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陕北窑洞农户的清洁取暖实践—绿色乡源南沟门村三年试点

今年冬季寒流频仍,我们聊以自慰的是,C Team在陕北农村的清洁取暖项目三年期工作已经取得阶段性成果。试点户全部得到了明显的“温暖而清洁”的冬天。
中国陕北农村,村民冬季取暖多采用传统方式,燃烧固体燃料煤、薪柴等,造成大量室内烟尘排放,对人体健康危害极大。大气污染也随之而来。


 
王石作为2010年联合国基金会启动的“全球清洁炉灶联盟”的中国理事,推动清洁炉灶项目在中国的实施。
 
2017年,在万科公益基金会和万科名誉主席办的支持下,C Team项目团队在陕西8个自然村500试点户推动农村居民使用清洁炉灶,解决因炊事炉灶和燃料不清洁带来的健康和环境问题。
 
2018年,C Team总结清洁炉灶项目的相关经验,回应更为突出的取暖需求和社区环境挑战,实施“绿色乡源”计划,关注乡村清洁能源和社区发展。
 
2019年,绿色乡源也得到联合国开发计划署全球环境基金小额赠款计划的支持,开展“陕北农村清洁能源示范及社区发展项目”。
 
C Team关注清洁取暖的内在逻辑是,民用散煤燃烧排放大量空气污染物黑碳,约占全国黑碳排放量一半以上。黑碳通过吸收太阳辐射,产生温室效应加热大气;当黑碳沉降在冰雪上时,会改变其表面的反照率,从而加速冰雪融化。黑碳的全球增温潜势是二氧化碳的900倍。因此黑碳减排也成为了减缓气候变化的重要措施。

 
项目试点地延安市甘泉县南沟门村,是陕北典型的农业县,人口老龄化和空心化比较严重,居民收入水平不高。农户居住房屋多为窑洞,普遍采用室内炉灶燃烧玉米芯配合燃煤进行取暖与做饭。
 
为比较探索符合当地情况的清洁取暖路线, 项目选择了17户试点户开展三种技术示范以及评估工作,分别使用太阳能光伏+电热取暖(水暖炕,电暖气)、生物质颗粒料制备+生物质炉具和太阳能光热+被动房改造三种取暖方式。


 
安装了水暖炕的南沟门村村民曹春祥夫妇。
 
No.1 光伏发电+电采暖
 
利用太阳能光伏板产生电力,在炕的上方加装水暖盘管的取暖设备——水暖炕,水暖炕中的水用电加热。太阳能光伏板产生的电补贴一部分电费。


 
光伏+水暖炕各时段取暖效果(单位:℃),蓝色为室内温度(温度范围约为15-20℃),橙色线条为室外温度,集中于零度上下。
 
No.2 生物质颗粒料生产+生物质炉具
 
生物质是指由光合作用而产生的各种有机体,主要包括农林剩余物、薪柴、秸秆、人畜粪便、城镇生活垃圾等。生物质成型燃料是把生物质经过机械压缩制成燃料块,可以用于锅炉或炊事灶具直接燃烧利用,是一种温室气体零排放的清洁可再生能源。成型燃料是替代常规化石能源的优质环保燃料。

 
生物质炉具各时段取暖效果(单位:℃),蓝色为室内温度(温度范围约为15-20℃),橙色线条为室外温度,集中于零度上下。

 
生物质与燃煤取暖效果对比(单位:℃),蓝色为燃煤房间,橙色线条为生物质炉具取暖。两间房屋结构相同,炉具的使用习惯基本相似,此为24小时数据对比图。从图中可以看出,两种取暖方式取暖效果不相上下。
 
No.3 太阳能光热+被动房改造
 
屋顶安装太阳能热水器,在卧室的室内墙面安装水循环散热器。对卧室相连房间进行门窗和外墙改造,加强密闭性,降低热负荷指标,提高保温性能,避免热能散失,实现被动房效果。


 
太阳能光热用户取暖期与燃煤用户、柴火用户温度对比(单位℃)
 
光热试点户的室内热源较少,结合热源热值等情况因素导致光热试点户的室内温度与燃煤相比略低,略好于柴火用户。较好的房屋保温效果使室内温度可以基本维持在15℃左右。
 
环境效益 污染物减排数据
 
光伏发电+水暖炕替代燃煤取暖情景下减排量计算

 
由上所见,绿色乡源项目所涉及的主要技术路线均取得了较好的示范效果:能够有效的实现采暖的需求,并且带来实际的环境效益的改善。
 
项目组希望最终帮助延安形成系统的农村清洁取暖实施方案,并推动创新实用的清洁取暖技术在延安落地,推动形成环境效益并协同应对气候变化。
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