近年來，我國空氣霧霾天氣頻發，空氣汙染嚴重，這已經成為了我國最嚴重、最亟需解決的環境問題之一。為了減輕北方城鎮的
供熱採暖對空氣霧霾天氣的影響，可採用高效環保的採暖方式替代傳統的燃煤採暖。空氣源
熱泵的出現，在節約能源的同時，更避免了汙染物的直接排放，它的推廣和應用將緩解空氣霧霾天氣的現狀。
我國採暖方式和技術形式種類繁多。其中，按照熱源燃料的不同，可以分為燃煤、燃油、燃氣及電動採暖方式。本文將對燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、電鍋爐、
太陽能電採暖、空氣源熱泵等幾種採暖方式在制熱量相同時消耗的能源以及產生汙染物的排放量進行比較。
圖 | 在
北京的「清潔空氣計劃」和「煤改電」推動下，密雲某村200多戶大量改用空氣源熱泵採暖。圖片由本微記者原創拍照。
單位能源消耗的汙染物排放量
供熱系統的能源消耗是造成大氣汙染的主要來源之一，它對環境和大氣的汙染主要有直接汙染和間接汙染2種形式。直接汙染是指各種燃料燃燒所排放的汙染物，主要有煙塵、SO2、NOx 和CO2等。另外，電力採暖雖然沒有直接的汙染，但由於我國70%以上的電力為燃煤發電，故仍存在著間接汙染。
表1 各種燃料消耗時的汙染物排放量
各種燃料消耗時的汙染物排放量取值依據：
(1)標煤：以鏈條爐為例，煙塵佔灰分的25%，平均灰分為20%，除塵率按85%計算，煙塵中的可燃物取20%，則1 tce 可排放7.5 kg 煙塵；國家規定標準煤的含硫量為1%，則1 tce 可排放16 kg SO2；氮的含量取1.5%，氮的轉化率取25%，則替代1 tce 可排放7.6 kg NOx；1 tce 完全燃燒產生CO2 量為2.62 t。
(2)輕柴油和天然氣的粉塵、SO2 和NOx 的排放指標是根據GB13271—2001《中華人民共和國國家標準鍋爐大氣汙染物排放標準》的達標值計算，CO2 排放指標是燃料一般利用技術條件下的統計平均值。
(3)由表1 分析可見，發電廠的汙染物排放量遠小於直接的煤炭燃燒的排放量。究其原因，則是利用大型和特大型鍋爐發電一般都會進行脫塵、脫硫和脫氮等處理後再排放，而這些措施在自備鍋爐房和區域鍋爐房等中小型鍋爐中燃燒就很難做到，或者成本很高。
同時，我國廣大農村地區散煤燃燒所造成的汙染更為嚴重。就我國現狀而言，電力是最能清潔利用煤炭的部門。因此，將煤炭用於大型、特大型鍋爐中燃燒發電，並在工程中推廣空氣源熱泵這種高效的間接電採暖技術的應用，能有效地改善由於冬季燃料燃燒所產生的空氣霧霾現狀。
供熱狀態下汙染物排放量分析
表2 列出了製備1000 kW 熱量時各種熱源的能耗情況和環境汙染情況。為了方便比較各方案運行能耗，將各能源轉換成等價標煤。各方案的能源熱值、設備熱效率以及各能源的折標煤係數見表2。其中，當量折標係數是按照燃料的當量熱值(理論發熱量)與標準煤發熱量之比；等價折標係數是指二次能源的等價熱值與標準熱值之比。
表2 各種採暖方式的能耗比較
圖2 是各種方案的量化比較結果。由表2、圖2 可以看出，在製取相同熱量時，6 種採暖方式中空氣源熱泵方式的能耗最少。若換算成等價標煤，空氣源熱泵比燃煤鍋爐節省標煤69.04 kg，約36.5%。
圖2 不同採暖方式能耗對比
根據表2 計算出的制熱量下各燃料能耗量以及表1 中單位能耗汙染物排放量得出表3，即各種供熱方式在製取相同熱量是產生的汙染物總量。
表3 相同熱量汙染物排放量
由表3 可以看出，空氣源熱泵的汙染排放總量與燃氣鍋爐相差不大，但遠遠小於以電能為能源的其他幾個供熱方案。同樣製取1000 kW 熱量，空氣源熱泵的汙染物排放，與燃煤鍋爐相比，減少90.6%的煙塵、29.5%的SO2、46.2%的NOx、53.2%的CO2；與電鍋爐相比，相當於減少68.3%的煙塵、SO2、NOx、CO2 的排放。
如果電能不採用燃煤電，而採用清潔能源發電，如核電、水力發電、太陽能光伏發電或者風力發電，空氣源熱泵採暖必定為環保效益最佳的方案。