因地制宜優(yōu)選清潔取暖技術(shù)路線(xiàn)
時(shí)間:2019-11-27 08:55
源:能源研究俱樂(lè)部 作者:趙文瑛
北方地區(qū)冬季清潔取暖是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的一項(xiàng)民生工程，是黨中央、國(guó)務(wù)院的一項(xiàng)重大決策部署，是保障百姓溫暖過(guò)冬、減少環(huán)境污染、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要舉措。2017年12月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等十部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2021年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》），全面推進(jìn)北方地區(qū)清潔取暖工作。近年來(lái)，國(guó)家和地方高度重視清潔取暖工作，建立了良好的組織機(jī)制、工作機(jī)制，制定了推動(dòng)清潔取暖的一系列政策，包括價(jià)格政策、補(bǔ)貼政策、金融政策等，出臺(tái)了相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大大促進(jìn)了清潔取暖技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
（來(lái)源：微信公眾號(hào)“能源研究俱樂(lè)部” ID：nyqbyj 作者：趙文瑛）
01前兩年成效顯著
經(jīng)過(guò)2017～2018年、2018～2019年兩個(gè)采暖季，北方地區(qū)清潔取暖工作總體進(jìn)展順利、成效明顯。根據(jù)國(guó)家能源局2019年9月相關(guān)數(shù)據(jù)，截至2018年底，北方地區(qū)冬季清潔取暖率達(dá)到了50.7%，略高于《規(guī)劃》2019年清潔取暖率50%的中期目標(biāo)，相比2016年提高了12.5個(gè)百分點(diǎn)，替代的散燒煤約1億噸，超額完成《規(guī)劃》中散煤消減7400萬(wàn)噸的中期目標(biāo)，反映出近兩年清潔取暖的推進(jìn)力度很大。
“2+26”重點(diǎn)城市作為京津冀大氣污染傳輸通道城市，且所在省份經(jīng)濟(jì)實(shí)力相對(duì)較強(qiáng)，清潔取暖工作推進(jìn)更快、力度更大。“2+26”重點(diǎn)城市清潔取暖率已達(dá)到了72%，明顯高于全國(guó)平均水平，其中城市地區(qū)清潔取暖率達(dá)到96%，縣城和城鄉(xiāng)接合部的清潔取暖率達(dá)到75%，農(nóng)村地區(qū)清潔取暖率是43%，均超額完成《規(guī)劃》中期目標(biāo)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，清潔取暖政策實(shí)施以來(lái)，北方地區(qū)十五個(gè)省（區(qū)、市），散燒煤消費(fèi)大幅下降。減排二氧化硫78萬(wàn)噸、氮氧化物38萬(wàn)噸、揮發(fā)性有機(jī)物14萬(wàn)噸、顆粒物153萬(wàn)噸，可以說(shuō)清潔取暖對(duì)大氣主要污染物減排貢獻(xiàn)顯著，是北方地區(qū)大氣污染物減排的一個(gè)很重要抓手。近兩年，北方地區(qū)秋冬季的霧霾天數(shù)下降、空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)逐年增加，特別是京津冀地區(qū)的空氣質(zhì)量改善更加明顯。北方農(nóng)村地區(qū)得益于“煤改氣”“煤改電”等清潔取暖工作，切實(shí)改善了居住環(huán)境，提高了生活品質(zhì)，促進(jìn)了美麗鄉(xiāng)村和生態(tài)文明建設(shè)，人民群眾的獲得感、幸福感、安全感顯著提升，如部分地區(qū)農(nóng)戶(hù)反映通過(guò)清潔取暖，實(shí)現(xiàn)了“氣做飯、電取暖”，大大提高了生活品質(zhì)。
按照熱源不同，清潔取暖技術(shù)路線(xiàn)可以分為清潔燃煤集中供暖（包括超低排放熱電聯(lián)產(chǎn)和超低排放燃煤鍋爐供暖）、天然氣供暖、電供暖、可再生能源供暖（包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)、地?zé)峁┡⒐I(yè)余熱供暖等幾種類(lèi)型。目前北方地區(qū)清潔取暖主要是依靠清潔燃煤集中供暖，供暖面積占一半以上，其次是天然氣供暖，面積約占三成，再次是電供暖，目前總體規(guī)模還不大，可再生能源供暖和工業(yè)余熱供暖占比均較低。
前兩年的清潔取暖工作取得了顯著成效，并且通過(guò)部分城市的試點(diǎn)和示范，積累了良好經(jīng)驗(yàn)，比如河南省鶴壁市推進(jìn)農(nóng)房節(jié)能改造，熱源側(cè)和用戶(hù)側(cè)齊頭并進(jìn)，因地制宜確立“補(bǔ)初裝不補(bǔ)運(yùn)行”的補(bǔ)貼機(jī)制。但是，推進(jìn)過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，比如天然氣保障問(wèn)題、安全隱患問(wèn)題、地方財(cái)政補(bǔ)貼壓力大難以持續(xù)問(wèn)題等，這些問(wèn)題都需要在今后推進(jìn)過(guò)程中加以解決或避免，對(duì)今后的工作提出了更高要求。
02今后三年清潔取暖任務(wù)艱巨
前兩年北方地區(qū)清潔取暖率提高了12.5個(gè)百分點(diǎn)，年均增加6.3個(gè)百分點(diǎn)，按照《規(guī)劃》2021年清潔取暖率達(dá)到70%的目標(biāo)，今后三年北方地區(qū)清潔取暖率需要提高19.3個(gè)百分點(diǎn)，年均增加6.4個(gè)百分點(diǎn)，每年增加幅度更大，總體任務(wù)更艱巨。
今后三年清潔取暖的推進(jìn)不僅要解決或避免前面出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)也要注意可持續(xù)性的問(wèn)題，逐步建立長(zhǎng)效機(jī)制，避免后期“返煤”，這就要求今后三年清潔取暖工作的推進(jìn)既要保持速度也要提高質(zhì)量，既是攻堅(jiān)戰(zhàn)也是持久戰(zhàn)，既要有決心也要有恒心，需要付出更為艱巨、更為艱苦的努力。
后三年任務(wù)的艱巨性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
（一）部分地區(qū)增長(zhǎng)潛力小。清潔取暖政策實(shí)施以來(lái)，部分地區(qū)尤其是第一批12個(gè)試點(diǎn)城市和“2+26”重點(diǎn)城市推進(jìn)迅速，部分城市率先達(dá)到或接近2021年《規(guī)劃》目標(biāo)。比如，北京市目前城鎮(zhèn)地區(qū)清潔取暖率已達(dá)到100%，農(nóng)村平原地區(qū)也基本完成清潔取暖改造工作，未來(lái)主要是城鎮(zhèn)采暖建筑面積（清潔取暖面積）自然增長(zhǎng)和部分山區(qū)居民的改造工作；第一批試點(diǎn)城市城鎮(zhèn)地區(qū)、農(nóng)村地區(qū)清潔取暖率已基本達(dá)到2021年《規(guī)劃》目標(biāo)，清潔取暖面積增加潛力也不大；“2+26”重點(diǎn)城市城區(qū)清潔取暖率已達(dá)到97%，縣城和城鄉(xiāng)接合部也接近2021年目標(biāo)，城鎮(zhèn)地區(qū)清潔取暖面積增加潛力也較小。因此，改造條件較好、經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的部分地區(qū)已完成大量的改造工作，未來(lái)清潔取暖面積增長(zhǎng)有限，可以說(shuō)容易的、好干的已干的差不多，剩下的都是“難啃的硬骨頭”。
（二）農(nóng)村地區(qū)推進(jìn)難度大。目前，農(nóng)村清潔取暖90%以上都是采取“煤改氣”或“煤改電”，農(nóng)村地區(qū)燃?xì)夤芫W(wǎng)條件普遍較差，配電網(wǎng)網(wǎng)架較弱；農(nóng)村房屋結(jié)構(gòu)普遍簡(jiǎn)易，保溫效果較差，建筑能效較低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重；受“煤改氣”“煤改電”成本制約，農(nóng)戶(hù)使用意愿較低；農(nóng)村“煤改氣”“煤改電”點(diǎn)多、線(xiàn)長(zhǎng)、面廣，農(nóng)村留守老人、小孩多，安全意識(shí)較弱，存在安全隱患，農(nóng)村清潔取暖設(shè)備存在質(zhì)量隱患，后期維修成本較高。這些因素都導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)推進(jìn)清潔取暖工作難度較大，前兩年農(nóng)村地區(qū)新增清潔取暖面積約占清潔取暖總新增面積的1/4，而后三年這一比例將提高到約1/2，即后三年清潔取暖工作有一半是在農(nóng)村地區(qū)。
（三）地方財(cái)政補(bǔ)貼難以持續(xù)。清潔取暖大部分技術(shù)路線(xiàn)成本都較高，無(wú)論“煤改氣”還是“煤改電”都需要適合的氣價(jià)、電價(jià)政策，居民對(duì)政府補(bǔ)貼依賴(lài)性強(qiáng)，補(bǔ)貼一旦終止，極可能“返煤”，而對(duì)清潔取暖運(yùn)行持續(xù)補(bǔ)貼，每年省、市、縣三級(jí)財(cái)政補(bǔ)貼負(fù)擔(dān)較重，個(gè)別地區(qū)市、縣財(cái)政補(bǔ)貼已達(dá)極限，難以繼續(xù)擴(kuò)大補(bǔ)貼并且持續(xù)補(bǔ)貼。
上述三個(gè)因素影響著清潔取暖工作的進(jìn)一步推進(jìn)，因此有必要從政策、標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施方案等方面，從宏觀到微觀研究相應(yīng)對(duì)策，今后清潔取暖工作既要保證順利穩(wěn)步推進(jìn)又要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)、建立長(zhǎng)效機(jī)制，做到高質(zhì)量發(fā)展。
“不忘初心、牢記使命”，清潔取暖工作要立足于群眾溫暖過(guò)冬、減少大氣污染，按照企業(yè)為主、政府推動(dòng)、居民可承受的方針，推進(jìn)過(guò)程中要堅(jiān)持因地制宜的原則，宜電則電、宜氣則氣、宜煤則煤，根據(jù)各地資源稟賦、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、基礎(chǔ)設(shè)施等條件及大氣污染防治要求，采取適宜的清潔供暖策略，在同等條件下選擇成本最低和污染物排放最少的清潔取暖組合方式。因此，國(guó)家和地方相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃要基于上述原則，服務(wù)于“初心”和“使命”，努力構(gòu)建綠色、節(jié)約、高效、協(xié)調(diào)、適用的北方地區(qū)清潔供暖體系，為建設(shè)美麗中國(guó)作出貢獻(xiàn)。
03因地制宜優(yōu)選技術(shù)路線(xiàn)
按照供暖方式不同，清潔取暖技術(shù)路線(xiàn)可以分為集中式和分散式。集中供暖方式主要包括燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)（超低排放）、燃煤鍋爐（超低排放）、天然氣鍋爐、電供暖（蓄熱電鍋爐、熱泵集中供暖等）、地?zé)峁┡ㄖ猩顚拥責(zé)帷⒌貛r熱等）、生物質(zhì)鍋爐、工業(yè)余熱等；分散供暖方式主要包括分戶(hù)式天然氣供暖、分戶(hù)式熱泵供暖、分戶(hù)式生物質(zhì)供暖等。其他還有天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)、“太陽(yáng)能+”以及不同技術(shù)路線(xiàn)的組合方式等，但是目前在北方地區(qū)應(yīng)用規(guī)模總體比較小。
不考慮政府補(bǔ)貼，從全社會(huì)投資角度分析，單位供熱面積初投資成本包括熱源投資、熱網(wǎng)投資以及電供暖配電網(wǎng)（10kV及以下）改造成本；以4個(gè)月采暖季為例，估算每個(gè)采暖季單位供熱面積的運(yùn)行成本，包括熱源成本以及人工、維護(hù)等其他成本（不含財(cái)務(wù)成本、稅等），以超低排放燃煤鍋爐集中供暖的單位供熱面積初投資和運(yùn)行成本為基準(zhǔn)，不同技術(shù)路線(xiàn)的相對(duì)成本如下圖。受多種因素影響，即使同一技術(shù)路線(xiàn)的不同項(xiàng)目實(shí)際成本也不盡相同，下述是基于部分案例的估算結(jié)果。
初投資成本方面，集中供暖方式中，燃?xì)忮仩t單位面積初投資低于燃煤鍋爐，生物質(zhì)鍋爐、工業(yè)余熱單位面積初投資與燃煤鍋爐相當(dāng)，燃煤背壓機(jī)與中深層地?zé)釂挝幻娣e初投資是燃煤鍋爐的1.5～2.0倍，集中式電供暖投資成本最高，是燃煤鍋爐的3.5～5倍，主要是供熱系統(tǒng)造價(jià)比較貴，配電網(wǎng)改造成本在總成本中占比約為15%～20%；地巖熱單位面積投資成本高于中深層地?zé)幔侨济哄仩t的2.5～3.0倍。
分散供暖方式中，燃?xì)獗趻鞝t、戶(hù)用生物質(zhì)爐具單位面積投資成本較低，是燃煤鍋爐的0.7～0.8倍；熱泵供暖主要包括空氣源熱泵、地源熱泵等，這里以空氣源熱泵為例分析，不考慮配電網(wǎng)改造成本時(shí)，分戶(hù)式空氣源熱泵（熱風(fēng)型）單位面積投資成本略低于燃煤鍋爐，分戶(hù)式空氣源熱泵（熱水型）投資成本較高，考慮配電網(wǎng)改造成本后，分戶(hù)式熱泵投資成本均比較高。分戶(hù)式電供暖的配電網(wǎng)改造成本要明顯高于集中式電供暖的配電網(wǎng)改造成本。
運(yùn)行成本方面，集中供暖方式中，地巖熱、工業(yè)余熱供暖運(yùn)行成本最低，中深層地?zé)徇\(yùn)行成本低于燃煤鍋爐，4個(gè)月采暖季時(shí)燃煤背壓運(yùn)行成本與燃煤鍋爐相當(dāng)（采暖季達(dá)到5個(gè)月以上時(shí)，背壓機(jī)運(yùn)行成本要低于燃煤鍋爐），其次是熱泵集中供暖、蓄熱電鍋爐供暖、生物質(zhì)鍋爐供暖，運(yùn)行成本是燃煤鍋爐的1.2～1.4倍，燃?xì)忮仩t運(yùn)行成本最高。
分散供暖方式中，分戶(hù)式生物質(zhì)供暖運(yùn)行成本最低，僅是燃煤鍋爐的0.7倍，熱泵供暖與燃煤鍋爐相當(dāng)，壁掛爐供暖運(yùn)行成本是燃煤鍋爐的1.5～2.0倍。
實(shí)際運(yùn)行成本受環(huán)境溫度、用能習(xí)慣、房屋保溫等多種因素影響，尤其是分散供暖方式方便靈活、隨用隨開(kāi)，運(yùn)行費(fèi)用可以控制在較低水平。
實(shí)施方案比選中應(yīng)堅(jiān)持“宜集中則集中、宜分散則分散”的原則，在城市熱網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，盡可能利用清潔燃煤集中供暖，局部區(qū)域如辦公樓、酒店等可以因地制宜采取地?zé)帷⑸镔|(zhì)、電供暖等多種形式的集中供暖方式。
在農(nóng)村地區(qū)，目前主要還是以分散供暖為主，需要特別說(shuō)明的是，上述幾種方式中，無(wú)論是從單位面積初投資還是運(yùn)行成本，分戶(hù)式生物質(zhì)供暖都具有較低的成本，一般家庭基本能夠承受，同時(shí)兼顧采暖和炊事，在北方農(nóng)村地區(qū)具有較大的推廣應(yīng)用潛力，未來(lái)可以成為農(nóng)村地區(qū)散煤替代的主要方式之一，建議作為清潔取暖可選擇的方式進(jìn)行推廣，尤其是在非“2+26”通道城市的農(nóng)村地區(qū)。
另一個(gè)角度來(lái)看，2021年農(nóng)村地區(qū)清潔取暖率即使達(dá)到50%的目標(biāo)，仍有另外50%的農(nóng)村居民是采用散煤等非清潔取暖方式，推廣分戶(hù)式生物質(zhì)供暖對(duì)于減少這部分散煤污染也具有重要意義，因此對(duì)于不具備“煤改氣”“煤改電”基礎(chǔ)條件以及經(jīng)濟(jì)承受能力較低的農(nóng)村地區(qū)，分戶(hù)式生物質(zhì)供暖有望成為替代散煤的主要方式。
分戶(hù)式生物質(zhì)供暖目前面臨的主要問(wèn)題有：一是NOx的排放受燃料種類(lèi)和爐具質(zhì)量影響較大，監(jiān)管難度大；二是專(zhuān)用爐具目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊；三是目前生物質(zhì)成型顆粒價(jià)格相對(duì)較高，農(nóng)村供暖就地取材，可以進(jìn)一步完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈或探索新的供熱模式。為此，建議：一是主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)可以參考燃煤鍋爐或燃?xì)忮仩t國(guó)標(biāo)及地方標(biāo)準(zhǔn)；二是盡快研究制定專(zhuān)用爐具等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)分戶(hù)式生物質(zhì)供暖的推廣應(yīng)用。
此外，近幾年還出現(xiàn)了一些新的供熱技術(shù)，比如核能供熱，包括類(lèi)似海陽(yáng)核電熱電聯(lián)產(chǎn)的大堆供熱以及泳池式低溫堆供熱等。經(jīng)濟(jì)性方面，核能供熱運(yùn)行成本較燃煤低，遠(yuǎn)優(yōu)于燃?xì)猓c地?zé)帷⒐I(yè)余熱供暖運(yùn)行成本相當(dāng)。泳池式低溫堆供熱低溫常壓運(yùn)行，具有“零”堆溶、“零”排放、易退役、投資少等特點(diǎn)，而且選址靈活，內(nèi)陸沿海均可，未來(lái)具有較大的應(yīng)用潛力，尤其是在煤炭消費(fèi)總量控制較嚴(yán)的地區(qū)，但是也面臨著相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。
總之，清潔取暖技術(shù)路線(xiàn)的選擇既要考慮因地制宜，又要注重成本經(jīng)濟(jì)。目前來(lái)看，長(zhǎng)期運(yùn)行成本對(duì)清潔取暖工作的可持續(xù)發(fā)展更為重要，如果運(yùn)行費(fèi)用持續(xù)較高，很可能造成“改而不用”，甚至“返煤”。因此，各地在制定清潔取暖規(guī)劃或?qū)嵤┓桨笗r(shí)，要根據(jù)外部條件（資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)承受力等）對(duì)不同方案進(jìn)行比選，尤其是要算一算經(jīng)濟(jì)賬，評(píng)估長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，居民是否可承受，盡可能優(yōu)選出成本最低且能滿(mǎn)足預(yù)期目標(biāo)的方案。只有堅(jiān)持因地制宜、加強(qiáng)技術(shù)方案優(yōu)選和評(píng)估，不忘初心，砥礪前行，才能推動(dòng)清潔取暖工作可持續(xù)發(fā)展。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2019年11月15日第42、43期
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