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日本區域供熱為何發展迅速?

時間 :2020-04-03   作者 :        關鍵詞 : 日本供熱

      日本是東亞經濟強國,人口約為1.3億,GDP世界排名長期居于世界前三,擁有世界知名的東京都市圈、大阪都市圈等城市群。氣候上日本屬于溫帶海洋性季風氣候,終年溫和濕潤。南北氣溫差異十分顯著。絕大部分地區屬于四季分明的溫帶氣候,夏季漫長、冬季濕冷。北部的北海道卻屬于亞寒帶,1月平均氣溫-6℃,7月17℃。發達的經濟環境和季風氣候的特性讓日本發展區域性供熱系統和冷熱聯供有著先天的基礎條件。


      1、日本區域性供暖興起的動因


      具體而言,日本的區域性供暖行業的興起有著各式各樣的時代背景和社會經濟背景。日本主要以環境壓力和居民改善生活品質為動力源掀起了熱供給事業的建設高潮。二戰之后,日本經濟高速發展。20世紀60年代末日本通過通產省的1955體制戰略導航奠定了日本在世界經濟中舉足輕重的大國地位。同時,環境污染和能源危機也造成了日本嚴重的經濟、社會問題,區域性供熱和供冷系統也應運而生。具體可分為以下幾點予以闡述:


      第一、工業發展帶來的環境污染問題倒逼日本城市群集約化供熱來進行節能降耗。大城市群實施區域性集約化冷熱聯供是改善城市環境的有效方法,于是日本政府在制定《公害防止法》時將區域性供熱供冷系統作為重要的提案予以研究,環保部門后續也直接參與了區域性供熱系統的建設與推廣工作,這成為日本三大都市圈區域性供熱系統發展的重要推手。


      第二、區域性供熱系統作為節能增效的有效手段能很好地解決日本戰后能源需求量集急劇增加的瓶頸。二戰之后,日本經濟的快速騰飛使得工商業部門和居民部門能源消耗量快速增加。1970年相較1960年的一次能源消耗量翻了2倍多,其中石油消耗量占一次能源消耗的80%以上。為了降低中東石油進口的貿易依存度,日本政府采取了新的能源政策,其中區域性供熱系統被認為是提升能源效率和實驗替代能源的十分重要的實施方向。


      第三、經濟發展和人民收入水平的提高使得暖房和空調成為改善生活品質的必需設施。20世紀六七十年代,關于區域性供熱與空調的行業研究與業務實際不斷鋪開,暖房和空調的安裝量也逐漸上升。同時居民建筑的抗震技術也有了長足發展,高樓林立和公寓眾多的城市群修建區域性供熱系統顯得尤為經濟,區域供熱的供熱負荷隨著不斷加碼。


      2、日本的供熱行業發展現狀


      日本的迄今為止已經有138個區域性供熱系統在運行,2000年的時候供熱區域面積就達到了3648.8萬平方米,但普及率相對較低,居民仍以空調、桌爐等分散式采暖的電采暖或燈油采暖方式為主。從地區分布上來看,區域性供熱系統仍主要集中在東京、大阪、名古屋等熱需要密度負荷較大的區域。其他道府縣地區以電力、天然氣、燈油等方式的分散式供熱為主,輔之以區域供熱系統(主要集中在少數中心城市和縣首府的公寓和工商業用戶)。


      由日本熱供給事業協會和經濟產業省的數據可知,截至2014年8月,共有78家供熱企業為日本138個城市提供了供熱服務,熱量銷售額也早已突破20000萬億焦耳。從用戶構成上看,供熱企業熱銷售量95%主要供給工商業用戶,5%為居民部門冷暖房使用。若將使用用途分為供熱、熱水和冷熱聯供來看,冷熱聯供則占據了熱量需求的絕大多數,比例高達58%。


      在日本,供熱企業相較電力行業和天然氣行業規模較小,一般在熱需要密度較高的地方集中供給。在這些區域性供熱系統中,供熱企業主要使用的燃料主要由燃氣、熱電廠的余熱、廢棄固體垃圾余熱、石油等組成。這里面,燃氣的使用比例最高,約占7成。電力產生的余熱供給約占16%,垃圾廢熱產生的熱量約占8%,石油占比相對較低,僅有1%。


      通過區域供熱系統的燃料構成可以清晰地看出,日本供熱行業使用可再生能源的比重有了飛躍性的提高,石油等化石能源的較低占比也為日本進一步降低能源外部依存度提供了良好基礎。同時,熱電聯產、冷熱聯產、城市固體垃圾的再利用等多種手段的應用不僅促進日本區域供熱系統的能源利用結構和燃料構成結構不斷優化,這在滿足日本經濟社會較高的熱量需求的前提下又很好地滿足了綠色環保的要求。


      從供給方來看,日本供熱企業大多是民間企業,占比高達85%。這些民營企業包括燃氣公司、熱電廠、不動產公司、運輸公司等等,剩下15%的區域性供熱系統則有自治體出資的企業予以補充提供。


      3、日本供暖行業的主要特點


      日本的供熱行業經過了多年的發展,已趨于成熟,形成了具有日本特色的供熱體系。其主要有特點有以下幾點:


      第一、日本冷暖房的集中供熱供冷系統規模較小,且多用于辦公樓等商務設施,住宅用冷暖房占比較小,近年來冷暖房比例有抬升的趨勢,但居民部門取暖多用暖桌、空調等電暖設備等分散式采暖方式為主。


      第二、日本區域性供熱系統發展迅速,以東京為中心的東京都都市圈泛關東地區占據了全國熱消耗量的一半以上。


      第三、日本的采暖設備與供熱系統要兼顧節能環保和抵抗自然災害的要求,這是資源稀缺、地震災害頻發的國情所決定的。


      第四,日本區域性供熱系統發展迅速,供給模式逐漸多元化。


      多元化供熱是日本近年來供熱行業發生的一個新特點。21世紀下,環保壓力和氣候變化等原因加快了日本熱供給事業的產業結構升級與優化,綠色清潔的多元化供熱形式在日本逐步大量推廣,它可以在有效保障居民熱需求的同時提升能源使用效率,實現低碳環保無公害的城市建設目標,提升城市功能性與綠色美觀度。


      日本的多元化供熱機制主要可分為以下幾種形式:


      第一、推廣蓄熱泵系統的使用,蓄熱泵系統能錯峰使用低電價儲存大量的熱量,白天滿負荷為居民部門供熱,滿足居民熱需求的同時又實現節能減排的目的。


      第二、回收熱電聯產的余熱進行居民熱供給,熱電廠在使用煤炭或天然氣發電的同時會產生大量的余熱,這些余熱可充分利用為區域性冷暖房系統提供熱源,實現經濟綠色的動態平衡。


      第三、城市余熱的回收利用,日本境內工廠、變電站和地鐵產生的熱氣與熱水現也已參與到熱供給事業中去循環利用,將廢棄熱量變廢為寶,為區域供熱系統提供調峰熱源。


      第四、充分利用溫差的熱能供熱,地源熱泵和污水源熱泵的興起可以讓不同城市依據自身的資源稟賦和氣候特點,因地制宜將自然資源進行優化利用。


      第五、可再生能源供熱興起,太陽能、地熱能等區域性供熱系統近年來也在日本不斷發展,所占比例不斷上升。


      第六、城市廢棄物再利用進行熱能轉化,城市固體垃圾、生物質燃燒發電的余熱可再利用為區域能源系統供熱,這對節能環保和城市垃圾的管理兩方面都有著莫大的好處。


(來源:中國城市能源周刊)

 

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