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为探索农村居民和温室清洁供暖新模式,降低农业生产生活清洁供暖成本,提高农作物产品产量和品质,打造乡村振兴新模式,费县引进北京中柏能环科技有限责任公司吴良柏博士团队,建设了太阳能清洁供热供暖与高效温室一体化示范项目。
该示范项目坐落于费县胡阳镇,建设内容主要包括500吨太阳能跨季集热蓄热系统、供热供暖系统、水肥一体化系统、雾化降温系统、在线计量监测系统、保温系统等。示范项目总占地面积5000平方米,采用了二十多项新技术,年产热水6000吨/亩,可为5000平方米大棚或者1000平方米建筑进行供热供暖,年可节能50吨标准煤,减少燃煤消耗70吨标,减排二氧化碳130吨。
二、技术路线及工艺流程
结合我县气候环境条件和项目目标,将太阳能集热蓄热供热系统与高效温室系统一体化,建设太阳能清洁供热供暖与高效温室一体化系统,其中跨季蓄集的热能可用于周边用户(包括农户、温室大棚等)供热供暖和农业生产,高效温室系统用于生产优质果蔬,在满足作物高效生长的同时,对外净输出清洁能源,实现零碳排放和零污染物排放。
技术路径示意图
该系统主要技术指标如下:太阳能年综合利用效率不低于40%(其中冬季不低于30%),跨季蓄热效率不低于70%,太阳能保证率不低于90%;年输出清洁能源50吨标准煤/亩,输出清洁能源相当于减排二氧化碳130吨/亩。
三、项目运行情况
截至目前,示范项目运行良好,为1600平方米大棚和农户住宅进行供热供暖,经受住了2020年冬季历史性寒潮的考验。整个冬季大棚室温不低于12℃,冬季棚内种植的夏季作物生长良好,农产品品质显著改善;农户住宅室温不低于14℃,受到供暖农户的好评。从运行成本看,在农村建筑供暖负荷是城镇建筑2至3倍的情况下,实现农户供暖成本约20元/平方米,农户供暖成本仅1200元/户左右(按60平方米),低于城镇集中集暖。
四、技术运营模式
采用企业托管的模式,示范项目由北京中柏能环科技有限责任公司自行运营管理,统一供暖,显著减少政府和农户供暖管理压力,整个冬季不间断供暖,显著提高农户获得感。系统没有污染物排放,没有爆炸起火风险,不用担心阶段性气荒或电力供应紧张等能源保障与安全问题。
五、项目效益
该新型清洁供热供暖系统与燃气锅炉、空气能、电暖器、现有太阳能+辅助系统等清洁供热供暖方式相比,在节能环保、安全和经济性等方面,具有较大优势。
(一)经济效益方面
从运行成本看,大棚和农户住宅供暖运行成本比天然气或空气源热泵下降50%以上,农户供暖成本仅1200元/户左右(按60平方米),与散煤接近,每年可为政府和农户节约清洁供暖运行费用2000-3000元/户,为低成本清洁能源替代农村供暖散煤提供了新的路径。
(二)社会效益
一是起到良好的示范引领作用。该示范项目采用高效太阳能供热供暖与设施农业一体化系统,推进太阳能清洁供暖和现代农业融合发展,属于国内外首创,为低成本实现北方地区农户和温室清洁供热供暖提供了新的路径,可协同推进冬季清洁供暖、碳达峰碳中和、大气污染防治、乡村振兴,打造乡村清洁供暖+产业发展新模式,形成可复制和可推广的新样板。
二是为拓宽了太阳能利用范围。将太阳能与高效温室一体化,可以解决太阳能能量密度低、占地面积大、影响作物生长的难题,为太阳能大规模应用提供了新的路径。
三是促进就业、提高收入。本项目规模化应用后具有良好的经济效益,带动就业,就业人员人均收入达5-6万元/年,起到产业致富的典范作用。
(三)生态效益
一是节约能源资源。该系统利用太阳能供热供暖,年产热水6000吨/亩,可为5000平方米大棚或1000平方米建筑进行供热供暖,年节能50吨标准煤/亩,比天然气、热泵系统等方式供暖节能80%左右。
二是污染物零排放。新型系统年节能50吨标准煤/亩,相当于于减少燃煤消耗70吨/亩,实现污染物零排放,将有力促进大气污染防治。
三是有利于促进碳达峰碳中和。新型系统对外净输出清洁能源,相当于减少二氧化碳排放130吨/亩,为碳达峰碳中和提供了新的路径。
六、典型经验和做法
(一)成功的经验和做法
一是创造性地将太阳能与高效温室一体化设计与应用,可协同推进冬季清洁供暖、碳达峰碳中和、大气污染防治、乡村振兴,打造清洁供暖+产业发展新模式,为低成本实现北方地区清洁供热供暖提供了新的路径。
二是采用采用农户清洁供暖采用企业托管的模式,统一供暖,显著减少政府和农户供暖管理压力,整个冬季不间断供暖,显著提高农户获得感。
三是系统没有污染物排放,没有爆炸起火风险,不用担心阶段性气荒或电力供应紧张等能源保障与安全问题。
四是通过高效利用太阳能,可降低居民供暖成本,每户约1200元/季,与散煤相当,受到农户好评。
(二)可推广的经验
一是将农村清洁供暖与乡村振兴相结合,打造清洁供暖+产业发展新模式。二是采用企业托管的模式,农户和温室统一供暖,显著减少政府和农户供暖管理压力以及农业生产成本,整个冬季供暖不间断,显著提高农户获得感和农业产出。
三是高效利用太阳能,可真正降低居民供暖和温室供暖成本,政府没有运行补贴负担。
七、问题和建议
(一)存在的问题。一是该系统属于跨领域、跨行业、跨学科融合,创新程度较高,短期内难以被接受。二是新系统应用涉及能源、农业等多个部门,需要跨部门协调。三是该系统同步建设高效温室系统,初始投资偏高。四是清洁供暖尚未有国家财政支持资金,清洁供暖改造负担较重。
(二)有关建议。一是建议国家和省府将该新技术、新系统、新模式纳入清洁供暖推广范围,促进示范项目推广应用。二是建议国家和省府加大对临沂市清洁供暖资金支持力度。
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