太阳能具有无枯竭、获取能源花费时间短的特点,在集热过程中无需燃料消耗,在供暖方面,面临的主要问题是太阳能具有不连续性,在阴天、下雨天或晚上,太阳能供暖系统不能单独供暖,为实现连续供暖,需扩大太阳能集热板的集热面积和设计较大容量的蓄热水箱,供暖系统初投资增加,因此需要辅助热源。电加热是目前对金属材料加热效率最高、速度最快,低耗节能环保型的感应加热设备,以电加热供暖技术作为辅助热源,操作简单,控制方便,但直接用电成本较高,运行费用高。同时,虽然电能属于清洁能源,但电厂火力发电燃烧大量煤炭,仍产生了大量污染物质。
太阳能/生物质供暖系统充分利用了生物质能和太阳能各自的优势,既减少了生物质燃料的使用,降低了运行费用,延长了生物质锅炉的使用寿命,又弥补了太阳能在晚上、阴天或下雨天不稳定的缺点,具有较强的互补性和广泛的推广价值。使用无污染、低品位和多能源结合的系统方案进行供暖是国家大力提倡的最经济的环保模式,但目前关于本课题的研究只停留在理论研究层面,还不够成熟。太阳能供暖利用的太阳能在供暖过程中不排放粉尘、SO
2、NO
x等污染物,环保效益十分明显,因此太阳能/生物质炉供暖系统的主要排放的污染来自生物质燃料的燃烧。由于生物质燃料的品质不能保证、生物质锅炉质量标准不达标和政府的政策倾斜力度不够大的问题,阻碍了生物质燃料的使用。
方案三:燃煤锅炉
我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一,尤其在我国北方,冬季供暖主要以燃煤锅炉为主。我国 90%SO2、67%NOx 、70%烟尘排放量都来自于煤炭的燃烧,从而给环境带来严重污染。因此,需要加强对燃煤锅炉烟气的治理,以便有效的减少烟气中污染物的含量,实现煤炭的清洁利用。燃煤锅炉的优缺点:(1)环境污染严重;(2)调控不便、浪费能源;(3)系统简单,对农村住户来说投资小、易接受,在农村仍是主流供暖系统。
方案四:生物质
生物质能是指直接和间接地通过绿色植物光合作用,把太阳能转化为化学能,固定、储藏在生物体内的能量。据工程院可再生能源咨询项目研究报告,中国可利用的生物质资源的年产能潜力是 8.99 亿吨标准煤,是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源,本文建立在生物质能源的品质满足最高标准的基础上进行研究和推广。生物质能最有效的利用方式是把农业废弃物、林业废弃物、秸秆粉碎,通过挤压成型设备挤压成块状燃料,投入生物质炉使用。同时,生物质能燃烧后产生的草木灰给农业生产提供了极好的农家肥,资源循环利用,体现了循环经济的价值。新型生物质炉是燃烧成型生物质燃料的节能环保型锅炉,农户可以自动调档,控制供暖温度,操作方便,特别适用于农村地区。秸秆、麦秆、玉米芯、果树枝、锯末等生物质燃料加工所需的原材料需政府鼓励农民搜集,然后定点加工,以一定的补贴政策卖给农民。相对于太阳能/生物质供暖系统,系统简易,控制方便,初投资小,但运行费用要高。