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中国土木工程学会燃气分会会刊

抓住节能减排机遇,加快壁挂炉技术升级

发布时间:2015-12-28 查看次数:1638

引言

2015年3月,北京市住房城乡建设委、规划委、市政市容委发布了《北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录(2014 年版)》。规定自2015年10月1日起,新建民用建筑禁止安装使用能效标识二级及以下的燃气供暖用壁挂炉。北京在国内率先强制推广使用一级能效的供暖用燃气壁挂炉,引起了建设领域相关管理部门、企事业单位和壁挂炉生产供应企业的关注。其重要意义和深远影响也越来越被各界人士所认识。

淘汰低能效壁挂炉是建筑节能深入发展的必然选择

国内外的建筑节能都是从建筑用能的需求侧、供应侧两方面采取节能措施的。通过发布和修订居住建筑与公共建筑节能设计标准,在不断提高建筑物的围护结构保温隔热性能,降低供暖、制冷能耗需求的同时,不断提高冷热源和冷热能输送管网即能源供应侧的热效率。在北京目前实施的第四步节能75% 居住建筑节能设计标准中,每平方米建筑面积的供暖耗热量指标,从1980 年北京地区居住建筑设计标准的31.97 W,已经逐步降低到了8.5~14.5 W( 根据楼层数不同) ;供热锅炉的热效率则从 55% 逐步提高到了燃煤锅炉的75%~84%、燃气锅炉的88%~90%(根据额定蒸发量或额定功率不同)。北京的建筑供暖能耗从20 世纪80 年代每 平方米一个供暖季25.2 kg 标准煤,降低到“十一五”末的14.99 kg 标准煤,归功于需求侧、供应侧两方面的贡献。“十二五”期间建筑节能领域承担全市40% 的节能降耗任务,靠的也是建筑能耗需求侧、供应侧两方面节能措施的支撑。

近十年来燃气壁挂炉供暖在北京有较快发展,目前在用壁挂炉76 万台,供热面积超过建筑总面积的10%,其能效问题也逐步受到政府主管部门与社会各界的关注。北京在新建建筑中禁用二级及以下能效燃气壁挂炉,按照壁挂炉能效等级标准的数值简单计算,至少可以使新建建筑使用的壁挂炉在额定热负荷条件下的能效从88% 提高到94%。按照目前北京每年新竣工住宅面积、采用壁挂炉供暖的比重、壁挂炉供暖的消耗水平计算,强制推广使用一级能效壁挂炉的措施,可以每年在新建建筑中形成至少节约250 万m3燃气的能力,到“十三五”期末形成每年至少1.6 万t标准煤的节能能力。

而在壁挂炉的实际应用中,使用一级能效壁挂炉的节能效果远不仅6%。因为供暖地区的居住建筑是按照同时提供洗浴用热水的需求来选定燃气壁挂炉功率的,而连续性供暖所需要的功率不到所选用的壁挂炉额定功率的30%。二级以下能效壁挂炉受其非预混技术的限制,热负荷的调节范围只能在30%~100% 之间。在气候不是很冷和不洗浴的情况下,壁挂炉一开机功率就大于需求,提供给供暖终端的水温很快就超高而使壁挂炉停机,等水温降下去后再重新启动。就像汽车因路面情况频繁减速、启动要多费油一样,科研单位的研究表明,频繁启动的燃气壁挂炉能效最多只能达到其额定负荷条件下的50%。而采用了全预混、全变频、烟气冷凝热回收等技术的一级能效壁挂炉,标准规定的额定热负荷是94%,在测试条件下的能效可以达到104% 以上。热负荷的自动调节范围拓宽到了10%~100%,在气候不是很冷、建筑物保温性能高和不洗浴的情况下,可以在低负荷工况下稳定运行,不出现频繁启动。我国夏热冬冷地区采用燃气壁挂炉供暖的大量实例证明,在相同使用条件下,一级能效壁挂炉的燃气费可以比二级能效壁挂炉低50%。北京地区实施节能75% 的居住建筑节能设计标准以后,建筑物围护结构的保温性能进一步提高,单位建筑面积的供暖耗热量进一步降低,在使用燃气壁挂炉供热时,供暖负荷已经降低到额定负荷的10% 左右。可以想象得到,如果北京仍然使用二级能效壁挂炉,按照节能75% 标准建造的建筑物,能耗水平将丝毫不会比节能65% 的建筑物低,甚至会更高。提高建筑节能设计标准后在围护结构方面增加的投资将不会有任何节能减排的作用。显然,推广使用一级能效壁挂炉是我国夏热冬冷地区供暖和寒冷、严寒地区执行节能75% 以上居住建筑节能设计标准之后的必然选择,更是今后我国供暖地区发展超低能耗住宅时的不二选择。

按照市场需求组织产品的生产和研发,是国内外所有企业的成功之道。企业可以通过研发新产品、新技术创造新的消费市场,却不可能迟滞市场淘汰落后产品的车轮。北京禁用二级以下能效壁挂炉是与欧洲国家在建筑节能发展到同一阶段时采取的相同措施,国内其他已经实施或即将实施节能75% 标准的地区也将会采取这一措施。壁挂炉生产企业既要不断推进自己的产品生产技术创新,也要不断研究产品在应用中的条件变化和应用效果,研究建筑功能和相关产品应用技术的发展趋势,适时地调整自己的产品结构和发展方向,“市场需要我有,市场变化我变,市场将变我先,”才能不断提升自己的竞争力,实现效益的持续增长。

发展高能效壁挂炉是应对国内外市场挑战的根本措施

欧洲的建筑节能与燃气壁挂炉生产应用技术在世界上领先。以冷凝炉为代表的一级能效壁挂炉经过20 年的发展后,2014 年在欧洲的销售量达到500 万台,市场占有率达到76%。知名品牌的壁挂炉企业集团拥有多家工厂和自动化生产线,形成了完善的部件供应、成品组装、销售与售后服务产业链。中国的壁挂炉企业诞生于20 世纪90 年代,进入新世纪后开始研发和生产一级能效壁挂炉,并且有部分产品销售到欧洲,目前产品的技术水平与欧洲差距并不大。但由于国内一级能效壁挂炉的市场份额小,生产线的现代化水平和部件的供应链水平远低于各企业的二级能效壁挂炉生产。据有关企业调查,从2011 年到2014 年,国外品牌原装进口的壁挂炉从每年18 万台增长到44 万台,在中国市场的占有率从25.7% 增长到26.8%;加上外资企业在国内生产的产品,2013 年国外品牌的壁挂炉在中国的销售量达到60万台,在中国市场的占有率达到39.5%。在国内一级能效壁挂炉的销售中,国外品牌的市场占有率更高,主要的销售对象是个人用户,被选用的根本原因是用户认同了外资品牌一级能效壁挂炉节能效果的宣传和实际效果。就在国外品牌一级能效壁挂炉在中国销售量连年翻番的时候,相当多的中国壁挂炉企业却只有二级能效的壁挂炉,仍然靠在房地产开发商的新建住宅工程中低价中标过苦日子。他们即将要感受到市场的寒风:欧洲从2015年9月26日起禁止销售相当中国二级以下能效标准的壁挂炉,只有二级能效壁挂炉的中国企业如何走出国门,开拓世界市场?欧洲禁止销售二级能效壁挂炉后,国外企业势必要将他们的低能效壁挂炉向中国等国家倾泄,国内的二级壁挂炉市场竞争环境将更加险恶。显然,杀出重围的突破口只有前景看好但机会稍纵即逝的一级能效壁挂炉市场。面对西方国家以技术壁垒方式实现的壁挂炉市场格局调整和市场份额争夺,中国企业唯有尽快实现产品的中高端化,拿出中国制造、中国创造的高能效壁挂炉产品,才能化危机为机遇,升帆远航,乘风破浪。

就像商业实体店不仅要面对同行的竞争,也要面对电子商务的跨界竞争一样,中国壁挂炉生产企业在置身国内外品牌竞争的同时,也要面对其他供热方式的竞争。目前和今后一个时期内,我国为了减少环境污染和碳排放量,将继续控制和减少燃煤锅炉供热,发展以天然气为首选的供热清洁能源。为了能源供应和节能大局需要,还会布局建设一些燃气热电联产设施,并要求这些设施供应半径之内的建筑使用热电联产的热力。除此之外,燃气壁挂炉所面对的市场竞争,一是来自区域燃气锅炉。在一般情况下房地产开发商选择居住小区的供热方式时会首选壁挂炉。因为选择壁挂炉易于实现热计量收费,还可以省下建锅炉房的土地多建住宅,增加商品房销售额和利润。但在国家和北京市的供热与建筑节能设计标准中,额定热功率大于1.4 MW 的燃气锅炉热效率是90%,高于二级能效燃气壁挂炉。随着气候补偿、变频、烟气热回收、水力平衡、模块式锅炉等节能技术的广泛应用,燃气锅炉实现了高能效状态下的稳定运行,单位供热面积的燃气消耗量大幅度下降。随着二级壁挂炉与低能耗建筑不适应问题逐步凸显,如果不尽快推广一级能效壁挂炉,市场天平将有可能向集中供热燃气锅炉倾斜。

二是燃气壁挂炉还将面对热泵技术的竞争。近年来国内外的水源热泵、土壤源热泵供热技术有长足发展,空气源热泵在突破低气温条件下能效低的技术瓶颈之后,也成为农村建筑、别墅类住宅、独栋公共建筑、城镇集中供热小区可选的热源设备。北欧国家将空气源热泵与城市热力网在换热站组合成复合热源,在环境气温高于-2 ℃时使用空气源热泵单独供热,在气温低于-2 ℃时使用空气源热泵和城市热力共同供热,在当地城市热力价格与以电直接供暖形成的等热量价格相当的条件下,使用空气源热泵与城市热力复合热源的供热费用比完全使用城市热力的费用降低了60%,估算通过利用空气中的热能而节约的化石类能源应该在40% 左右。国内近年来在山东、河北等地有数百万平方米的新建居住小区采用空气源热泵供热,北京有数十万平方米的公共建筑和上万户农村与别墅类住宅采用空气源热泵供热和供冷。可以想象:如果不尽快推广能效更高、氮氧化物排放更低的一级能效壁挂炉,在燃气价格偏高和节能减排任务较重的供暖地区,供热市场的天平很可能要向空气源热泵独立供热和复合供热方式倾斜。

面对各类供热方式竞相发展的局面,中国的燃气壁挂炉企业只有尽快调整产品结构,让在节能减排方面更具竞争力的一级能效壁挂炉披挂上阵,驰骋供热市场,才能扭转低能效产品占主体造成的壁挂炉供热方式竞争力不足的局面,续写燃气壁挂炉行业新的辉煌。

市场先机时不我待,行业提升只争朝夕

习近平总书记在访问英国时,针对加快中英全方位合作进程时说,“英国有句谚语‘一个今天比得上两个明天’,中国人常说‘时不我待,只争朝夕’”。我们也应当用只争朝夕的精神,加快燃气壁挂炉产业迈向中高端的步伐。

北京节能75% 的第四步居住建筑节能设计标准实施两年多了,按照新标准设计的建筑已经开始陆续竣工了,禁用二级以下能效壁挂炉的规定出台不能再晚了。京津冀联手治理大气污染的力度不断加大,推广一级能效壁挂炉不能再晚了。国内外壁挂炉市场和供热方式之间的竞争愈演愈烈,中国壁挂炉企业的产品技术升级不能再等了。

“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”。人类的历史,就是新技术不断创新、旧产业不断淘汰的历史。唯有不断引领和紧跟技术创新步伐的民族和企业才能实现持续繁荣和福祉。中国高铁从引进、再创新到走向世界,中国的家电市场放开后从一度国外品牌充斥到国产品牌崛起,都证明了中国企业具有迎接市场挑战、奋发图强的勇气和能力。我们北京建筑节能与环境工程协会愿同北京地区的建设开发单位、设计单位、施工单位与全国的燃气壁挂炉生产企业一起加快在一级能效壁挂炉应用领域的合作,为加快中国建筑与建筑材料设备的产业升级,推进经济与社会的持续发展,实现祖国天更蓝、水更绿的美好明天而共同奋斗!


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