清洁供暖 “花样”知多少？

寒风冷飕飕，今年我国北方的秋天如躲猫猫一般，仿佛从夏天一下子切换到了必须要穿秋裤的寒冬季节。每当这时，如何取暖就成了老百姓关切的重要事项。

为保障群众温暖过冬，全国各地抓紧抓实冬季供暖工作，可谓事无巨细、未雨绸缪。相关数据显示，截至2024年底，我国北方地区供热总面积达252亿平方米（其中，城镇供热面积182亿平方米、农村供热面积70亿平方米），中央财政累计投入资金达1209亿元，带动地方政府和社会投资超过4000亿元。全国涉及清洁供热企业约8400家，产业总产值达9300亿元。为做好统筹指导，国家发展改革委、国家能源局、财政部、生态环境部、住房城乡建设部印发的《关于促进北方地区清洁取暖持续向好发展的意见》指出，坚持从实际出发，稳妥推进超低排放热电联产集中供暖和地热、太阳能、生物质能等可再生能源供暖，以及电力、工业余热、核能供暖等多种清洁取暖方式。

▲国家电投海阳核电站。国家电投供图

受我国资源禀赋影响，以往在传统供暖方式中，煤炭一直是主力能源。然而，随着环保意识的日益增强和清洁能源技术的不断发展，改善能源结构、推进清洁取暖已成为北方地区冬季供暖的必然选择。这不仅关乎群众能否温暖过冬，更与守护蓝天白云息息相关。为此，各能源企业结合自身实际，稳步推进供暖方式绿色化、低碳化转变。

近年来，能源工作者们脑洞大开，创新了多种绿色、清洁的供暖形式。现如今，绿电供暖形式多样、范围不断扩大，地热供暖、核能供暖、光伏供暖、风电供暖等能源供热方式备受青睐。数据显示，我国北方地区清洁供热面积已达209亿平方米，清洁供热率接近83%。清洁供暖工作取得显著成效，让冬日里的温暖与绿色同在。

太阳能，这一人类取之不尽、用之不竭的可再生能源，凭借其清洁性、安全性、广泛性、长寿命、免维护性以及资源充足性和潜在的经济性，在能源战略中占据着举足轻重的地位。

近年来，我国太阳能发电产业快速发展。截至今年9月底，全国太阳能发电装机容量11.3亿千瓦，同比增长45.7%，已成为实现“双碳”目标的重要一环。

那么，这种清洁的能源是否也能用于取暖呢？答案是肯定的。

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光伏发电装置的核心原理在于半导体的光电效应，其主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大核心部件构成。光伏电站通过将太阳能转化为电能，电锅炉利用这些电能，通过暖气片或地暖系统进行循环供暖，从而提升能源的利用效率。

实践经验

红原县城镇集中供暖项目是华电红原安曲100万千瓦光伏发电项目的配套产业项目，供暖总面积总计约40万平方米。今年7月30日，该项目正式交由四川阿坝华电清洁能源有限公司负责运营管理。

该项目由4台6.5兆瓦与3台7兆瓦固体蓄热设备提供绿色低碳热源，供暖管道总长度约38千米，其中一次管网约9千米、二次管网约29千米，于10月12日完成首次烘炉升温，10月15日一、二次管网已达到正式供暖要求温度。截至11月17日，该项目实际供热面积总计约36万平方米，服务供暖用户数量约1676户。

在公众的印象当中，“核电”是熟悉的词汇，但在大家的普遍认知中，核能最直接的应用似乎只有发电。事实上，核电站的发电原理和传统火电站是非常相似的，因此其也可以像火电厂一样做到热电联产。同时，核能供暖有非常明显的环保优势——核裂变能量密度大，每年核燃料的运输量仅约为煤量的十万分之一。同时，核能供暖还可以显著降低二氧化碳排放量，这与碳减排的需求不谋而合。

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核电站最常见的堆型之一是压水堆。该堆型整个系统由三个回路组成：核裂变反应在一回路发生以后，产生巨大的热量，将高压水加热到300摄氏度以上。二回路的水通过蒸汽发生器，吸收一回路蒸汽的热量，使自身变为饱和蒸汽，推动汽轮机做功之后变成冷凝水。冷却以后进入另外一个热转换器，加热另一批水，也可以称之为加热三回路的水，这样的操作还可以持续到四回路、五回路甚至更多。最终输出的水就成为了输送到居民家中的供暖水。

核能供暖还有一种反应堆叫作池式反应堆——把核燃料棒放入盛有纯化后净水的池子当中。如果需要供暖，就将反应堆堆芯放置在一个常压水池的深处，利用水层的静压力提高堆芯出口水温以满足供热要求。热量通过两级交换传递给供热回路，再通过热网将热量输送给千家万户。

实践经验

我国首个核能供热商用工程——“暖核一号”于2019年开始首个供暖季。其供热面积近1300万平方米，相当于节约标准煤41万吨、减排二氧化碳76万吨，是山东省烟台、威海地区清洁供暖的重要保障。

“暖核一号”是由国家电力投资集团有限公司自主开发的具有完全自主知识产权的核能零碳供热技术，是我国首个核能综合利用品牌，也是我国首个核能供暖商用工程。“暖核一号”以零碳方式一体化满足了社会用电、用暖需求，能源效率、经济效益、环境质量、用户体验全方位提升，实现了高质量发展与高水平保护统筹推进。

众所周知，我们的地球内部蕴含着巨大的热能。据估计，地球内部所储存的热量高达全球煤炭储量的1.7亿倍，潜在的可利用量换算成标准煤甚至达到近5000万亿吨，这无疑为未来的低碳生活提供了新的能源选择。此前，国家能源局等多部门共同发布《关于促进地热能开发利用的若干意见》，明确提出稳妥推进中深层地热能供暖。目前，地热能的利用仍然存在热能提取效率较低、钻探技术有待提高等问题，发展有待突破。

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一般来说，地热供暖常见的供热形式有三种：

纯地热水换热供热——从开采井出来的高温水，经过汽水分离器和旋流除砂器的处理后，进入换热器与二级网热水换热。温度下降后经过回注泵加压后注入回注井中。二级网热水（采暖热水）经过换热后，为用户供热。

“地热水换热+压缩式热泵供热”——当开采井供热能力大于供热单元的热负荷需求时，地热水经过换热器与二级网热水直接换热，从换热器出来的地热水被直接注入回注井中；当开采井供热能力小于供热单元的热负荷需求时，地热水首先经过换热器与二级网热水直接换热，换热后的地热水温度经过压缩式热泵，将热量传递给二级网热水，地热水最终回注至地层。经过板换换热的二级网热水和经过热泵换热的二级网热水汇集在一起，进入用户家中为用户供暖。

“地热水换热+吸收式热泵供热”——此种供热形式与“地热水换热+压缩式热泵供热”形式相似，不同之处在于，这里采用的是第一类吸收式热泵进行供热能力的补充。

实践经验

华能郑州惠济区地热能清洁供暖项目是中国华能集团有限公司首个中深层地热能清洁供暖项目。该项目创新采用中深层地热井下换热技术耦合地源热泵技术的地热能供暖模式，结合“集群式闭式取热系统+板换热泵梯级利用+智慧管控”技术，实现真正意义上的“取热不取水”。

该项目共建设21眼2500~2600米深的中深层地热井，配套建设5座分布式能源站，供暖面积覆盖5个小区近百万平方米，有效解决了郑州市黄河流域供暖空白区域近7000户居民取暖需求。

大自然不仅赋予我们光和热，还给予了我们取之不竭的风。于是，聪明的人们想到了利用风来进行发电。与此同时，受间歇性等因素影响，风力发出的电能有时供应不足，有时却富余很多，再加上风电场普遍地处人烟相对较少的区域，而这些区域的供暖普遍存在价格高等问题。人们就想，是不是可以利用就近的风电机组进行供暖呢？因此，为解决电网低谷时段风电机组“弃风限电”等问题，国家能源局综合司于2015年发布《关于开展风电清洁供暖工作的通知》，至此，风电供暖这一新的环保理念走向前台。这种由“风能”产生“电能”，再转换为“热能”的新型供热方式，利用风力发电的弃风电量和电网低谷时段的电量带动电热锅炉进行供暖，具有结构简单、占地少、热效率高、无环境污染、自动化程度高等特点。

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风电供暖通常在北方地区冬季弃风较为严重的地区建设蓄热电锅炉，不仅可以满足当地居民供暖需求，并且通过电锅炉用电负荷的增长，可促进风电的消纳。与燃煤供暖及燃气供暖相比，风电供暖布置灵活，且用户端无污染物排放。

实践经验

山西省灵丘县风力、太阳能资源丰富，经初步计算评估，风力发电、太阳能光伏、生物质发电潜力约合414.41万吨标准煤，有较大的开发潜力。再加上灵丘县区位优势明显，在低碳转型中具有一定优势。

2018年，国家电力投资集团有限公司在灵丘县投资建设40万千瓦风电供暖项目，7000余名易地扶贫搬迁居民享受到了风电带来的温暖。

风电供暖常用的电热转化设备为蓄热电锅炉。该项目使用高效节能的蓄热电锅炉设备，主要包括电阻丝及蓄热砖。蓄热砖由氧化镁砖和氧化铝砖组成，能够被加热到700摄氏度以上并进行储热。除热源不同外，蓄热电锅炉的换热原理、换热流程与传统燃煤锅炉基本一致，因此在基础设施可实现共通共用的同时，每年还可节约大量标准煤并减少二氧化碳排放。

该项目在清洁取暖方面取得了新的突破，开创了清洁能源新纪元。通过风电供暖，成功打破了传统燃煤供暖模式，为晋北地区带来了更蓝的天、更清的水和更净的土壤。