1、如何运用科学技术提高城市供暖的能源利用率摘要：针对目前全球能源紧缺并且北方城市冬季供暖能量消耗较大的问题，并考虑在我国某些地区太阳能、天然气等新型资源丰富的现状，提出了利用太阳能集热技术和天然气新型能源技术供暖的城市供暖模式提高能源的利用效率。通过实验研究和实地考察某些地区的太阳能辐射量、测试气温变化，天然气的储备量等情况，发现在某些地区利用科学技术采取太阳能和天然气等新型能源供暖可以缓解能源紧缺，基本上可以满足居民供热的基本需求，从而进一步提高能源的利用效率，缓解能源紧张的问题。 关键词：城市供暖；科学技术；节约能耗；太阳能；天然气 Abstract: In view of the curr
2、ent global energy shortage and the larger issues of North City winter heating energy consumption, and consider the situation in some areas of Chinas solar energy, natural gas and other new resources, proposes the use of solar thermal technology and new energy technology of natural gas heating city h
3、eating mode to improve energy utilization efficiency. Through experimental study and field study, solar radiation in some parts of the test temperature change, natural gas reserves situation, found that the solar and natural gas and other new energy heating can alleviate the energy shortage in some
4、areas of science and technology, basically can satisfy the basic needs of residents heating, so as to further improve energy utilization efficiency, relieve the problem of energy shortage Key words: city heating; science and technology; saving energy; solar energy; natural gas 中图分类号： TK511 文献标识码：A 文
5、章编号：2095-2104（2012） 一、我国供热能源紧缺的现状 现在我国人均能源资源相对不足，资源质量水平较低。首先，我国常规能源资源的总储量就其绝对量而言，是较为丰富的。据统计我国煤炭资源评价：按用途分类，各类煤炭储量较丰富；新能源与可再生能源：太阳能 2/3 国土面积年总辐射量超过 60 万焦/平方厘米，风能资源量估计为 2530 亿瓦，地热能已探明可采储量大约 4627 亿吨标煤。然而，由于我国人口众多，就可采储量而言，人均能源资源占有量仅相当于世界平均水平的二分之一。据有关专家估计，若按目前的开采水平，我国石油资源和东部的煤炭资源将在 2030 年耗尽，水力资源的开发也将达到极值，
6、供热资源也逐渐匮乏。供热能源生产消费以煤为主。其次，在我国的供热能源生产消费结构由煤炭始终占有较大的比重。第三，供热能源工业科学技术水平较低，劳动生产率水平也较低。第四，供热能源供需形势从长期看十分紧张。不过，经过我国多年对能源利用效率的技术研究能源紧张的矛盾明显缓解。然而与我国的人口增长水平，对能源的消耗所的长远发展需要相比，仍存在着较大的差距，特别是节能高效能源，缺口依然很大。第四，供热能耗水平高，能源利用率低下。由于我国人口的不断增长，供热范围不断扩大，使能源环境问题日趋严重，制约了我国经济社会的发展。以城市为中心的环境污染进一步加剧，在污染环境的各因素中，二氧化碳的污染量较高，而二氧化
7、碳大多来自煤炭。 二、如何利用科学技术降低的供热新能源消耗率 （一）利用科学技术研发的天然气作为新能源在城市供热系统的应用 天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。 天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向
8、上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近 100%，减少二氧化碳排放量 60%和氮氧化合物排放量 50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应。 天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。天然气作为新型供热能源有以下几点有点： 1、经济实惠天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气
9、，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。 2、安全可靠天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。 3、改善生活随着家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境，提高生活质量。 4、天然气耗氧情况计算：1 立方米天然气（纯度按 100%计算）完全燃烧约需 2.0 立方米氧气，大约需要 10 立方米的空气。 随城市供热能源结构的调整，基于天然气的能源优点和利用情况，促使采用家用天然气的燃气锅炉进行单户采暖发展非常迅速。所谓家用天然气的燃气锅炉采暖就是以每个住户为单位，采用天然气为主要供热能源的家用燃气锅炉采暖。虽
10、然现在目前对这一采暖模式的争论比较多，但家用天然气的燃气锅炉工作效率高且产生的热能较多。一家一户自成系统，同时解决采暖和热水供应的问题。对于单户燃气热水采暖具有很大的灵活调节性，且使用完全独立，采暖温度还可以自主调节，采暖时间也可自行控制，各个房间温度可依据实际情况自如的控制，另外这样的热能供热模式，没有锅炉房和外热网热损失，从而节省外网建设投资。符合国家或地方按热量收费的原则，可准确计量每户所耗气量，用气量可由用户自主控制，另外这种供热系统的效率较高，避免了居民集中供热按面积收费所造成的能源过渡浪费，因而可以有效促进节约燃气，从而为推广使用优质洁净的供热燃料创造了有利条件。同时这种采暖循环供
11、热模式的动力消耗低，不仅节省电能，而且还提高燃气管线的利用率和使用所产生的新型经济效益。 另一种通过科学技术，利用天然气的能源供热降低能耗的供热模式：分散化燃气锅炉采暖。分散化燃气锅炉采暖：分为模块化采暖和分散集中化采暖，一个建筑单元、一个建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为模块采暖。有多个相邻室的使用性质相同建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为分散式集中采暖，特点是有一次热网直供。其优点是：建设较灵活性，燃气锅炉集中管理，方便维修。而且每个系统供热面积小，便于自主调节和控制。另外对于使用性质相同的建筑，特别是学校、办公楼等公用建筑，采用这种采暖方式可以根据建筑的使用特点，来自主调节控制采暖温度和采暖时间
12、。居民也可根据自己的作息时间控制采暖时间。在一些公共场所，在节假日或无人的夜间可降低采暖温度或停止采暖，从而节约燃气和运行所需的电能等的费用。外网规模小，无中间换热站，热损失或动力消耗小，节约能源，在欧、美是一种广为流行的新型采暖方式。而且烟气可集中排放，降低了对环境的污染。 （二）科学技术研发的太阳能供热能源如何提高能源的利用率 在可再生能源的开发利用过程中，太阳能这种新型能源逐渐受到人们的重视。随着太阳能在生活热水领域中应用的不断增加，证明了太阳能加热系统逐渐的成熟和可被利用性。太阳能是人类迄今为止所认识的最清洁且可再生能源，太阳能与建筑供热一体化将在建筑节能，提高能源利用效率中起到十分重
13、要的作用。受太阳能热水系统成功应用的启发，越来越多的人们在考虑如何将太阳能用于居民供暖系统中，并利用科学技术的研发提高能源的利用效率。根据利用太阳能的方式提高能源的利用效率，将太阳能供暖系统分为主动式和被动式两种方式。其中被动式太阳能供暖系统不采用专门的集热器、管道和循环泵等装置，只是依靠建筑物的方位、本身构造和材料的热工性能，吸收和储存太阳能入射能量，以达到供暖目的。但被动式太阳能供暖系统所获得的太阳能有限，且分布不均匀，但是这种供暖方式经过调查、实验研究和能源利用率的统计数据表明也是提高能源利用绿的有效方法。另外，因为太阳能易受天气的客观因素影响，所以利用太阳能的供暖系统都要设置辅助热源，以满足供热系统对居民建筑供暖需求保障。 总之，在运用科学技术利用太阳能提高能源利用率的供暖系统实施过程中，要尽量做到太阳能利用与建筑一体化设计；对系统设备的选用和集成，要注重产品性能并且应智能化控制，还应设计必要的辅助热源以保证供热效果。太阳能供暖有着显著的提高能源利用率、节能和环保效益，在传统能源越来越紧缺，提倡低碳经济的今天，运用科学技术的太阳能供暖技术会得到越来越广泛的推广和应用。 【参考文献】 1、赵建会，张联英.供热工程.【M】. 科学出版社.2008 2、官燕玲.供暖工程.【M】.化学工业出版社.2005 3、袁家普.太阳能热水系统手册.【M】.化学工业出版社.2008
