供熱是為建筑業創造舒適環境，為工業生產創造合適條件的服務部門。它要消耗大量的能源 ，據統計，三北地區采暖耗能約占全年總能耗的13%，北京市冬季采暖年用煤量600萬噸～70 0萬噸，約占全年總能耗3000萬噸的20～23%。1995年，我國燃煤排放CO25～6億噸，排放S O22000萬噸，排放煙塵1700萬噸，它是現今城鎮最大的環境污染源。城鎮集中供熱全年收 費收益可達121.5億元。由此可見，供熱是與能源和環境緊密相連的行業。

可持續發展的目的是發展，但當前的發展一定要把節約資源，保護環境放到重要位置，以保 證將來的發展。隨著經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，供熱的發展速度將更快。 因此，供熱的節能，供熱的環境保護，供熱的降低成本和供熱的提高效益等可持續發展問題 已成為供熱行業首要解決的問題。

一、燃煤的集中供熱方式與多種能源供熱方式的結合

1.現階段我國城鎮供熱仍以燃煤的集中供熱方式為主。

它是由以下因素決定的：

(1).能源結構，不論是現在，還是將來，煤約占我國總能源構成的3/4。1995年我 國煤炭在一次能源生產和消費結構中約占75%，石油約占17%，水電占6%，天然氣1.8%。這種 能源結構決定了供熱以燃煤為主。燃煤供熱方式中，較經濟、較節能、環保效益較好的方式 是集中供熱方式。(2).居民用能消費結構居民能源消費量隨著其生活質量的提高而增長 ，兩者關系十分密切。居民生活用能的范圍包括照明、家電、炊事、采暖、空調和生活熱水 等。北京住宅不同用途用熱量的比例大致為采暖44.4～55.6%，空調16.9～10.6%，生活熱水 23.9～15.2%，炊事8.1～10.1%，家電、照明等6.7～8.5%。住宅能源消耗分為三個過程。

①.電力過程：照明、家電等。

②.高溫過程：炊事。

③.中低溫過程：采暖、制冷和生活熱水等。對于電力過程，沒有其它合適的替代能源，只 能用電。而高溫過程和中低溫過程的能源種類及供應方式是可以選擇的，它們與能源開采， 能源轉換，城市環境，居民的收入密切相關。近年來，城市對大氣環境質量的要求不斷提高 ，居民用能品種構成也發生了很大變化，上海市1986年煤炭占71.66%，電力占12.15%，煤氣 占16.06%，而到1991年，上述的比例分別變成57.8%、20.94%和20.83%。北京市的變化見表1 。

終端能源消費結構

表1

種類 1990年(%) 2000年(%) 2010年(%)

煤炭 47.11 34.37 24.74

輕油 7.53 10.48 12.36

天然氣 2.51 3.66 6.44

電力 25.93 32.56 38.11

從表1可知，以煤為主的燃料結構，正在逐步得到改善，天然氣是潔凈能源，但“以氣代煤 ”面臨的問題①.改造資金不易落實。②.天然氣價格過高，1.8元/Nm3約為煤的4～5倍 。③.天然氣供氣量不夠。北京市公用局提供的居民采暖天然氣年用氣總量為26.10億m3( 見表2)。居民生活(做飯)年用氣量為8.32億m3(見表3)。

北京市居民采暖天然氣用氣總量

表2

供熱方式 面積 小時供暖量 年供暖量 供暖效率因素 折天然氣量

單位 萬平方米 吉焦 吉焦 % 億立方米

城市集中供暖 3250 5443 15826104 80% 0.00

集中鍋爐供暖 4000 6699 19468620 85% 6.51

分散小鍋爐采暖 10250 17166 49864788 82% 17.29

小煤爐采暖 1500 2512 7285032 90% 2.30

總計 19000 31820 92444544 26.1

北京市居民生活(做飯)天然氣用氣總量分析

表3

項目 單位 1995年 2000年 2005年 2010年

人口 萬人 1251 1267 1283 1300

家庭 萬戶 393 398 403 408

居民用氣量熱值 萬百萬大卡/年 28177164 28512108 28888920 29307600

折天然氣量 億立方米 8.01 8.11 8.21 8.32

天然氣供氣量 億立方米/年 1.5 3.08 8.21 8.32

天然氣供氣率 % 18.73 37.98 100.00 100.00



而實際供給北京市的天然氣總量2000年約為10億m3(最多替代200萬噸煤)遠低于上述數據 。因此，燃清潔能源天然氣，油的采暖方式，只能在有限的范圍內發展。電采暖方式的發展 受到制約的因素更多。因此，在比較長的時間內，燃煤的集中供熱方式仍是我國發展城市供 熱的主力軍。

(3).已建熱電廠、燃煤集中供熱工程為今后城市供熱的發展打下了堅實的基礎。

經過約20年的努力，我國城市集中供熱已具備一定的規模。至1998年有286個城市有集中供熱設施，供熱面積達8.6億m2，供熱管網約為3.5萬公里。已占華北、東北、西北、山東、 河南等采暖地區實有房屋面積319372萬m2；的1/4以上，其中住宅面積占60%以上，用熱人 口達3000多萬。作為城市基礎設施之一的城市集中供熱工程除了已有的供熱能力之外，還具有很大的潛力。如北京在充分發揮現有熱源和已立項建設熱源的供熱能力的條件下，就能新 增供熱面積的4000萬m2；制定合理供熱范圍，就能充分發揮已建213公里熱網的供熱能力 。從而既能盡快地滿足房屋建設迅速增長和人民生活水平不斷提高的需要，又能為改善城市 的大氣環境作出貢獻。

(4).科技進步為城市燃用清潔煤創造了條件。

①.開發和推廣清潔煤技術。主要措施，嚴格限制高硫煤的開采和大力推行煤炭的選洗加工 。1995年我國含硫量大于3%的高硫煤的產量為9500多萬噸，為煤炭總產量的7%，但對全國二 氧化硫排放總量的貢獻率卻占25%。北京市經委、市環保局等聯合發布了“關于全面推廣使 用低硫優質煤的通告”，徹底封殺高硫煤。煤炭經過洗選加工，可以將里面的硫分、灰分大 部分去除，是解決燃煤污染的一個重要手段。

②.開發和推廣循環流化床鍋爐。這種鍋爐的最大優勢是在燃燒過程中能有效的控制有害氣 體NOx和SO2的產生和排放(脫硫率可達90%)。

③.除塵技術和裝備制造。除塵技術和設備已向既除塵又脫硫的方向發展。

④.電廠脫硫技術及其成套裝備制造。目前采用的脫硫方法有簡易半干法，簡易溫法，爐內 噴鈣尾部加濕和電子束脫硫工藝等。大幅度降低脫硫設備的造價，開發和推廣適合中國國情的脫硫工藝是當前的主要任務。

2、有條件的重點城市，建立無燃煤區，采用清潔能源，如天然氣，液化石油氣、輕油和電等供熱方式，提高城市大氣環境質量。

我國的大氣污染屬煤煙型污染，主要污染物是煙塵和二氧化硫，燃煤是形成我國大氣污染的主要原因。隨著國家對環保日益重視，推動了燃氣、燃油、用電等清潔能源供熱方式的發展 。

隨著電力進入買方市場，隨著熱泵技術的發展，有些地區開始用電采暖。目前，我國電力暫 時供大于求，但峰谷差越來越大，要發展用電供熱方式，就要求發展蓄熱(冷)裝置，增加用 電投資，在目前電價較高的條件下，用電供熱大多在南方地區，過渡地區，北方地區僅在10 月底，11月初或4月氣較候寒冷時采用。

燃天然氣不排放SO2，并比燃煤減少NOx45%，CO252%比燃油減少NOX63%，CO226% 。按照國際上采用的成本效率分析法，即把大氣污染濃度降到指標水平的成本最低分析方法 ，發展天然氣供熱是一個可選擇的較佳的方案。由于我國天然氣探明程度較低，即使從國外 引進，用于供熱的天然氣也是有限的，如北京2000年燃氣供熱熱化率約為11%，2010年約為28%。除此之外，燃天然氣供熱的熱價較高，用產的承受能力有限，也限制了它的發展。

在當前城市集中供熱的發展速度低于房屋建設發展速度和低于城市化水平的速度條件下，燃天然氣供熱方式發展速度較快是不可避免的。

目前，已從國外引進了許多類型的燃氣供熱設備，包括分戶采暖的壁掛式燃氣兩用爐包括樓 棟式小鍋爐，包括直燃式溴化鋰制冷機和燃氣熱電聯產方式，起步較高，為用戶的選擇提供 了很大的范圍。

3、供熱商品化、市場化對集中供熱提出了更高的要求。

用戶對供熱的要求：安全、可靠、舒適、調節方便、維修方便，改變收費方法。在計劃經濟 體制下，民用采暖一直作為福利，采用按用熱面積計費的收費方法，這種方法既不利于節能 ，又給政府財政帶來了沉重的負擔，還出現了熱費收繳難的問題。對于集中供熱來說，正在 逐步建立和完善對供熱用戶計量收費制度，積極開發熱量表和溫控閥。以滿足用戶的要求。

城市集中供熱對我國能源的綜合利用，節約能源，改善城市大氣環境，提高人民生活水平有 重要的作用，對供熱的可持續發展具有舉足輕重的作用。

二、可持續發展與供熱技術的進步

1.可持續發展

當前，我國的能源形勢十分嚴峻，主要表現如下，能源年增長約4%，不能滿足國民 經濟年增長8%～10%的要求：能源缺口大。2000年約缺能4.6～5.4億噸標煤，2010年缺能8% ，2050年缺能24%；節能任務重，通過調整產業結構，產品結構，貫徹執行節能措施，2000 年節能5～7萬噸標煤，2010年約為8億噸標煤，2050年約為17億噸標煤。由此可見，節能是 實現可持續發展戰略的最有效、最經濟的途徑。目前，我國城市環境污染嚴重，約有57%的 城市總懸浮微粒超過國家限制值 ；約有48個城市SO2濃度超過國家二級排放標準；約有82 %的城市出現酸雨。能效低，能源浪費，環境惡化與可持續發展極不相稱，只有貫徹執行可 持續發展的重大戰略，才能使經濟建設、人口、資源、環境相協調，才能實現良性循環。

2、提高供熱系統能效，降低能耗，降低造價是供熱行業當前的主要任務。 城市民用建筑快速發展，建筑能源消費增長迅速。1996～2000年，全國城鎮新建住宅面積 共12億m2，年均2.4億m2；2000～2010年，新建住宅33.5億m2，年均3.35億m2。采 暖能耗約占總能耗的13%，與發達國家建筑能耗占總能耗的40%相距甚遠。隨著我國經濟的發 展人民生活水平必將朝著住房舒適化、生活現代化、娛樂多樣化目標發展，建筑能耗的比重 將不斷增長。

近幾年來，集中供熱一直在貫徹執行2000年技術進步發展規劃，技術上、管理上、取得了很 大的進步，但與國際先進水平比，仍存在技術水平偏低的現象。主要表現在：熱源廠供熱效 率不太高，如熱電廠平均供熱標煤耗約為40kg/GJ，供熱鍋爐運行效率平均約為70%，熱源廠 運行時間短，供熱管網利用率低；供熱管網普遍存在管溝滲水、熱損失大、失水率高的問題 ；系統的控制及調節水平落后，許多城市均有多熱源，雖然管網已相互連接，但由于熱源仍 為定速循環水泵，系統中熱力站自動化水平不高，管網無監控系統，因此，無法進行多熱源 聯網運行，降低了系統運行的經濟性；二次管網水力不平衡等問題。由此可知，集中供熱應 針對目前存在的問題，從規劃、系統設計、設備選型、施工建設等方面降低工程造價；推行 采暖、生活熱水和制冷三聯供；采用新技術、新設備等提高城市熱網的保證程度和運行經濟 性；加強供熱系統的運行調節；盡快地改變收費方法，實施計量收費，適用市場需求。

3、供熱技術的進步是保證集中供熱可持續發展的先決條件。

我國集中供熱要實現可持續發展，只有加大科技的力度，正如2000年技術進步發展 規劃所說，采取多種措施方法提高熱源熱能的綜合利用效率；采取多種提高管網輸送熱能的 經濟性、安全性、可靠性，吸收和消化國外先進經驗，降低供熱系統造價，才能促進集中供 熱的可持續性的發展。如研制多熱源聯合運行技術；開發利用垃圾焚能源技術及垃圾焚燒設 備；有條件的城市推廣應用熱電冷三聯供；提高熱源廠供熱熱效率；推廣直埋管敷設技術； 增加熱力站調控設備；從實際出發，加速發展計算機監控系統；逐步推廣計量收費方法和研 究適合按熱量計計量收費需要的戶內采暖系統等。

三、新概念與傳統觀念

1、設計觀念的改變

①.從靜態設計到動態設計

靜態設計指的是根據估算的設計熱負荷，根據產品額定工況下的數據，選擇熱源設備，設計 供熱熱網和用戶設備。各種設備(包括管網)的特性曲線、工作點和所遵循的標準不一定能很 好地匹配，節能的設備不一定能組合成一個節能的系統。而動態設計實際上是系統設計，以 保證系統能效比為最高，實現系統熱源、熱網、熱力站和用戶各組件的最佳匹配。因此，設 計的任務就是要將系統全工況下的性能調整到最佳。這就是說，供熱設計者不僅要考慮系統 在設計工況下的效率，還要考慮系統在部分負荷下的運行程序和控制邏輯。

②.從純技術設計到技術、經濟、環保的綜合設計。

國外學者提出了壽命周期分析(LCA)的概念。他們認為無論從投資的角度還是節能環保角度 來看，系統一生中的“重頭戲”是在其運行階段。在此基礎上，國外學者進一步提出了壽命 周期地球環境負荷的概念，將供熱系統在壽命周期中的廢熱排放量、溫室氣體排放量、酸性 氣體排放量、廢棄排放量以及破壞臭氧層氣體排放量等進行綜合考慮。

③.從專業設計到跨專業的協同設計。除專業設計之外，還要進行能耗分析，系統模似，進 行自動控制和自動檢測設計，采用技術經濟分析方法，及掌握物業設施管理中的運行維護理 論等。

四、信息技術與供熱的發展.

1、供熱計算機的應用提高了設計質量和工作效率。目前，已從設計和簡單計算機 輔助繪圖逐步向設計全過程一體化、智能化和交互式的方向發展。

2、網絡技術的發展，特別是互聯網的發展，作為信息處理的人機系統正在開始由一個封閉 系統向開放系統轉變。計算機控制及網絡技術的發展為供熱系統的運行調節提供了新的有力 工具。由此可見，計算機的發展，系統方法，信息方法和人工智能的應用已經成為供熱技術 發展的時代特征。 3、信息技術的發展對供熱技術進步的影響。

計算機技術和現代化通信的結合正在改變著計算機應用的傳統模式。因特網以令人驚訝的速 度發展。它將對供熱科技的進步產生重大的影響。用戶不僅從網上獲取信息，還可在網上租 用應用軟件。基于WWW 信息搜集系統和IDGS也應運而生。
供熱能源、供熱方式及它們與節能、環保之間的關系一直是大家關注的問題。本文的分析論 證可能依據不充分，也可能不盡合理。如有不當之處，請批評指證。

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