山东省城乡居民冬季清洁采暖分析

于 红,张一清,宋华岭

(山东工商学院 a.山东能源经济协同创新中心;b.工商管理学院; c.半岛经济研究院,山东 烟台 264005)

煤炭消费与雾霾形成密切相关,根据权威环保机构测算,散煤燃烧污染物排放量高达火电用(燃)煤的5～10倍,散煤燃烧污染物排放中的烟尘、SO2、NOx分别占排放总量的23.2%、15.2%和4.4%,居民生活取暖中的散煤燃烧对PM2.5的贡献高达32%。根据抽样调查数据推算,2016年山东城乡居民散煤使用量为1 359万吨,这部分散烧煤多为价格便宜但污染大的烟煤,其中有相当数量是劣质烟煤,而且是直接燃烧直接排放,很大程度上导致了冬季污染物排放居高不下。为推动农村采暖方式转型,促进新旧动能转换,政府对农户清洁采暖给予了补贴政策,但主要依靠行政手段,且同一区域内清洁采暖方式和补贴标准实行“一刀切”,导致农村居民清洁采暖的接受度较低,农村清洁采暖方式及补贴机制逐渐成为重点关注的热点问题。

当前国内外学者对能源系统方案评价以及农村采暖季的环境问题进行了深入研究,Johansson、Paladi等测定了匈牙利木柴炉采暖的CO2排放与室外温度、房屋保温的关系[1-2];Miro Ristimaki等使用LCC方法测定了集中供热、光伏建筑一体化供热、地源热泵供热以及光伏—地源热泵一体化供热4种能源系统方案的经济环境成本[3];Jablonska等对斯洛伐克农村地区采暖季PM2.5问题进行了深入研究,结果表明农村采暖季中的PM2.5浓度很高[4]。国内学者王婧等使用LCA方法构建了村镇能源系统评价模型,评估了12个能源系统方案的综合经济成本[5];支国瑞等学者认为我国能源统计严重低估了农村散煤直接燃烧消费量,北方地区的农村散煤燃烧尤为严重[6];许光清等采用线性优化方法和合作博弈理论,充分考虑京津冀散煤治理成本以及各自对空气的影响后,构建了京津冀地区散煤治理资金分配的合作博弈模型,计算出优化后的治理总成本,并使用夏普利值分配资金[7];李雪玉等分析了我国雾霾的成因,发现年均雾霾天数与煤炭消费量正相关,针对散煤治理的难点、现有政策措施以及现阶段存在的问题,提出了散煤治理的建议[8-10];刘超波等则介绍了英国、日本、德国治理雾霾的相关经验及对我国散煤治理的启示[11];其他学者分别对燃煤减少所产生的污染物减排量、洁净型煤在不同炉具中的燃烧特性以及散煤治理的低温空气源热泵采暖技术以及做了相应的研究[12-14]。

因此,研究制定山东省城乡居民清洁采暖的有效方案,实现城乡居民冬季清洁采暖,对于推进绿色低碳发展,加快新旧动能转换,实现大气污染防治目标,破解当前严重的大面积雾霾,具有重要的现实意义。

一、山东省城乡居民冬季采暖现状

山东城乡居民采暖能源以燃煤为主,燃煤取暖面积约占总取暖面积80%以上,其他有天然气、电、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等。在城镇地区,主要通过热电联产、大型区域锅炉房等集中供暖设施满足取暖需求;集中供暖尚未覆盖的区域以燃煤小锅炉、天然气、电、可再生能源等分散供暖为补充;城乡结合部、农村等地区多数为分散供暖,大量使用柴灶、火炕、炉子或土暖气等供暖,少部分采用天然气、电、可再生能源供暖。

山东省有3 000多万个家庭户,采用集中供暖的有1 000户左右,还有2 000万户左右没有集中供暖,2 000万户中少部分用电暖气、空调,60万户“气代煤”,还有300～600万户是烧散煤,部分用树枝秸秆,也有一定比例的家庭,尤其是农户不采暖。

表1反映了采暖户数变化趋势。从表1来看,尽管集中供暖发展较为快速,但散煤燃烧量增长也很迅速,没有集中采暖的户数占比很大,快速扩展成本较低的集中供暖(包括地热能和土壤源冷热利用等)成为优先选择,由于采暖设备的初始投入成本与运行成本很高,大规模的财政补贴实现“气代煤”“电代煤”的清洁采暖方式难以持续。

二、山东省城乡居民冬季清洁采暖面临的问题

为推动冬季清洁采暖,促进新旧动能转换,山东省各地区出台了补贴政策,但主要依靠行政手段,且同一区域内清洁采暖方式和补贴标准实行“一刀切”,没有充分考虑到城乡居民之间贫富差距很大的现实情况,大量低收入城乡居民对“气代煤”“电代煤”清洁采暖方式的接受度较低。总体上看,山东省城乡居民冬季清洁采暖面临的主要问题有以下几个方面。

(一)全面推进“气代煤”“电代煤”政府财政补贴压力大,难以持续

如果非集中采暖用户都采用“气代煤”,按照2 000万户,每户按照济南市政府补贴6 900元计算,需要1 380亿元;按照北京的补贴水平,需要3 728亿元,以后每年还需要240～488亿元的运行费用补贴,这还不考虑天然气的供给能力和价格上升,如果采用其他可再生能源替代措施,一次性投入更大。按照每户1 200方用量,新增加240亿方天然气用于采暖,而2016年山东省天然气消费总量为98亿立方,天然气供给有很大的缺口。2016年山东省一般公共预算收入为6 099亿元,一般公共预算支出突破9 000亿元,达到9 258亿元。如果增加1 380亿至3 728亿元的“气代煤”财政补贴支出,以后每年还要增加240～488亿元的年度天然气补贴支出,在还有大量的没有脱贫群众,以及居民的医疗和养老都是很大问题的情况下,山东省“煤改气”采暖面临着较大的财政资金压力。

表1 山东省居民冬季采暖用能情况(%)

注：采暖户的户均冬季燃煤量按两吨计算,不足两吨的折算成两吨每户。

(二)“气代煤”“电代煤”冬季采暖运行费用高,低收入城乡居民难以承受

山东省各地市根据其财政状况,出台了“气代煤”采暖设备的补贴政策,补贴额度差异较大,如济南、滨州补贴2 000元,淄博补贴70%,最多2 700元;德州4 000元,聊城补贴50%,最高4 000元。显然,政府购买设备的补贴差异较大,没有考虑“气代煤”用户的经济承受能力;从“气代煤”运营补贴方面看,地方政府对“煤改气”用户采暖季天然气补贴1 200方,按照每方补贴1元,不考虑价格的变动,补贴后的气价2～2.3元/立方米,如果价格变化,政府补贴相应的增加,予以抵消。

山东省的七个通道城市,除济南和淄博人均收入水平较高外,菏泽、济宁、菏泽、德州、滨州等地区使用散煤取暖的农村居民收入水平也较低,不愿意支出“气代煤”“电代煤”增加的费用,付出相应的配套资金,从生态补偿的角度,收入水平较低的散煤用户改用“气代煤”“电代煤”后,其采暖费用的支出不应高于城市集中供暖的居民支出,因此,脱离居民的承受能力,简单用行政手段推进“煤改气”难以解决城乡采暖问题。

(三)随着收入水平提高,不采暖或生物质采暖的城乡居民将选择散煤取暖

根据2017～2021年北方地区冬季清洁取暖规划,“2+26”城市新增1 200万户壁挂炉“煤改气”用户,山东省7个通道城市的新增天然气壁挂炉的用户5年大致在300万户左右,清洁取暖率达到70%。即使到了2021年,山东省有300万户实现了壁挂炉气代煤,目前1 000万户非清洁采暖用户(散煤、秸秆或因收入水平低而无法采暖,从全面建设小康生活角度,不应该再有因收入水平低而无法采暖的用户),随着收入水平的提高,将选择符合其收入水平的散煤采暖,因此,除了倡导“煤改气”“煤改电”清洁取暖外,也需要大力推广清洁型煤、节能炉具、兰炭等应用,从而实现低收入城乡居民冬季采暖权的公平。

三、对山东省城乡居民冬季清洁采暖的政策建议

山东省应该结合新旧动能转换,立足于能源消费和资源保障省情,统筹考虑清洁能源供应、清洁供暖热源、管网线路、节能建筑等清洁供暖环节工作,因地制宜选择方式多样、经济适用的清洁供暖模式;同时,将清洁供暖与新能源消纳结合,发展基于能源互联网的新技术、新模式、新业态,构建“企业为主、政府推动、居民可承受”的运营模式。具体而言,通过扩大集中供暖规模和范围,广泛利用各种可再生能源,清洁化型煤、兰炭、生物质成型燃料、无烟煤、节能炉具作补充,辅之以少量的在财政可持续补贴情况下与收入水平相适应的“气代煤”和“电代煤”。

按照因地制宜、因人制宜、因收入水平制宜、因财政补贴水平制宜、居民承受的原则,搞好“气代煤”“电代煤”和清洁煤利用。对于城乡生活散煤治理,不能搞“一刀切”,对广大农村地区仍需燃煤取暖的居民,要查清户数,统计用量,选择合适的取暖方式,制定清洁煤炭(洁净型煤等)替代和节能环保炉具推广年度目标,并严格推进实施,山东省城乡居民冬季采暖应该着力采取以下措施。

(一)因地制宜选择供暖热源

城镇区域采用绿动力推广的煤粉锅炉和地热能等可再生能源进行集中供暖。集中供暖增量以可再生能源的充分利用为主,充分利用地热能、太阳能采暖以及土壤源冷热能利用等。对不能集中供暖的城镇郊区分散家庭用能,在政府持续的合理补贴情况下,强制进行“以气代煤”“以电代煤”等清洁化措施。通过分布式集中供暖、地热能利用、太阳能屋顶和其他可再生能源的利用形式,多渠道多形式,因地制宜,实现低收人群在采暖权上的平等,合理的生态环保效益补偿。

非集中供暖的区域,建立多元化的采暖体系。在城乡结合部居民收入水平较高的区域,采用政府合理补贴下的“气代煤”和“电代煤”。在其他农村区域或收入水平较低,暂时不能通过清洁供暖替代散烧煤供暖的区域,重点利用“洁净型煤+环保炉具”“生物质成型燃料+专用炉具”等清洁型煤、节能炉具、兰炭、无烟煤和生物质压块等适合不同收入水平和政府补贴水平的采暖方式。对偏远农村地区农民家庭分散取暖,禁止燃用劣质散煤,建立行政性监管措施控制劣质煤无序流通,强制性采用清洁高效炉具和清洁化型煤、兰炭、生物质成型燃料、无烟煤等,减少大气污染物排放。

1.再生能源供暖

加快推进采用可再生能源进行冬季采暖和夏季制冷,加大储能系统示范和布局,2020年后选择技术可靠、成本较低、发展前景广阔的储能技术,降低整体能源系统成本;另外,积极开发利用包括中深层地热能、浅层地热(冷)能、生物质冷热电三联供系统、太阳能热等,对于地热供暖、生物质能清洁供暖、太阳能供暖应该采取以下措施。

(1)地热供暖。积极推进水热型(中深层)地热供暖,大力开发浅层地热能供暖,完善地热能开发利用行业管理,地热企业要充分发挥地热供暖的优势,不断提升技术管理水平,在不损害生态环境前提下扩大地热资源开发,增加地热供暖面积。

(2)生物质能清洁供暖。生物质能清洁供暖布局灵活,适应性强,适宜就近收集原料、就地加工转换、就近消费、分布式开发利用。生物质供暖企业可单独或由第三方建立生物质原料收集体系,推进收、储、运专业化发展,提高原料保障程度,在生物质资源丰富地区,积极发展生物质热电联产、生物质锅炉供暖。

(3)太阳能供暖。推广太阳能供暖,积极推进太阳能与常规能源融合,采取集中式与分布式结合的方式进行建筑供暖;进一步推动太阳能热水应用,在城市新建、改建、扩建有稳定热水需求的公共建筑和住宅建筑上,推动太阳能热水系统与建筑的统筹规划、设计和应用。

2.天然气供暖

以“2+26”城市为重点,着力推动天然气替代散烧煤供暖,有条件城市城区和县城优先发展天然气供暖,城乡结合部延伸覆盖。加快“煤改气”实施进程,实现标本兼治,降低天然气使用成本,鼓励用户更多使用天然气、液化石油气、煤质天然气清洁能源,在各区市、县完成“高污染燃料禁燃区”划定,禁燃区禁止原煤散烧。

随着生活水平的提升,生物质采暖的农村家庭要实现散煤或天然气采暖;同时,电采暖用户也会在“气代煤”政策下,选择“气代煤”,即使政府有足够的补贴资金,天然气供应可能也会有问题,因此,要把有限的天然气集中用于城郊收入水平较高且难以治理的分散用户民用散煤替代,缓解省内“气荒”问题。

3.电供暖

从以下几个方面推进城乡居民电供暖:

(1)结合采暖区域的热负荷特性、环保生态要求、电力资源、电网支撑能力等因素,因地制宜发展电供暖,积极推进各种类型的电供暖,鼓励可再生能源发电规模较大地区实施电供暖,通过“煤改电”和加强电厂环保改造。

(2)尽快出台“煤改电”补贴及相关配套政策。虽然京津冀地区各级政府出台了很多政策,但具有实质推动作用的财政补贴、价格政策还较少,政策支持力度和作用还有很大的提升空间。国家电网公司1 050项支持政策中,对实施电能替代有重要推动作用的财政补贴、价格政策只有243个,占比不到25%,不足以调动“煤改电”客户的积极性和主动性。实践证明,补贴政策争取到位,“煤改电”工作就顺利,成效就明显;缺乏政策支持,替代工作难度就增大,山东省应该着重解决电价问题和“煤改电”的初装费,借鉴济南市案例经验,取消基本电价费用,尽快探讨出台“煤改电”的初装费的相关补贴渠道。

4.清洁燃煤集中供暖

加大城市及周边现有发电机组供热改造力度,优先发展生活采暖型热电联产项目,积极发展热、电、冷三联供和地源热泵,扩大集中供热面积;推进燃煤锅炉“以大代小”和节能环保综合改造,开展燃煤锅炉超高能效和超低排放示范,推广高效节能环保煤粉锅炉;加快改造和建设智能化清洁燃煤集中供暖系统,使得户户实现按需采暖智能化控制,在显著降低采暖用能(煤)的条件下,降低居民采暖成本,减少政府采暖补贴。

按照一些示范项目运行情况和技术发展趋势判断,如果投入“煤改气”所增加成本的1/3,燃煤供暖锅炉完全可以实现比天然气锅炉排放更清洁的“近零”超清洁排放水平,以煤粉锅炉为代表的散煤清洁化超低排放改造的投资和运行费用比天然气替代的代价小得多。

(二)加大农村居民清洁采暖补贴力度

政府必须拿出足够的财政补贴,加大对农村地区居民的补贴力度,让低收入农户实现天然气或电代煤,农村居民尤其是低收入群体应该享受与其收入水平和支付能力相当的清洁采暖补贴,其清洁采暖补贴应该高于城市地区同等的财政补贴,要充分发挥政府财政资金的带动作用,在先行实施一批清洁供暖项目的基础上,鼓励更多投资主体进入清洁供暖市场。

(三)全面提升热网系统效率

加快推动热网和热源基础设施建设,实施集中供热老旧管道改造,提高集中供热管网输送能力和安全保障水平。近期,着力解决德州庆云、滨州阳信、菏泽鄄城无集中供热问题,实现县以上城市集中供热全覆盖,集中供热普及率达到70%以上;远期,城区集中供热普及率达到80%以上。

(四)有效降低用户取暖能耗

首先,提高建筑用能效率。大力推进建筑节能与绿色建筑发展,实施建筑能效提升工程;提高建筑节能标准,完善绿色节能建筑和建材评价体系,制定分布式能源建筑应用标准,县级以上城市规划区内所有新建建筑全面执行绿色建筑节能标准;积极开展既有建筑节能改造行动。

其次,完善高效供暖末端系统。通过各种技术优化,大幅提升供暖效率,节省供暖耗费,实现单位散热面积的最大化,满足“供热低温化”。

最后,尽快推广热计量收费方式。大力推行住宅供热分户计量,新建住宅必须全部实现供热分户计量,既有住宅要逐步实施供热分户计量改造。

四、结束语

为打赢蓝天保卫战,培育壮大绿色低碳新动能,实现能源领域新旧动能转换,结合山东省城乡居民采暖实际状况,深入分析山东省居民的清洁采暖接受度,在遵循公平的原则的前提下,结合精准扶贫,优先保障农村低收入居民供热,加大对包括农村五保户在内最低收入居民群体的采暖补贴力度,才能够制定正确的解决方案,解决好居民的采暖问题。尤其是在大中城市都没有考虑汽车排放对大气的污染的额外付出情况下,不能让刚刚使用散煤采暖的低收入人群,支付的采暖费高于大中城市集中采暖的费用。对这部分低收入居民,如果强制禁止燃煤采暖,采暖设备和运行费用的财政补贴的标准,应该不高于城市集中供暖家庭相同面积、相同舒适度情况下的费用占家庭收入的比重对应的数额,其采暖费用的绝对数额等于或低于城市居民集中供暖的家庭。由此,可以约束地方政府采取脱离当地居民收入水平实际,为了完成自身的任务目标,而对低收入居民采取非自愿的强制行动的冲动。

本文撰写得到了山东能源经济协同创新中心(山东省2011计划)的资助,特此致谢。