哈工大张斌教授电能供热报告:电能供热技术的发展及未来的前景

2020年11月1日,“电能供热技术的发展及未来的前景”专家论坛在邯郸举行。中国电能供热首席专家、中国建筑节能协会电能供热专业委员会主任委员张斌教授与邯郸市建筑、水利、建设和设计界人士分享了他27年来致力于电供暖系统的研究成果,并为冀南地区首个应用样板点赞。

电能供热,国家鼓励、前景向好,张斌教授详细解读了电能供热的前景。据了解,电能供热是将清洁的电能转换为热能的一种优质、舒适、环保的采暖方式。二十世纪初,电能供热在挪威、美国率先采用;到了上世纪八九十年代,电能供热引入我国。如今,电供暖技术越来越受到人们的青睐,成为集中供暖方式的有效补充。


在我国,从上世纪90年代禁止电能供暖到如今鼓励电能供暖,不断修订和完善出台了与电供暖相关的标准。2016年,中央财经领导小组第十四次会议明确提出,要按照企业为主、政府推动、居民可承受的方针,宜气则气,宜电则电,尽可能利用清洁能源,加快提高清洁供暖比重。2018年,国家能源局发布《关于做好2018—2019年采暖季清洁供暖工作的通知》,要求扎实抓好清洁取暖实施方案落实,稳妥推进“煤改气”“煤改电”。坚持宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热,以供定改,先立后破。

张斌教授说,他一辈子研究了一件事——电热能。自1992年起至今,他和他的团队对电供暖系统研究整整经历了27年,见证了这个行业由弱变强、由小到大的全过程:他和他的团队率先对国内外各种电供暖系统进行了大量系统性的应用研究与示范性设计;参与了国内第一个电供暖技术规程的起草与制订;在国内建立了第一个电供暖系统实验室;第一个将电供暖作为主供暖系统设计到实际工程中;主持并设计了国内第一个电供暖小区;在国内发表了第一篇关于电供暖系统的实验研究学术论文;在全国选择了第一个电供暖小区进行了2个采暖季的实验及应用研究,并在吉林省及北京地区进行了累计长达25年的实验研究;设计各类建筑采用不同方式不同地域的电供暖系统3000余项、近500余万平方米。



电能成为集中供暖的有效补充

随着科技的发展,传统的集中供暖模式也在发生些微的变化。近年来,电能供热正在成为集中供暖的有效补充,正在逐步满足人们对美好生活的物质要求。

张斌教授向大家详解当前住宅内电能供热方式主要分类:

第一类,间接式供热系统,是以电力为能源,通过低温传热的新型供暖方式。

第二类,采用电锅炉(直热式和蓄热式),将水加热后通过管道输送至散热器,将热量主要以对流方式传递给室内。

第三类,蓄热式供热系统,利用蓄热砖或蓄热材料储存的热量支持全天的供暖,同时利用峰谷电价差错峰用电达到降低费用的电热设备。

第四类,直热式供热系统,其热量利用外表面材料辐射供暖或以对流传热原理发出热量,直接加热室内空气,室内升温迅速。

谈到运行方面,他说,电能供热控制模式多样、灵活,可巧妙运用峰谷平分时电价,使运行成本降低,运行效果更优,形成良性循环。目前,国家强制推行建筑节能,各地执行力度不断加大,随之出台的建筑节能65%、75%的标准,给电供暖行业带来机遇。2015年开始,北京、山东、新疆、河北、天津等地全面执行75%建筑节能标准,这为电能供热提供了高效的运行场景。

但是,张斌教授也谈到清洁取暖面临的系列问题。如,缺少统筹规划与管理,建筑节能水平较低,技术支撑能力有待提升,商业模式创新不足等。破解这些难题需要运用市场“无形”的手和政府“有为”的手,运用改革的办法和创新的理念加以解决。



智能技术,让行为节能成为自觉

张斌教授认为,多年来,我国城市形成了以区域锅炉房和热电厂为热源的集中供暖方式,燃料主要为煤,燃煤所造成的粉尘和有害气体排放严重污染了城市的空气,对人的身心健康产生不利影响。尽管它会因跑、冒、滴、漏等造成很多麻烦,使用寿命不能与建筑物同寿,维修、更新的再投入很高,但是人们已经习惯了集中供暖方式。

目前,我国供暖改革正在逐步推进,集中供暖、按面积收费的供暖方式已经持续多年,随着居民生活方式和福利制度的改革,供暖计费方式正在向着分户计量、按热量收费的时代迈进。

说到电热供暖,他说,随着智能技术的广泛应用,“互联网+”技术进入百姓生活,完全可以让行为节能成为每个人的自觉。比如,一套居室如果暂不入住,可以关闭热源或维持最低温度;大面积的住宅多个居室可以按需要采取灵活的供暖方式;上班家庭可以按上班和在家起居的时间控制不同时段的供暖温度;老幼妇孺可按照生理需要调节自己最佳取暖温度;办公楼、写字楼亦可按办公作息规律设定不同时段的供暖温度,这就是常说的行为节能。

改变传统供暖模式,寻求多元化的供暖新途径将是未来城市供暖发展的方向。从未来发展的角度来看,由于能源不可再生的稀缺性和环境保护的重要性,电供暖技术由于供暖方式的人性化越来越受到人们的青睐,必将带来供暖方式的进步。


为冀南地区首个应用样板点赞

张斌教授的邯郸之行,是因为一个正在建设的康养小镇项目率先应用了电热能而吸引了他,他欣然前往考察,称赞邯郸水投集团在节能减排的大背景下,趟出了一条应用电热能服务居民对美好生活需要的新路子。

此次专家论坛的东道主,邯郸水投集团在磁县滏阳河畔设计建设了一个风景赛江南的如意湖,随后又在如意湖畔规划建设了一个磁安康养小镇项目,并率先大面积应用了电能供热技术。据悉,这在河北省南部地区尚属首例。针对这一新技术的应用,张斌教授前来作课题调研。

据张斌教授介绍,电能供热已经在我国各个区域和很多城市投入使用,北至黑龙江,南至长江流域,西至内蒙古、新疆,东至京津冀地区,大量建筑项目在运用。他特别强调,在建筑节能达到75%的情况下,取暖效果差不了,运用成本高不了。

记者经实地采访了解到,磁安康养小镇紧邻美丽的如意湖畔,目前,正在建设之中的是如意壹号项目,整个建筑群按照75%的建筑节能标准建设,除对墙体进行加厚外,还提升了门窗的密封性,整个建筑的保温隔热性能更好。

正在安装电暖系统的技术人员告诉记者,整个项目为电能供热,采用了石墨烯地暖系统,其发热原理是通过分子进行布朗运动对空间热量传递,具有受热均匀,换热面积大,不干燥、寿命长的特点。该供暖系统可不受供暖时间限制,随时供暖,自主开关,从而避免秋冬和春寒引起的温度不适,也可根据家庭成员的不同采暖需求单独设定每个房间温度,每个居室分区独立控制,不使用转低温运行或关闭,从而降低运行成本。此外,该系统还实现了智能网联,通过手机APP远程开关、调节温度。

“目前有部分房间已经开始电热供暖,并安排了专业人士统计运行数据。”如意壹号项目负责人张瑞康表示,经过入冬以来的试运行,体验者感觉该采暖系统安全舒适、便捷省心,期待看到整个冬季的运行数据,相信会有一个不错的能耗表现。

张斌教授表示,项目竣工之时将再赴邯郸,就节能效果和取暖效果作深入调研,丰富他的研究成果。



专家简介:

张斌,哈尔滨工业大学建筑学院建筑热能工程系教授,高级工程师,兼任哈尔滨工业大学建筑热能技术研究所总工程师,担任中国建筑节能协会电能供热专业委员会主任委员、中国电能替代产业发展促进联盟专家委员、中国电能供热首席专家。

我国电能供热发展历程:

1992年,建立了国内第一个电供暖实验室;

1994—2005年,先后在东北三省电力部门设计安装大小变电所近百个,主要采用电热板和发热电缆系统;

1998—1999年,位于保定的国内第一个电供暖(电热膜)小区设计安装并建成投入使用;

2000年初,引起媒体和社会关注的北京双裕电热膜供暖小区运行费过高及室温不达标引起争议;

2000—2003年,沈阳建成国内第一个综合布线并采用电热膜及部分电散热器供暖小区,也是当时国内最大的电供暖小区,约30万平方米。

2008年,制定了电采暖散热器的行业标准(JGT236-2008);

2011年10月,国家发改委推出上世纪90年代以前,全国经常性的拉闸限电,用电紧张,我国电力部有文件明确规定不得用电作为供暖能源,即不得用电采暖;上世纪90年代初,全国用电平均增容费3000元/kwh。按当时平均每户电采暖用电负荷8kw(100m)计算,每平米增容费约240元,这也是制约电供暖发展的一个重要因素。

阶梯电价,2012年7月1日开始实施。

2015年,国家发改委发文要求尚未出台居民用电峰谷电价的地区需在当年年底前出台政策,由居民用户选择执行。这对电采暖用户来说,无疑是一项重大利好。

2017年12月,国家发改委等十部委联合下发《关于印发北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021年)的通知》(简称北方地区冬季清洁取暖规划通知),规划提出有效降低用户取暖能耗;助推节约、高效、适合清洁电能源供暖发展。

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