
重庆石油天然气交易中心
随着我国经济的不断发展和城市化进程的不断加快,城镇燃气的发展取得了长足的进步,2022年我国城镇燃气消费量达到1321亿立方米,其中居民生活用气量383亿立方米。城镇气化人口5.8亿人,气化居民户超2亿户,天然气已经成为我国居民主要的能源供应方式之一。
近年来,随着农村“煤改气”清洁采暖项目的逐步推进,北方地区城镇居民采暖季形成了以集中供暖为主、家用壁挂炉分户采暖为辅的采暖局面。居民集中供暖由供暖企业负责管理,由于供暖设备、供暖面积、供暖时间等相对明确,且安装有计量装置,集中供暖用气量的预测量和实际用气量相对容易掌握。而分户采暖的用户由于个体分散、数量众多较多,影响用气量因素也较多,且大多无法完全实现入户或远程抄表,其采暖用气量的分析、预测及统计相对较困难。
为了解北方地区城燃企业居民用户的用气特点,2023年,重庆能源大数据中心有限公司市场调研组先后前往陕西、山西、内蒙古及青海等地,对30余家城燃企业的用气结构和居民分户采暖用气情况进行了调研,发现各地城燃企业对于居民分户采暖用气量的统计或计算方法各不相同,且部分企业销售报表中显示的居民用气量与居民实际用气量存在较大出入。为此,笔者结合北方地区城燃企业居民供暖用气特征,对居民分户采暖用气量的测算方法进行了探讨,以供业内人士参考。
一、居民分户采暖用气特征
(一)个体用气量差异大,间歇式采暖与持续采暖并存。分户采暖采用的是独立的供热、采暖系统,居民用户采暖用气量与房屋采暖面积、外墙建筑材料的保温效果、家庭常住人员数量、年龄阶段、作息习惯、经济水平等因素相关,房屋采暖面积越大、保温效果越差、常住人员越多、老人或小孩偏多、经济条件较好的用户,分户采暖用气量相对越大。
(二)区域户均用气量数据差异较大,中心城区户均采暖用气量低于其他区域。通过实际调研情况来看,对于同一城市、在相同用气环境下,郊区或农村居民分户采暖用气量远高于中心城区居民分户采暖用气量。郊区或农村居民房屋以自建独栋房屋为主,中心城区居民住房以集中楼宇式住宅为主。两者对比而言,郊区或农村居民的住宅面积相对较大、门窗气密性和外墙保温效果相对较差;中心城区的居民住宅面积相对较小、房屋建筑材料保温效果较好,门窗气密性和外墙保温效果远高于村镇住宅,且隔壁左右或楼上楼下有住户还会起到天然保温作用。因此,在室外温度相同、保持室内同等温度的条件下,郊区或农村居民分户采暖用气量远高于中心城区居民分户采暖用气量。
二、居民分户采暖用气量测算方法
目前,城燃企业用气需求预测通常采用人均用气指标法,但对于管理人员而言,影响采暖期用气总量的因素繁杂,用气人数等关键指标难以准确获取,没有量化的具体算法测算合理的用气量区间。通过分户采暖用气特征分析可知,采暖用气量与户内空间大小直接相关,与需求预测通常采用的人均指标相比,单位面积采暖测算指标更加准确且易获得,更能体现采暖用气的使用特征,本文基于单位面积采暖用气指标进行测算,为城燃企业采暖期需求预测提供侧面参考。
(一)分户采暖居民用户采暖季单位面积耗热量
(二)分户采暖居民用户采暖季单位面积天然气耗气量
公式中室内计算温度、采暖季室外计算温度、天然气低位热值、壁挂炉采暖热效率基本为常量,采暖季天数、采暖热指标、采暖季室外平均温度、壁挂率热效率可按照测算时间区间的客观情况取值。
三、居民分户采暖用气量测算案例
通过分户采暖用气特征分析可知,采暖用气量与户内空间大小直接相关,与需求预测通常采用的人均指标相比,单位面积采暖测算指标更加准确且易获得,更能体现居民分户采暖用气的使用特征,本文基于单位面积采暖用气指标,分别选取山西省、陕西省两个省四个不同用气区域,对居民用户分户采暖用气量进行了测算。
(一)分户采暖用气量测算参数选取
根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》《城镇供热管网设计规范》的有关规定,公式(1)、公式(2)中相关参数建议按如下数据或方法取值:
采暖热指标 ,城市住宅采暖热指标40W/㎡-45W/㎡,城郊或农村住宅采暖热指标建议取58W/㎡-64W/㎡;采暖季室内计算温度
建议取18℃-24℃;采暖季室外计算温度
=0.57*累年最冷月平均温度+0.43*累年最低日平均温度;天然气热值
建议取35MJ/m³-36MJ/m³;壁挂炉热采暖效率
建议取90%。
(二)分户采暖用气量测算
以山西省太原市、太原市阳曲县、陕西省渭南市、渭南市大荔县四家个地区为例,来分析居户分户采暖的用气量情况。太原市冬季采暖季一般为11月1日至次年3月31日,采暖季为5个月(151天);大荔县冬季采暖季一般为11月15日至次年3月15日,采暖季为4个月(122天)。通过查询太原、渭南两地历史气温数据,测算出太原近十年采暖季室外平均温度为-5.6℃,采暖季室外计算温度为-11℃;渭南近十年采暖季室外平均温度为-2℃,采暖季室外计算温度为-5℃。相关参数取值及温度测算结果如下:
参数 | 太原市 | 阳曲县 | 渭南市 | 大荔县 |
N(d) | 151 | 151 | 122 | 122 |
| 43 | 61 | 43 | 61 |
| 18 | 18 | 18 | 18 |
| -5.6 | -5.6 | -2 | -2 |
| -11 | -11 | -5 | -5 |
| 36 | 36 | 36 | 36 |
| 90% | 90% | 90% | 90% |
| 456.53 | 647.64 | 425.59 | 606.59 |
B(m³/㎡) | 14.09 | 19.98 | 13.13 | 18.72 |
根据最近一次中国人口普查年鉴的数据测算,全国城镇户均人口数2.62人/户,全国城镇人均住房面积38.6㎡/人,其中山西省城镇人均住房面积36.2㎡/人(太原市35㎡/人左右),陕西省城镇人均住房面积40.4㎡/人(渭南市42㎡/人左右)。在本文测算时,山西省太原市居民户区采暖面积取75㎡/户(采暖面积按80%计算)、太原市阳曲县居民户区采暖面积取90㎡/户(采暖面积按95%计算);陕西省渭南市居民户区采暖面积取95㎡/户(采暖面积按85%计算),渭南市大荔县居民户区采暖面积取105㎡/户(采暖面积按95%计算)。
太原市采暖季期间天然气分为两档,第一档0-416(含)m³/月,第二档416m³/月以上。太原市采暖季单位面积天然气耗气量按14.09m³/㎡测算,75㎡的住宅采暖面积单户采暖季用气量为1056.75m³,测算结果为太原市冬季分户壁挂炉采暖第一档用气量(416m³/月×5=2080m³)的50.8%,相对合理;阳曲县采暖季单位面积天然气耗气量按19.98m³/㎡测算,90㎡的住宅采暖面积单户采暖季用气量为1798.2m³,测算结果为太原市冬季分户壁挂炉采暖第一档用气量(416m³/月×5=2080m³)的86.5%,相对合理。
渭南市采暖季天然气分为三档,第一档0-2000(含)m³/年,第二档2000-3000(含)m³/年,第三档3000m³/年以上。渭南市采暖季单位面积天然气耗气量按13.13m³/㎡测算,95㎡的住宅采暖面积单户采暖季用气量为1247.35m³,测算结果为渭南市冬季壁挂炉采暖第一档用气量的62.4%,相对合理;大荔县采暖季单位面积天然气耗气量按18.72m³/㎡测算,105㎡的住宅采暖面积单户采暖季用气量为1965.6m³,测算结果为渭南市冬季壁挂炉采暖第一档用气量的98.3%,相对合理。
城燃企业在测算居民用户分户采暖总用气量时,除了要考虑以上采暖面积、室内外温度、采暖时间等因素外,还需要关注居民住宅空置率、常住人员数量和作息习惯等因素。笔者建议,城燃企业还可以通过收集供气区域内分户采暖居民用户历年来的实际用气量(或充值气量),来分析和测算分户采暖用户户均采暖用气量,参考采用单位面积采暖用气指标测算的结果,再根据供气区域内的实际情况来测算居民用户分户采暖总用气量。此外,城燃企业还可将供气区域10-20年采暖季相关历史经验数据带入公式中,反向推算出各区间数据的具体落点,选取的样本规模越大,越能真实的反映出采暖区域真实用气习惯,测算出的用气量参考性越强。