可再生能源与山西省清洁取暖协同发展研究

王彦斌 张志雄 郭翰林

(1.山西省投资咨询和发展规划院，山西 太原 030024； 2.山西财经大学，山西 太原 030024)

0 引言

清洁取暖是指利用超低排放的清洁燃煤、天然气等化石能源，以及地热、生物质、太阳能、水能、风能等非化石能源，通过锅炉、热泵等高效清洁热源、高效输配管网、节能建筑等环节，最终实现低排放、低能耗的取暖方式。为贯彻落实中央财经领导小组第14次会议关于推进北方地区冬季清洁取暖的精神，落实《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021年)》，山西省14部门联合出台了《山西省冬季清洁取暖实施方案》，落实国家煤炭消费减量替代及大气污染防治等具体要求，山西省开展清洁取暖工作势必以可再生能源为重要抓手，实现能源结构优化和环境空气质量改善。

1 可再生能源供暖发展现状和挑战

1.1 可再生能源供暖技术

地热供暖可分为水热型(中深层)地热和浅层地热，主要是通过热泵吸收土壤、中深层或浅层地下水、地表水热量，用于供暖。2018年，山西地热供暖约1 030万 m2，主要集中在太原、临汾、运城等地，规划到2021年地热供暖预计将达到1 500万m2，占供暖总面积的1.3%。

生物质供暖可分为农林秸秆热电联产、垃圾焚烧热电联产、生物质成型燃料锅炉、生物质颗粒燃烧炉、生物质制天然气供暖等技术。2018年，山西生物质能供暖约550万m2，规划到2021年将达到2 430万m2，占供暖总面积的2%。

太阳能与其他常规能源结合，可实现热水、供暖综合应用，山西的大部分农村地区冬季光照时间基本满足家庭供暖需求。但屋顶安装面积和院内可用面积是比较大的制约因素。太阳能供暖在采暖期较短、热负荷要求不高的区域有较大优势，其他区域需同生物质采暖等协同配合，形成太阳能—多能互补供暖系统。2018年，山西太阳能供暖约10万 m2，规划到2021年将达到100万m2，占比0.08%。

一次能源电力供暖主要是利用弃风、弃光电力，通过电锅炉、热泵、电暖气等一系列“煤改电”设备，实施清洁取暖，2018年，山西电供暖约968万m2，规划到2021年将达到4 300万m2，占供暖总面积的3.6%。

1.2 可再生能源供暖趋势和挑战

1)可再生能源供暖技术较为成熟，发展空间大。

山西可再生能源清洁取暖的发展尚处于起步阶段，但由于具备相对丰富的风能、太阳能、生物质能可再生能源资源禀赋，因此在利用可再生能源进行清洁取暖方面具有较大的发展潜力和空间。同时山西可再生能源供暖技术已初步形成规模化的应用。从户用热水系统起步，经过多年的试点示范和市场化应用，地热能、生物质能、太阳能、一次电力(水电，风电，太阳能发电)等多种可用再生能源供暖技术成熟，已实现商业化运行的有太原高新区地热示范工程、运城绛县地热供热工程、晋中农村地区太阳能多能互补工程、晋中祁县生物质热电联产工程、运城城区水源热泵工程、吕梁地区太阳能供热工程等，形成了一定的示范作用。

2)顶层规划缺失，各种能源利用规划衔接不够。

为了推动北方地区清洁取暖工作，山西相继开展了冬季清洁取暖实施方案、生物质发电中长期发展规划、垃圾焚烧发电中长期发展规划、生物质天然气中长期发展规划、地热能利用中长期发展规划、煤改电工作规划等一系列顶层设计工作，但由于清洁取暖涉及的专业领域、主管部门、行政区域多，已经开展的各项规划编制工作基本上都是只针对各自的领域进行研究，统领性、全局性和针对性不足，急需以县为单位开展清洁取暖的县域专项规划工作，一县一策，充分结合当地的可再生能源资源禀赋情况进行布局，科学制定近远期发展目标和措施，以期达到可再生能源清洁取暖的稳步发展。

3)单一可再生能源相对城市建筑集中供暖存在供给不足。

无论是山西省还是其他北方地区，冬季取暖的能源需求具有典型的时效性，城市建筑安装太阳能等可再生能源存在空间上的局限性，另外可再生能源供给具有本身的不稳定性、分散性。以上供给需求的特点，使得对于城市建成区大面积集中供暖而言，可再生能源都不具备大规模推广的优势，单一品种的可再生能源供暖只能在资源十分丰富的前提下实现。山西省多数地区需要开发、推广基于当地资源优势的多能互补系统，满足当地能源需求，实现资源优化配置，从而降低成本，实现民生和环境的最大公约数。

4)体制机制不完善，投资费用偏高，运行成本高。

与传统燃煤集中供热初投资成本50元/m2相比，地热能、太阳能的开发利用初投资高达150元/m2～250元/m2，处于较高的水平，在实际工作中也存在地热资源勘查程度低，管理体制不完善，缺乏统一的技术规范和标准，施工运行管理不专业造成地热出水温度达不到设计值，公建电供暖项目无法享受煤改电电价优惠，生物质资源不足，垃圾分类不理想导致热值不达标等一系列问题，近两年，为指导可再生能源产业发展，山西相继开展了生物质发电中长期发展规划、垃圾焚烧发电中长期发展规划、生物质天然气中长期发展规划、地热能利用中长期发展规划等一系列顶层设计工作，都极大的促进了可再生能源供暖行业的发展。

2 山西清洁取暖发展现状

2.1 山西取暖现状和趋势

山西全省都属于宜采用集中采暖的寒冷地区和严寒地区，近年来通过加大燃煤热电联产和锅炉房超低排放改造，煤改气、煤改电、地热、生物质综合利用、太阳能、工业余热供热等清洁化取暖的工作力度，显著提升了全省取暖清洁化水平，明显减少了冬季大气污染物排放。

自南向北，山西省冬季取暖时间略有差异，晋南和晋东南地区基本为11月15日～第二年3月15日，共计4个月，太原、晋中、吕梁、忻州等中部基本为11月1日～3月15日，共计4.5个月，大同、朔州等晋北地区为10月25日～4月10日，共计5.5个月。

冬季取暖是山西省3 700万城乡居民的基本民生需求。2017年年底，山西城市和农村地区建筑采暖面积约14.5亿 m2。其中，城镇建筑采暖面积约9.2亿 m2，农村建筑采暖面积约5.3亿 m2。城镇主要是通过热电联产、区域锅炉房等方式满足冬季采暖需求，供暖面积6.9亿 m2；集中供暖尚未覆盖或难以覆盖的区域以燃煤小锅炉、天然气锅炉、天然气壁挂炉、各种形式电采暖、生物质颗粒采暖等分散供暖作为补充。农村地区冬季取暖仍然以散烧煤为主。山西冬季取暖以燃煤为主，燃煤采暖面积约占总采暖面积的88%，其他各种能源(天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热等)合计约占12%。

从总体上看，山西省取暖现状中存在：城乡区域取暖发展不平衡，清洁取暖占比偏低，清洁能源供应存在短板且成本普遍较高，现有电厂供热能力未充分发挥，商业模式创新不足，农村地区建筑节能水平较低，取暖消费方式落后等问题。

推进清洁取暖，是为了满足人民日益增长的美好生活需要。预计到2021年，山西城乡建筑采暖总面积约15.7亿 m2，其中城镇建筑采暖总面积约10.4亿 m2、农村建筑采暖总面积约5.3亿 m2。全省清洁取暖总面积预计将达到11.8亿 m2，清洁取暖率75%。

2.2 山西政策和行动

山西省丰富的煤炭资源，造就供热能源长期以煤为主，用能方式粗放，用能效率较低，所用煤质较差的用能现状。这导致全省环境空气质量中SO2和PM2.5指数供暖季飙升，严重影响城乡居民生产生活和身体健康。

山西省坚决贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想，坚定以人民为中心的发展思想，确定“清洁替代、节能环保、因地制宜、统筹推进、政府推动、军民一体”的清洁取暖原则。2017年，省财政拿出10亿元资金支持“煤改气”“煤改电”清洁取暖工程，完成了100万户以上的冬季清洁取暖工程目标任务。城市建成区20蒸吨以下、县城建成区10蒸吨以下燃煤锅炉实现“清零”，全省共淘汰燃煤锅炉11 085台，其中城市和县城建成区淘汰4 068台。

2018年，继省会太原市2017年获批后，作为京津冀及周边地区大气污染传输通道“2+26”城市的阳泉市、长治市、晋城市，汾渭平原地区的晋中市、临汾市、运城市、吕梁市也纳入2018年北方地区冬季清洁取暖试点城市范围，将通过推进清洁方式取暖替代散煤燃烧取暖，扩大集中供热和热电联产范围，同步开展既有建筑节能改造，引导企业和社会资金投入，运用中央财政奖补资金和地方配套资金，共同推动清洁取暖工作稳步开展。

3 山西省有效利用可再生能源供暖的发展建议

3.1 因地制宜，优先发展，统筹兼顾

鼓励各地区结合当地的用能需求、气候条件、资源条件、大气污染防治目标等各方面因素和特点，在清洁供暖发展规划中充分发掘可再生能源供暖的潜力，大力支持建设可再生能源与常规能源结合的互补城镇供热体系，保证可再生能源供热热源优先加入热力管网，优先使用可再生能源热力。

从2017年全国338个城市空气质量排名看，山西临汾、晋中、吕梁、运城位列200名以外，大气污染程度严重，对大京津冀区域大气污染影响较大。建议将临汾、晋中等四市与“2+26”污染传输通道城市同等对待，统一执行《京津冀及周边地区2017—2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》，对这些区域，加大大气污染防治专项资金投入，加大环保政策约束，率先实现区域清洁供暖的目标。

3.2 加大农村节能改造力度，补足清洁取暖工作短板

山西城镇化率相对较低，农村清洁取暖推广是清洁取暖工作中任务最重的部分。农村清洁取暖成功的关键是农房节能改造。我省农房目前普遍能耗较高，每平方米能耗高达70 W，采暖能源浪费严重，采暖舒适度不高，亟需进行农房节能改造。按照城市建筑节能改造标准，农房改造费用较高，户均改造费用在2万元以上，对政府财政和农户带来很大负担。因此，建议积极探索农村适用的节能改造方式，达到既可降低采暖能耗，又能经济可行的目的。同时，积极争取国家对我省农房节能改造予以专项政策资金支持，先从试点做起，逐步扩大推广范围，为我国北方地区农村清洁取暖、农房节能改造探索出切实可行的新路径。

3.3 研究设计供暖激励政策机制，提高项目的经济性

资金政策，充分发挥中央试点资金作用，鼓励地方政府创新机制，完善政策，加大对清洁取暖工作的支持力度，对按时完成工作目标和重点任务的地区，建议予以重点支持。煤改电政策，对居民电采暖试行峰谷时段计价、用电量计价、平段电价计价等多种销售侧电价政策。完善电采暖输配电价政策，参加电力市场交易的采暖用电，峰段、平段执行相应电压等级的输配电价，谷段输配电价按平段输配电价的50%执行。农村地区以村或自然村为单位通过“煤改电”改造使用电采暖或热泵辅助加热取暖，采暖用户与居民家庭“煤改电”采暖执行同样的电价政策。鼓励电蓄热、储能企业与风电、光伏发电企业开展直接交易，建立长期稳定且价格较低的供用电关系。在供暖期对“煤改电”居民用户和执行居民电价的非居民用户，试行电采暖用电市场化竞价采购，鼓励风电等可再生能源发电优先参与交易，予以优先购电保障。热电联产政策，新建燃煤热电联产项目优先考虑背压式热电联产机组，研究制定针对背压机热电联产的两部制热价、两部制电价政策。