一、項目提出背景
(一)、能源背景
世界能源形勢緊迫,能源問題位居世界10大(能源、水、食物、環境、貧窮、恐怖主義和戰争、疾病、教育、民主和人口)焦點問題之首。全球人口2004年是65億,每日能耗220x106BOE(标準油當量);到2050年全世界人口至少要達到100~110億,按照每人每年GDP增長1.6%,GDP單位能耗按照每年減少1%,每日能耗将高達450~900 x106BOE。中國已經探明的煤炭資源将在81年内采光,石油資源将在15年左右枯竭,天然氣資源也将在30年内用盡。我國的經濟又處在快速發展時期,而能源的生産和消耗也将高幅增長。2016年我國全年能源消費總量43.6億噸标準煤,同比增長1.4%左右;非化石能源消費比重達到13.3%,同比提高1.3個百分點;能源生産總量約34.3億噸标準煤,同比下降5.1%左右。全社會用電量約6萬億千瓦時,增長5.0%左右。
我國是全球人口最多的國家,而我國的化石資源卻相對貧乏,人均資源占有量不足世界人均值的一半;按照現在的能耗速度,可以肯定我國将在全球率先面臨化石能源枯竭的挑戰。因此,尋找未來替代能源中國比其他國家更加迫切。
(二)、環境背景
大規模、無節制地開發利用煤炭、化石燃料不僅加速了這些資源的枯谒,而且造成日益嚴重的排放和環境污染問題。随着全球能耗的快速增長,環境将進一步惡化。
統計顯示,我國目前能源将近70%由煤炭供給。2016年我國向大氣中排放的二氧化碳超過60億噸,位居世界各國之首。二氧化硫排放2500萬噸,居世界首位,已遠超過自身淨化能力。過度依賴化石燃料的能源結構,給環境帶來了極大的破壞,已造成三分之一國土下酸雨和引發帶來多種疾病等問題。
因此,必須利用可再生能源來調整目前的能源結構,大力開發利用可再生能源是保證我國能源供應安全和可持續發展的必然選擇。
(三)、供暖現狀
目前,居住區龍鱗家園小區采用自備小鍋爐供熱,居民家庭采暖采用小煤爐,供熱方式落後。據統計,本項目供熱範圍内共有鍋爐1台,礦區公寓地源熱泵一台,其餘為居民自制土暖氣采暖。
(四)、熱泵系統應用背景
熱泵技術是應用低品位再生能源的重要技術之一。按熱泵利用的低位冷熱源的不同,熱泵可分為空氣源熱泵、土壤源熱泵、水源熱泵。從系統的能效、設備的投資、運行的經濟性等綜合考慮,水源熱泵比空氣源熱泵、土壤熱泵更具優勢。
按水的來源,水熱泵又可分為地下水源熱泵、地表水源熱泵、污水源熱泵、海水源熱泵等。根據項目所在地的水源的特點,并通過對該地區地下水資源和地質構造情況分析,該項目的供冷供熱非常适合采用地下水源熱泵技術。以地下水作為低位熱源,并利用熱泵技術,通過少量的高位電能輸入,實現冷熱量由低位能向高位能的轉移,從而達到為使用對象供熱或供冷的一種系統。該系統,适合于地下水資源豐富,并且當地資源管理部門允許開采利用地下水的場合。随着國家大力推廣可再生能源應用項目,近年來國内陸續成功建成了諸多地下水源熱泵應用項目,大力推動了城市節能減排工作。
供暖區域規劃清潔能源簡述如下:
(1)地熱能
地熱能是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球内部的熔岩,并以熱力形式存在。因為這種利用方式簡單、經濟性好。
(2)熱泵
空氣源熱泵和中水源熱泵等,經過電能做功,提供可被人們所用的高位熱能的裝置。
(3)引進新技術,方便節能
尤其是空氣源熱泵,以無處不在的空氣的能量作為主要熱量來源,通過少量電能驅動壓縮機運轉,實現能量的轉移,有着使用成本低,易操作、采暖效果好、安全、幹淨等多重優勢,能夠逐步減少傳統采暖給大氣環境帶來的大量污染物排放,保證采暖功效的同時實現節能環保的目的。
二、項目建設的意義與必要性
1、改善能源結構的需要
冬季供暖能源消耗,目前以煤炭為主,大約占供暖能源消耗結構的95%以上,其餘為天然氣、電采暖。共有分散式熱鍋爐2個,其他全部是土煤礦,而且鍋爐設備陳舊、管道老化、污染大、耗能高,存在極大安全隐患。擺脫不了以煤為燃料的能源消耗,解決不了燃煤的煙塵、二氧化硫、二氧化碳等在大氣中的排放。因此,冬季長達6個月的采暖期空氣被嚴重污染。
随着人民物質文化水平的不斷提高,實現城鎮清潔能源集中供暖已成為百姓必需,為了滿足城區日益增長的熱負荷需求,在建設包括利用煤礦廢水的水源熱泵、社區集中供暖的大型空氣源熱泵工程是一項非常必要、非常迫切的工作。
2、合理利用資源的需要
根據甲方提供的熱負荷資料,供熱範圍内原有及新增熱負荷均為采暖熱負荷,依據《龍固鎮2005~2030年熱力規劃》,熱源應選用空氣源熱泵、水源熱泵、礦區餘熱、地熱等清潔能源。依據因地制宜,節約投資的原則,調查到的地區熱負荷資料,本工程規模确定為結合空氣源熱泵、水源熱泵、礦區餘熱、地熱作為熱源集中供暖。工程建成投入後,實現清潔能源供熱,對于解決大氣污染将起到良好的示範效應和實現利用可再生能源的社會效應,符合政府的總體規劃和可持續發展的要求。
3、環境保護的需要
我國是世界上最大的煤炭生産國和消費國,大約 78%的電力、60%的民用商品能源以及70% 的化工原料均靠煤。煤的直接燃燒是我國最重要的人為空氣污染源。
我國大氣主要污染源有:⑴工業企業:是大氣污染的主要來源,也是大氣衛生防護工作的重點之一。随着工業的迅速發展,大氣污染物的種類和數量日益增多。由于工業企業的性質、規模、工藝過程、原料和産品種類等不同,其對大氣污染的程度也不同。⑵生活爐竈與采暖鍋爐:在居住區裡,随着人口的集中,大量的民用生活爐竈和采暖鍋爐也需要耗用大量的煤炭,特别在冬季采暖時間,往往使受污染地區煙霧彌漫,這也是一種不容忽視的大氣污染源。⑶交通運輸:近幾十年來,由于交通運輸事業的發展,城市行駛的汽車日益增多,火車、輪船、飛機等客貨運輸頻繁,這些又給城市增加了新的大氣污染源。
針對空氣污染嚴重的現狀,緻力實施綜合整治大氣污染環境的“藍天工程”。具體内容主要包括:一是減少居民生活燃料導緻的污染,逐步将燃煤改變為燃氣,或者改進煤爐,較少甚至消除煙氣排放;二是逐步調整城區及周邊地區産業結構,提高污染型企業的空氣治理力度,減少工業導緻的空氣污染;三是通過增加綠化等增強自淨能力。
現還都采用分散供熱小鍋爐,這些鍋爐設備大都老化、容量小、運行成本高且無除塵設施,在運行時産生的煙塵、SO2、粉塵和有機廢氣等污染了當地的環境。本項目采用清潔能源集中供熱,逐步實現整個鄉鎮全部集中供熱,以打造綠色城市為理念。
充分利用資源能源,建立資源節約型和環境友好型社會。對于我國這樣一個處于工業化和城市化加速階段、人均資源占有不足、環境惡化趨勢未得到根本性扭轉的發展中國家來說,是一項帶有全局性、緊迫性、長期性的戰略任務;也是實現全面小康社會目标,保證國民經濟全面協調持續發展,統籌人與自然的和諧關系,實現我國社會經濟可持續發展的必然選擇。
項目單位推進能源、資源節約綜合利用和污染綜合治理,投資建設地熱集中供熱站項目勢在必行。
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