农村可再生能源利用研究 柯文斌

㊀㊀2023年第64卷第12期2825收稿日期:2022-10-08基金项目:上海市科技创新行动计划(22dz1208300);国家自然科学基金(4160315)作者简介:张继宁(1978 ),女,内蒙古兴安盟人,副研究员,博士,主要从事土壤改良㊁固体废物处理与资源化研究,E-mail:j.n.zhang@㊂通信作者:周胜(1971 ),男,安徽黄山人,研究员,博士,主要从事低碳与循环农业研究,E-mail:zhous@㊂文献著录格式:张继宁,张鲜鲜,孙会峰,等. 双碳 背景下生物炭基肥的研究现状及展望[J].浙江农业科学,2023,64(12):2825-2830.DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20221022双碳 背景下生物炭基肥的研究现状及展望张继宁1,2,3,张鲜鲜1,2,3,孙会峰1,2,3,王从1,2,3,刘善良4,蒲加军4,周胜1,2,3∗(1.上海市农业科学院生态环境保护研究所,上海㊀201403;2.上海低碳农业工程技术研究中心,上海㊀201415;3.农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室,上海㊀201403;4.时科生物科技(上海)有限公司,上海㊀201108)㊀㊀摘㊀要:炭基肥是以生物炭为载体,通过添加化肥或者有机肥,采用化学方法和物理方法混合制成的肥料㊂本文首先总结了炭基肥主要包括炭基无机肥㊁炭基有机肥和炭基有机无机复合肥,其次汇总了炭基肥的作用㊂炭基肥由于兼具了生物炭和肥料的双重优势,在田间应用过程中主要表现为提高作物产量㊁减少温室气体排放㊁提高土壤有机质㊁改良土壤以及污染土壤修复等方面㊂然后列举了影响炭基肥性质的因素,生物炭的制备及其与肥料的制备工艺㊂最后展望了炭基肥在我国农业领域的应用前景㊂本文通过生物炭的优选㊁炭基肥的制备工艺优化及其应用体系的完善等方面展开综述,为构建炭基肥的规模化应用提供指导意义㊂关键词:炭基肥;减排;固碳;生物炭;制备工艺中图分类号:S156㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:0528-9017(2023)12-2825-06㊀㊀农林废弃物是农林业生产和加工过程中废弃的生物质,包括种植业废弃物㊁林业废弃物和养殖业废弃物等㊂据统计,我国每年产生农林废弃物约14亿t,其中玉米㊁水稻㊁小麦等作物的秸秆高达7亿t [1],约占种植业废弃物秸秆总量的83.5%㊂生物炭以作物秸秆等农林植物废弃生物质为原料,在绝氧或有限氧气供应条件下,400~700ħ热裂解得到的稳定的固体富碳产物[2],其具有高度的芳香性㊁优良的吸附性能及高化学稳定性[3]㊂目前关于生物炭还田土壤的相关研究逐渐增多[4-6]㊂生物炭自身含有的钾㊁钙㊁镁等矿质元素可作为营养源释放到土壤中被作物和微生物吸收利用[7],然而这部分矿质元素含量在生物炭中的比例并不高㊂单一生物炭的输入对于提高土壤质量存在局限性㊂以生物炭为载体,与常规化学肥料或有机肥等材料科学复配而成的生物炭基肥料(biochar-based fertilizer)应运而生㊂2020年7月,农业农村部印发了‘关于开展2020年农业农村部引领性技术集成示范工作的通知“,秸秆炭基肥利用增效技术被列入十大引领性技术之一㊂农业农村部‘生物炭基肥料“(NY /T 3041 2016)[2]和‘生物炭基有机肥料“(NY /T 3618 2020)[8]行业标准的实施,推进了秸秆炭基肥的市场化进程㊂1　生物炭基肥的种类炭基肥包括炭基无机肥(biochar-basedinorganic fertilizer )㊁炭基有机肥(biochar-basedorganic fertilizer)和炭基有机无机复合(混)肥(biochar-based organic inorganic compound fertilizer)[9]㊂其中,炭基无机肥指生物炭与无机肥科学配伍制成的肥料,其中无机肥包括硝酸铵㊁尿素㊁硫酸钾㊁磷酸一铵和氯化钾等[10]㊂根据复配肥料养分的种类,炭基无机肥可分为炭基氮肥㊁炭基磷肥和炭基钾肥等㊂炭基有机肥指生物炭与来源于植物和(或)动物的有机物料混合发酵腐熟,或与来源植物和(或)动物的经过发酵腐熟的含碳有机物料混合制成的肥料[8]㊂炭基有机无机复合肥指生物炭同时复配有机肥料及无机肥料,通常复配的无机肥包括氮磷钾等两种或两种以上养分㊂此外,在炭基肥制备过程中可以通过复配其他菌剂和(或)酵素[11],或者通过改性生物炭[12]创制功能性炭基2826㊀㊀2023年第64卷第12期肥,增强炭基肥的缓释性能及专用肥效果㊂2　生物炭基肥的作用炭基肥含有生物炭,承担着缓释养分和改良土壤的作用;也含有矿质养分,承担着补充养分的作用㊂炭基肥兼具了生物炭和肥料的双重优势,同时克服了各自的不足㊂炭基肥在田间应用过程中主要表现为提高作物产量㊁减少温室气体排放㊁提高土壤有机质㊁改良土壤以及污染土壤修复等方面㊂2.1㊀作物增产㊀㊀单独生物炭的添加对作物产量产生不同的效果,包括增产[6,13]㊁对产量没有影响[14],甚至减产[5]㊂而多数研究报道炭基肥应用于水稻[15]㊁小麦[16]㊁玉米[17]和蔬菜[18]等作物后,其对作物的增产效果优于生物炭㊂比如,相同添加量的生物炭和炭基肥均可提高大叶罗勒的生物量,而增加幅度分别为39.7%和71.6%[19]㊂在同样增产10%的前提下,生物炭的添加量需要15~30t㊃hm-2;而炭基肥的施用量仅为0.9t㊃hm-2[20]㊂与单施复合肥处理相比,竹炭基肥及稻壳炭基肥分别配施化肥处理均可以提高番茄产量,增加幅度存在差异,分别为8.5%和23.2%[21]㊂Meta分析表明,0.9t㊃hm-2的炭基肥添加条件下,相比常规化肥作物可增产10%;相比不施化肥处理作物可增产186%[20]㊂与常规施肥相比,炭基肥的作物增产幅度的平均值可达17%ʃ23%[22]㊂炭基肥促进作物增产的主要原因在于,生物炭具有较高的比表面积,即便形成炭基肥,其比表面积也是常规复合肥的4倍多[23],这样的多孔结构可以通过吸附/解析机制调控炭基肥中的矿质养分㊂此外,炭基氮肥将尿素封存在生物炭的多孔孔隙中,其中的氮素已经与炭表面的化学官能团发生反应成为新的有机态氮素㊂这些氮素的延缓释放,减少了氮素的流失,提高了氮素利用率,保证了作物在整个栽培过程中的氮素供给[24-25]㊂与化学复合肥只含有大量元素不同,炭基肥含有硅㊁镁㊁钙㊁铁㊁硼等中微量矿质元素[26]㊂2.2㊀温室气体减排㊀㊀已有研究将炭基肥和常规施肥相比,麦田氧化亚氮(N2O)的排放降低了56.0%~65.4%,全球增温潜势和温室气体排放强度分别降低57.5%~ 66.9%和68.0%~77.5%[16];水稻的甲烷排放降低了41.6%[27];栽培马铃薯的栗钙土N2O排放强度降低了10.5%~13.8%[28]㊂炭基肥输入土壤表现出土壤减排效应㊂这是由于1)炭基肥提高了氮素利用率㊂常规氮肥的氮素利用率为34%,而施用炭基氮肥的氮素利用率可达37%,尤其在减氮条件下施用炭基氮肥后,其氮素利用率高达55.4%[29]㊂2)炭基肥降低土壤中水溶性有机氮浓度,影响着氮素的硝化和反硝化作用㊂3)就总孔隙率和比电容来说,炭基复合肥是常规复合肥的1.6倍和2.9倍[23],其具有较高的储存和提供电子的能力[30],影响着土壤中微生物活性和养分转化㊂而炭基肥表现的减排效应主要源于生物炭㊂生物炭通过降低土壤容重㊁改善土壤透气性㊁增加对土壤NH4+的吸附,限制氮素的微生物转化和反硝化,从而抑制N2O排放[3]㊂关于生物炭和炭基肥对土壤温室气体减排的效应对比研究较少㊂2.3㊀土壤固碳㊀㊀已有研究发现,与常规施肥相比,施入炭基肥后种植玉米的土壤有机碳增加了3.6%~8.2%[31];栽培薏苡土壤中的有机碳㊁颗粒有机碳㊁易氧化有机碳和微生物量碳的含量分别提高了10.2%~ 22.8%㊁24.8%~36.9%㊁1.4%~6.7%和41.1~ 76.0%[32],且随着炭基肥施用量(800~1600kg㊃hm-2)的增加而升高;连续4年栽培花生的棕壤总有机碳㊁游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳的含量分别提高了6.5%㊁40.0%和43.2%[33]㊂与等碳量投入的生物炭相比,炭基肥处理的土壤中游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量的提升幅度可分别达43%和17%[33];而另有研究表明,炭基肥处理的土壤有机碳含量仅提高4.4%,且显著低于生物炭配施化肥处理(有机碳提升27.6%)[34]㊂炭基肥的输入提高了土壤有机碳含量㊂这是由于炭基肥中含有载体生物炭,其有机碳含量远高于土壤,因此,增加了土壤的碳储量㊂生物炭含有易分解态碳和稳定态碳两种组分㊂易分解态碳组分约占有机碳总量的1.5%~37.0%[35],主要为脂肪族碳和氧化态碳[36],具有移动性强㊁稳定性差的特性㊂稳定态碳组分约占有机碳总量的63.0%~ 98.5%[35],主要为芳香化碳,以芳香环和不规则的形式堆积,使生物质炭具有稳定性高和抗分解能力强的特性㊂10~40t㊃hm-2秸秆生物炭混入土壤中,经过3a的蔬菜栽培,土壤有机碳含量增加了4.2%~35.8%[4]㊂当生物炭与化肥复配后,炭基肥中生物炭的占比降低,因此,其固碳能力可能不及单纯的生物炭处理[37]㊂2.4㊀土壤改良㊀㊀与等量的常规施肥相比,炭基肥表现出提高土壤酶活性㊁减少养分流失及保水等功能㊂以灰钙土为供试土壤的研究表明,与该土壤施入等量的化肥相比,炭基肥与化肥配施可增加土层0~20cm和20~40cm水稳性大团聚体含量,增加幅度分别可达75.7%和64.4%;0~20cm土层的土壤磷酸酶活性㊁过氧化氢酶活性和脲酶活性分别提高18.6%㊁5.3%和59.4%[38]㊂与常规施肥相比,炭基肥减少了麦地里63%的氮素流失[39]㊂在干旱和半干旱地区,炭基肥(0.75t㊃hm-2)在适度的水分胁迫(60%~65%田间持水量)条件下仍可提高花生产量[40]㊂炭基肥发挥土壤改良作用主要在于,生物炭可以保蓄和吸持水分于其孔隙及表面,增加土壤饱和含水量㊁毛管含水量和田间持水量,增强土壤吸水持水及入渗性能[41]㊂生物炭可以增加土壤容重㊁促进土壤团聚体的形成[4],改善土壤结构㊂生物炭的吸附特性可以将硝酸根等养分吸附,减少其淋溶损失㊂生物炭可以为土壤微生物提供栖息地并改善其生长环境,增加有益微生物的活性和改变菌落结构,进而间接影响土壤中养分的生物利用效率[38]㊂当炭基肥中的养分释放后,其残留的生物炭载体可以继续发挥土壤改良作用㊂2.5㊀受污染土壤修复㊀㊀土壤污染具有隐蔽性㊁复合性和积累性等特点,治理难度大,其修复改良是一项系统工程㊂由于农用地土壤需要承担生产功能,其修复改良目的㊁方法与污染场地的修复存在本质差异㊂生物炭修复受污染农田土壤的研究较多,而炭基肥研究多集中于作物增产及土壤改良等方面,关于土壤重金属修复的研究较少㊂对于铜污染的土壤,单施氮肥处理下土壤铜有效态含量为11.2mg㊃kg-1,而炭基肥与氮肥配施的处理中土壤铜有效态含量降低了39.4%[42]㊂有研究对比了稻秆生物炭(6t㊃kg-1)和炭基肥(6t㊃kg-1)对烟叶土壤中重金属的削减效果㊂两者均可显著降低烟叶土壤中砷和铅的含量,而生物炭的降低效果优于炭基肥[42]㊂炭基肥可以降低土壤中有效态重金属含量㊂生物炭主要通过与土壤中的重金属发生物理吸附㊁静电作用㊁离子交换㊁沉淀或络合等作用[3],由其衍生的炭基肥1)具有丰富的孔隙结构,有利于重金属离子的附着;2)存在大量的羟基㊁羧基等官能基团,对土壤重金属具有较强的固定作用;3)通过改变稻田的氧化还原电位[22],改变重金属形态;4)改变土壤微生物数量及群落结构从而促进重金属在土壤中的固定㊂然而,当生物炭与肥料结合成为炭基肥后,比表面积降低,可能减少了重金属的吸附位点,与单纯的生物炭处理相比,炭基肥限制了对重金属的吸附效果[43]㊂3　影响炭基肥性质的因素目前市售及研究文献所用的炭基肥质量参差不齐㊂而生物炭原料类型㊁热解温度㊁生物炭用量㊁炭基肥的制造工艺㊁养分配比等均会影响炭基肥的质量和实际应用效果㊂3.1㊀优选生物炭㊀㊀炭基肥改良土壤以及促进作物增产的效果已在多种作物上得以证实,然而关于生物炭基肥在土壤减排固碳方面的研究较少,而生物炭承担着这一作用㊂因此,优选生物炭是制备优质炭基肥的前提条件㊂生物炭的产量㊁碳含量及性质主要取决于热解温度和热解工艺㊂一般而言,生物炭的产率随热解温度的升高而降低,300~500ħ的产率相对较高[36]㊂生物炭的碳含量(23.6%~87.5%)[44]㊁比表面积和孔隙度随热解温度的升高而增加㊂生物炭的阳离子交换量同时与热解温度和原料相关㊂在300~700ħ,秸秆生物炭的阳离子交换量(20~ 30cmol㊃kg-1)随热解温度升高呈增加趋势[45];而猪粪生物炭的阳离子交换量(15~60cmol㊃kg-1)随热解温度升高呈降低趋势[46]㊂热解温度在300~500ħ条件下的生物炭具有提高土壤肥力的作用;而>500ħ的生物炭吸附和固碳作用较强[36]㊂目前研究所用的炭基肥并没有提供生物炭的制备温度和制备原料等参数㊂有研究表明,若炭基肥中使用的生物炭是在400ħ条件下制备,则可促进作物增产12%;而是在<400ħ条件下制备,则没有增产效果㊂此外,当炭基肥中使用的生物炭中碳含量>30%时,作物生产力得以提高;而当碳含量<30%时作物生产力则不受影响[20]㊂因此,基于热解温度㊁原料性质等考虑,若将秸秆制备成炭基肥时可采用350~500ħ的热解温度,最高不要超过700ħ㊂热解工艺也会影响生物炭的产率㊁碳含量和比表面积等参数㊂比较常见的热解工艺主要包括慢速热解㊁快速热解[47]㊁气化和水热炭化[48]等㊂慢速热解(又称干馏工艺㊁传统热解)工艺具有几千年的历史,是一种以生成木炭为目的的炭化过程,2828㊀㊀2023年第64卷第12期热解温度在500~1100ħ,升温速率在20~ 100ħ㊃min-1,生物炭得率约30%~35%[47]㊂快速热解发生在极短的时间内,升温速率约为10~ 200ħ㊃s-1,强烈的热效应直接产生热解产物,再迅速淬冷,生物炭得率约20%[47]㊂气化是将生物质转化为烟气的工艺过程,主要发生在气化炉(温度>700ħ),其生物炭产率相对较低,具有较大的比表面积[48]㊂水热炭化是将生物质在较低的反应温度(150~375ħ)㊁高压水中停留数小时,制备得到炭-水-浆混合物[49]㊂因此,基于热解工艺等考虑,制备成炭基肥可采用常规热解技术,即在慢速热解和快速热解参数之间选择㊂3.2㊀制备工艺㊀㊀炭基肥的制备工艺主要包括掺混法㊁吸附法㊁包膜法和混合造粒法[10]㊂其中,掺混法指把生物炭和化学肥料按一定比例进行掺拌混合㊂吸附法指基于生物炭的多孔性与吸附性,将生物炭浸泡在一定浓度的肥料溶液中,促进肥料中的多种组分吸附于生物炭表面㊂如,将生物炭吸附木醋液用于盐碱土改良㊂包膜法指在生物炭表面,喷涂缓释包膜材料后包裹速效性化肥颗粒[48]㊂混合造粒法指将生物炭与肥料分别粉碎后,再进行混合造粒㊂混合造粒方式又分为团粒法造粒与挤压法造粒㊂前者的基本原理在于将基础肥料黏聚成粒㊁再通过转动使黏聚的颗粒在重力的作用下产生运动,相互挤压㊁滚动使其紧密成型;后者的基本原理在于利用机械外力作用使基础肥料成粒㊂在造粒过程中,由于添加了生物炭导致肥料不易成型,需要添加黏结剂㊂黏结剂应该选择绿色环保㊁易降解且价格低的材料,通常使用淀粉㊁膨润土㊁黏土和羟甲基纤维素钠等[10]㊂这4种炭基肥生产工艺中,掺混法制备工艺比较简单;包膜法和混合造粒法是目前肥料生产的主要方式㊂掺混法㊁吸附法和包膜法生产的炭基肥主要为细粉状,直接施用时易扬起粉尘㊂而混合造粒法可有效解决上述问题㊂目前的炭基肥中生物炭的添加比例一般在20%~60%㊂生物炭的添加量主要是依据不同施肥需要㊁生物质原料利用及土壤功能等进行合理配比㊂比如在增产需肥方面,生物炭的添加比例不高;而针对土壤减排固碳及钝化土壤重金属方面,生物炭的添加比例需要提高㊂在我国相对有限的耕地上,化肥㊁农药及农用柴油等农用投入品的不断增加,碳排放总量逐渐增长㊂而有机肥的施用往往会增加农田土壤固碳作用㊂因此,将生物炭和高效优质堆肥产品进行配比而创制研发的含有生物炭㊁腐殖质和功能降解菌的炭基有机肥,更有利于土壤减排固碳,最终实现土壤质量和农产品品质提升㊂4 双碳 背景下炭基肥的研究展望炭基肥系列产品借助生物炭丰富的孔隙结构封存肥料中的养分,而提高肥料的缓释功能和养分利用率㊂就炭基肥在农业领域应用方面而言,目前的研究方向主要以增产㊁改良土壤㊁提升土壤有机质及肥料利用率为目的㊂围绕实现 碳达峰㊁碳中和 的 双碳 目标要求,2022年农业农村部及国家发改委颁布的‘农业农村减排固碳实施方案“将 农田固碳扩容 作为六项重点任务之一㊂因此,炭基肥系列产品在农业领域的减排固碳将在碳中和 进程中发挥重要作用㊂目前炭基肥质量参差不齐,有些企业的热解工艺较为落后,产生的生物炭稳定性差,影响了炭基肥的质量㊂因此,应统一生物炭及炭基肥的制备标准,便于其在肥料市场㊁碳汇核算和碳交易系统中顺利开展㊂此外,价格偏高也是炭基肥推广受限的主要因素㊂需要制定相关的扶持政策,鼓励科研院所等利用优势资源与企业形成互补调动㊁协同共进,推广炭基肥的高值利用㊂基于已有的研究成果,今后在炭基肥农业应用方面,应继续优化生物炭与肥料和助剂的复配比例与方式;优选并应用经济环保的改性材料及制剂;优化热解工艺等参数创制炭缓释载体;解析生物炭载体改性及强化缓释性能的机制;探究炭基肥的精准协同减排固碳机理㊂在不同区域尺度不同类型炭基肥施用条件下,通过开展生命周期评价,明确从秸秆等农林废弃物收集㊁制炭㊁创制炭基肥到田间应用全周期的温室气体减排因子以及土壤固碳因子,从而量化该区域的减排量和固碳量;通过试验示范基地建设构建生物炭基肥农田应用配套技术规程,加快技术成果的转化,促进生物炭及炭基肥产业的快速发展㊂炭基肥的规模化应用有助于构建低碳㊁循环㊁可持续㊁高效的农业农村经济发展模式,对保障土壤健康和粮食安全具有重要意义㊂参考文献:[1]㊀中国国家统计局.金砖国家联合统计手册-2020[M].北京:中国统计出版社,2021.[2]㊀沈阳农业大学,农业部肥料质量监督检验测试中心(沈阳).生物炭基肥料:NY3041 2016[S].北京:中国农业出版社,2016.[3]㊀张继宁,周胜,孙会峰,等.生物质炭在我国蔬菜地应用的研究现状与展望[J].农业现代化研究,2018,39(4):543-550.[4]㊀ZHANG J N,ZHANG X X,SUN H F,et al.Carbonsequestration and nutrients improvement meditated by 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可再生能源在农村地区的应用案例概述：随着可再生能源技术的不断发展和成熟，越来越多的农村地区开始探索和应用可再生能源。

本文将介绍几个可再生能源在农村地区的应用案例，包括太阳能发电、生物质能利用以及风力发电。

这些案例旨在展示可再生能源在农村地区的潜力，为农村地区的可持续发展提供解决方案。

一、太阳能发电太阳能发电是一种利用太阳能转化为电能的清洁能源。

在农村地区，太阳能发电可以用于满足农民家庭的基本用电需求，同时也可以用于农业生产中的灌溉、温室大棚照明等。

以下是一个太阳能发电在农村地区应用的案例：案例一：某农村地区太阳能发电项目某农村地区A村，由于地理位置偏远，基础设施落后，电力供应不稳定。

为解决电力短缺问题，该地区引入了太阳能发电系统。

通过安装太阳能光伏板，将太阳能转化为电能，满足农民家庭的日常用电需求。

该系统还可以根据需求进行扩展，满足农村地区农业生产的电力需求。

二、生物质能利用生物质能是指利用农作物秸杆、农产品加工剩余物、畜禽粪便等可再生有机物质进行能源转换的过程。

在农村地区，生物质能利用可以解决农村地区的能源需求，减少环境污染。

以下是一个生物质能利用在农村地区应用的案例：案例二：某农村地区生物质能利用项目某农村地区B村，农民们每年收获大量的庄稼秸秆和畜禽粪便。

为了充分利用这些农业废弃物，该地区引入了生物质能利用系统。

将庄稼秸秆和畜禽粪便进行发酵处理，产生生物质能源。

这些能源可以用于农村地区的烹饪、取暖等基本能源需求，减少了农村地区的能源短缺问题。

三、风力发电风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源。

在农村地区，风力发电可以利用农村地区广阔的风能资源，满足农村地区的电力需求。

以下是一个风力发电在农村地区应用的案例：案例三：某农村地区风力发电项目某农村地区C村，由于地理位置特殊，经常受到强风影响。

为了充分利用风能资源，该地区建设了风力发电站。

通过安装风力发电机组，将风能转化为电能，满足农民家庭和农业生产的电力需求。

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可再生能源在新农村住宅中的技术运用
唐泉;宣蔚
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】基于可再生能源在缓解能源危机方面所发挥的重要意义,认为在新农村住宅优化方面,运用可再生能源削减农村住宅能耗,降低传统能源的碳排放,是建设节约型社会的必然选择.在此基础上,以较容易获得且使用成本较低的太阳能、生物质能、雨水资源为例,探讨了可再生能源在新农村住宅中的运用策略.重点研究了太阳能光伏、太阳能光热供能系统在新农村住宅中的运用；沼气、垃圾资源化利用等供能系统对实现生物质能与住宅的一体化应用的意义；雨水的中水回用和冷却效应.
【总页数】3页(P2862-2863,2976)
【作者】唐泉;宣蔚
【作者单位】合肥工业大学建筑设计研究院,安徽合肥 230009;合肥工业大学建筑与艺术学院,安徽合肥 230009
【正文语种】中文
【中图分类】S210.3;F303.4
【相关文献】
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收稿日期：2019-11-12作者简介：柯国华（1976—），男，湖北大冶人，工程师，硕士，毕业于北京工商大学，环境工程专业，主要从事能源综合利用研究。

摘要：合理开发可再生能源，积极探索能源综合利用新方式，是提高农村地区采暖质量的重要途径。

探讨了在北京市农村家庭开展能源综合利用方式供暖的可行性，详细分析了太阳能集热器+空气源热泵等6种能源综合利用模式的优缺点，并对各方案的初始投资和运行费用进行对比分析。

研究表明，热泵类产品在综合利用模式运行中具有一定优势，但初始投资也相对较高。

针对北京农村不同地区的资源禀赋和用能需求，指出了太阳能集热器+燃气壁挂炉等4种能源综合利用供暖模式的适用性。

关键词：能源综合利用；供暖；模式；北京市中图分类号：TK01+9文献标志码：A文章编号：1005－7676（2020）01－0098－05KE Guohua,ZHANG Xia,LIU Lizhen,ZHANG Tao（Beijing Pubic Utility Science Institute,Beijing 100011,China）Rational development of renewable energy and active exploration of new ways of comprehensive utilization ofenergy are important ways to improve the heating quality in rural areas.This paper discusses the feasibility of comprehensive energy utilization mode heating in rural households in Beijing,analyzes the advantages and disadvantages of six comprehensive energy utilization modes,such as solar collector +air source heat pump,and makes a comparative analysis of the initial investment and operation costs of the above schemes.The research shows that heat pump products have certain advantages in the operation of comprehensive utilization mode,but the initial investment is relatively high.According to the resource endowment and energy demand of different rural areas in Beijing,this paper points out the applicability of four kinds of energy comprehensive utilization heating modes,such as solar collector +gas wall mountedfurnace.comprehensive utilization of energy;heating;mode;Beijing city能源综合利用应用于北京市农村家庭供暖的可行性柯国华，张夏，刘丽珍，张涛（北京市公用事业科学研究所，北京100011）引言2017年12月，国家发展改革委、能源局、财政部、环境保护部等10部门联合印发《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》（以下简称“《规划》”），旨在提高北方地区取暖清洁化水平，减少大气污染物排放。