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因地制宜優(yōu)選清潔取暖技術(shù)路線
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《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)?。▍^(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┡⒐I(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)戶使用意愿較低;農(nóng)村“煤改氣”“煤改電”點(diǎn)多、線長(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
按照供暖方式不同,清潔取暖技術(shù)路線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)?、地巖熱等)、生物質(zhì)鍋爐、工業(yè)余熱等;分散供暖方式主要包括分戶式天然氣供暖、分戶式熱泵供暖、分戶式生物質(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)?,是燃煤鍋爐的2.5~3.0倍。
 
 
分散供暖方式中,燃?xì)獗趻鞝t、戶用生物質(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,分戶式熱泵投資成本均比較高。分戶式電供暖的配電網(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)?、生物質(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),分戶式生物質(zhì)供暖有望成為替代散煤的主要方式。
分戶式生物質(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用爐具等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),鼓勵(lì)分戶式生物質(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)?、工業(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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