北方农村地区供暖现状与对策

2019-02-14刘亚非焦铭泽陈晓夫刘广青薛春瑜

煤气与热力 2019年1期

刘亚非，张有，焦铭泽，陈晓夫，刘广青，薛春瑜

(1.北京化工大学，北京100029；2.中国农村能源行业协会，北京100125)

1 概述

2016年我国农村家庭1.6×108户，农村人口共计6.03×108人，占全国总人口的43.90%[1]。虽然农村人口逐年减少，但数量仍十分庞大。我国北方地区冬天漫长而寒冷，供暖期多在3个月以上，然而农村受到位置偏远、居住分散、经济欠发达和能源资源分布不均等多种因素限制，无法实现集中供暖，农村以家庭为单位燃烧散煤供暖十分普遍。近年来，供暖期北方尤其是京津冀地区雾霾天气频发，以可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)为特征，污染物的区域性大气环境问题日益突出，严重危害人民群众身体健康[2]。民用散煤燃烧供暖对环境污染的贡献引发广泛关注。2013年9月国务院出台《大气污染防治行动计划》，2017年政府工作报告强调要坚决打好蓝天保卫战，全面实施散煤综合治理，推进北方地区清洁供暖，计划实现煤改电、煤改气300×104户以上[3]。各地近年也纷纷出台防治政策，开展禁煤减煤换煤工作；清洁能源得到重视，煤改电、煤改气和太阳能等清洁供暖方式正在广泛、快速推广。

实现我国北方农村地区清洁供暖有利于大气问题解决，涉及到重大民生问题，对促进农村地区经济建设和生态环境可持续发展具有重大意义。本文从供暖方式，包括供暖设备和能源分析了我国北方农村地区供暖现状，指出当前清洁供暖所面临的形势，针对未来供暖推广方式和政策提出了对策和建议。

2 供暖现状

当前我国北方农村地区冬季供暖的现状为：以散煤供暖为主，能源利用率低，排放大量污染物；清洁供暖措施持续推进，主要包括清洁煤推广、节能高效炉具推广、煤改电、煤改气、太阳能等清洁能源替代技术和集中供热等，大气污染问题治理初见成效[4]。

2.1 清洁煤+节能环保炉具替代稳步推进

我国煤炭资源丰富，是当今世界上最大的煤炭生产国和消费国。由于价格低廉易获得，散煤成为用户供暖过程中使用的主要燃料，达到生活用煤的90%左右[5]。炉具行业调查发现，我国1.6×108户农村家庭中分散供暖约9 300×104户，其中燃煤供暖约6 600×104户。全国供暖炉具市场容量约为1.86×108台，商品化市场保有量约为1.2×108台。各地供暖期户均煤炭使用量见图1，各地节能环保炉具市场占有率见图2。全国供暖期平均户均煤炭使用量为3.0 t/户,全国平均节能环保炉具市场占有率为23%。调查发现，2015年生产的1 300×104台炉具中，低效劣质炉具高达70%以上，供暖期户均使用燃煤3.0 t以上，民用燃煤每年消耗量逾3×108t[6]。散煤不充分燃烧导致大量颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和黑炭等污染物进入大气中。由于没有污染物控制装置，民用燃煤污染物排放量高于工业和电厂锅炉5～10倍，造成冬季严重的大气污染[7]。粗制滥造的炉具污染物泄漏引起的室内污染已经成为威胁居民健康的重大隐患。

图1 各地供暖期户均煤炭使用量

图2 各地节能环保炉具市场占有率

2013年9月国务院发布《大气污染防治行动计划》，明确指出：“减少污染物排放，全面整治燃煤小锅炉。”“好煤配好炉”是民用散煤燃烧污染治理过程中重要的措施。其中，“好煤”主要指兰炭、洁净型煤等清洁煤，“好炉”指技术改进的节能高效炉具。不同于一般烟煤，兰炭具有低挥发分、低灰分的特点，被认为是能够降低民用供暖过程中PM2.5排放的重要清洁燃料；洁净型煤经过洁净化处理和加工成型，配套节能环保供暖炉具，能够实现氮氧化物、二氧化硫和烟尘明显降低。北方多地开展兰炭、洁净型煤和配套高效炉具的推广，计划于2016—2018年推广节能环保炉具1 000×104台[8]。

各地在巨大财政补贴基础上进行清洁煤炭推广，推广技术路径尚未十分完善，增加了市场对于政策补贴的依赖性。供应体系的不完善造成了洁净型煤、兰炭价格上涨、供给困难的状况。用户使用过程中觉得“难烧、火力小”，造成了重新使用散煤的“逆替代”现象。京津冀部分地区“禁煤区”的划立导致以往巨资补贴的推广炉具废弃，大量资金浪费，反映出政策连续的重要性。

2.2 清洁能源供暖

① 电供暖

农村地区的电力网络建设已较为完善，电力供给充足可靠，然而电能在供暖用能中占比不足10%[5]。相比于散煤燃烧供暖，电供暖一次能源利用率高，能够明显降低污染排放，并能在用电低谷期起到调峰作用。电能替代具有清洁、便捷和高效的优势，合理利用过剩电量，市场潜力巨大。主要技术包括低温空气源热泵技术、蓄热式电供暖等。直热式电供暖设备用发热板或电阻丝直接加热，能耗多、运行成本高，极易造成居民重新使用散煤情况的出现，所以原则上禁止使用直热式电供暖。

电供暖具有明显的政策支持优势。设备购买补贴力度大，施行峰谷电价和级差电价等。电量可以精确计量，与燃煤供暖费用接近。煤改电政策下，空气源热泵应用得到快速发展，2016年京津冀地区完成超过30×104户装机任务，预计2020年不能实现集中供暖和煤改气的地区全面实现电供暖。电供暖技术作为新兴技术还有很大进步空间，例如空气源热泵易受低温天气和结霜影响，蓄热式电供暖无法充分保证全天供热。

② 煤改气

农村地区煤改气是指配套设施完备、燃气充足地区使用天然气在居民生活(炊事和供暖)过程中替代低效高排的散煤。根据示范点调查，伴随着财政补贴，采用天然气供暖后燃料成本增量较小，用户使用负担加大的顾虑基本解除。农村地区使用分户燃气锅炉供暖方式，可以根据需要开关调节，按需供暖，在保证舒适度的同时极大地避免了热量的浪费。同时有效地降低了二氧化硫、氮氧化物和颗粒物的排放，实现了环境效益和社会效益。

由于人口密度低，农村地区的管网、调压装置等基础设施工程造价投入要高于城镇，成本回收期更长。随着大量煤改气项目的实施，天然气供应保障迫在眉睫，仅京津冀地区2020年的需求都在200×108m3左右[9]。考虑到我国“富煤少气”的能源结构，为保障能源安全，在进口天然气的同时，应合理开发我国的天然气资源和提升煤制气技术，有序推进煤改气进度，保证用户规模与供应条件匹配。

③ 其他清洁能源的利用

除电能和天然气外，太阳能、生物质能和地热等清洁能源量大易得，推广应用也十分广泛[10]。农村能源使用意向调研表明，太阳房+太阳能集热器供暖是农户最愿接受的新能源形式[5]。我国西北省份等地日照时间长，适宜太阳能开发使用；我国每年生物质资源总量约7×108t标准煤[11]，生物质能的清洁利用可有效解决农村农作物废弃物的处理问题，有效利用资源。为了弥补单一技术措施在供暖过程中的不足，取长补短，太阳能+电、太阳能+燃气、太阳能+热泵等多种组合供暖技术被列为农村地区散煤替代供暖的重要举措。

2.3 集中供暖

伴随着新农村建设进一步提高综合配套设施，在资源和经济等条件允许的地区，同步敷设集中供热管网，利用周边热电联产、工业余热或者符合规定的供热锅炉，实现集中供热改造。集中供暖用户使用简单方便，安全可靠，尤其是当前农村形势多为留守老人和儿童的情况下，更有利于保障农村生活水平。相比于城市，农村集中供暖可由经过组织培训的村委会或村民自行组织管理运营，减少了中间环节费用，增加农民创收和就业。但农村集中供暖管网前期投入高，受资源供应体系、建设投资和成本回收问题的限制需要引起高度重视[12]。

2.4 建筑节能

长期以来，农村建筑节能意识不强，更多关注建筑的外观。建设的随意性导致房屋保温隔热效果差，能耗大，舒适性低[13]。因此，为了提高农民生活质量，应以提高住宅保温性能和舒适度为重点，将建筑节能结合到新农村建设过程中，加大建筑节能宣传；增加政府在住宅建设过程中的有效资金扶植；制定完善法律标准来约束住宅建设达到节能环保效果。做好技术和政策层面的研究，保障农村建设可持续发展。

3 面临的形势

近年来各方面工作持续开展和完善。政策法规方面，出台了《民用煤燃烧污染综合治理技术指南》[14]；针对优质清洁煤界定和质量标准缺乏，《商品煤质量管理暂行办法》开始实施[15]；供暖炉具、空气源热泵等暖通设备、建筑节能等相关行业标准和国家标准得到制定和修订[16]。随着各地政府推广和建设工作力度的不断加大，北方农村地区冬季清洁供暖工作取得了明显成效，空气质量出现很大好转。但推进过程中出现的很多问题也亟待解决，尤其2017年入冬以来大量煤改气用户燃气供应不足，无法及时实现供暖。各地方不得不重新使用燃煤作为燃料，浪费人力物力，相关部门公信力下降。

3.1 散煤燃烧大量存在，散煤治理“一刀切”

由于散煤使用分散，量大面广，治理和监管困难，压减散煤使用，在京津冀部分经济发达地区全面实行无煤化来实现清洁供暖毋庸置疑。但对于一些经济欠发达和清洁能源资源欠缺的地区全面禁煤，与能源情况现实不符而造成项目实施困难。考虑到清洁能源供应不足、清洁供暖成本问题和能源安全，煤炭清洁利用对节能减排也将发挥巨大作用，大范围散煤治理“一刀切”还有待商榷。

3.2 清洁供暖市场发展尚不成熟

当前我国清洁供暖技术尚未完全成熟，相关措施或多或少存在短处。大量清洁供暖工程建设推广，但清洁能源供应体系不完备。市场缺乏大型企业进入，小型企业缺乏技术创新，产品质量可靠度低。低价竞标，工程建设各个环节过多依赖政府财政补贴，不利于良好市场运营机制的建立。同时建设清洁供暖设施不等同于清洁能源供暖，建筑节能工作往往被忽视。