以供給熱水或采暖。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,無(wú)燃燒,無(wú)廢氣排放,無(wú)CO中毒、爆炸危險(xiǎn),無(wú)粉塵等顆粒物污染,做到真正的“零污染”。
另外,使用年限長(zhǎng),運(yùn)行費(fèi)用低。由于采用空氣能制熱,1份電能可以產(chǎn)生多份熱能,比傳統(tǒng)電熱或燃燒制熱相比,能有效降低能耗。
總結(jié):因此,盡管風(fēng)能、太陽(yáng)能跟空氣能一樣環(huán)保,可以從根源上解決“燃煤污染”,但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,它們因?yàn)橥度氤杀?、技術(shù)、受各種外界因素制約等原因,不適宜大規(guī)模普及,而空氣能卻憑借“投入低,運(yùn)行費(fèi)用低,零污染,可以大范圍普及”,成為燃煤污染的“最佳替代環(huán)保能源”。北京、河北、山東、山西等北方地區(qū),紛紛出臺(tái)“煤改電補(bǔ)貼政策”,更是促進(jìn)“煤改空氣能地暖”的蓬勃發(fā)展,推動(dòng)我國(guó)北方燃煤污染的有效治理!