我国北方地区清洁供暖规划技术路线及发展新模式

孔令令，尹勇

（长春市规划编制研究中心，吉林长春130033）

1 清洁供暖概述

清洁供暖的概念在2017年12月《北方地区冬季清洁规划》中首次提出。其概念如下：借助地热、生物质、工业余热、电等清洁能源形式，实现系统低能耗、低排放的供热模式。包含降低能耗、降低污染物排放等过程。整个模式涉及设备和部件较多，包括输配管路、清洁热源等。从清洁供暖的定义中可分析得出，该工程具有一定的系统性，包括用户、热源、热网几大部分，不可简单地把清洁能源供暖定义为清洁供暖，需加强热用户、热网方面的分析和重要价值探讨。

2 规划思路及技术路线

2.1 规划思路

传统供暖规划的核心目标是提高供热效率，借助热源进行规划区域范围内的分析和探讨。包括热负荷分析及预测、热源热网规划、工程量分析等，制定完整的供暖规划。其中，热源规划工作中必须充分考虑新增热源的影响，包括大型燃煤锅炉、电厂等方面的建设，保证热源供热水平、供热能力的提升。热网和热力站的规划中，需考虑站点建设、站点改造、热平衡设计等要素。清洁供暖规划中除了要包含传统供暖规划信息，还要考虑供暖清洁化要求，合理利用当地资源等进行论证和探讨，确定合适的清洁供暖模式。实现既有建筑的改造和控制，构建清洁化供暖系统，力求短期内实现多元化热源的处理和控制。

2.2 技术路线

1）城市对于城市而言，其建筑密度较高，已初步建立大型的供暖系统和设备，其主要任务便是进行清洁化燃煤控制，力求降低燃煤总量，提高供热规模，高效满足新时代城市基本需求。对于当下城市供暖的技术路线，主要思路为城市供暖热源多为大型电厂热、工业余热，需经由长距离输送管道进行供热。可将市政污水厂低温污水资源进行充分利用，积极推进污水源热泵供热。还可结合当地风电、光电等资源进行处理，配套建设电供热锅炉房。另外，若结合当地天然气气源等条件进行处理，加强锅炉房供热体系的优化，待大型热电厂建成后，方可有效开展后续调峰工作。

2）乡镇作为建筑密度中等区域，乡镇热源主要以热电厂、燃煤锅炉房为主要支撑。其清洁供暖的规划工作中，首要目的便是降低小型热炉的应用，选择更为合理的供暖方式。热源方面，要充分考虑热电厂、工业余热等进行乡镇地区的供暖处理，还要加强区域性锅炉房、燃气锅炉房的建设。针对污水源、太阳能等进行有效利用。加强热网、热电站等设备设施的完善化处理。保证技术路线、城市清洁规划的协调性、合理性。

3）农村农村地区一般布局分散、地域辽阔、位置偏远，不具备运行大规模供热的基本条件。考虑到农村保温、围护结构相对薄弱，可能无法满足建筑节能标准。当地供暖多以燃煤、秸秆燃烧为主，环境污染问题突出。为此，农村地区必须结合当地资源进行处理，建立持续化、多元化的清洁供暖。对于经济条件较差地区，原小型燃煤锅炉房系统可借助燃气锅炉进行替换，实施热平衡设计，改造合理的热网供应，提高供暖效果。对于经济条件较好地区，加强生物质燃料、地源热泵、太阳能供暖等分散性供暖方式的应用。农村供暖规划中，必须考虑清洁供暖方案实施的可行性、持久性。加强建筑节能改造、控制能力的提升，力求快速降低建筑耗能。

3 北方清洁供暖发展现状分析

3.1 天然气供暖

天然气供暖中主要燃料便是天然气，设备为脱氮改造后的集中供暖设施或分散型供暖设备。其主要供暖方式包括分户式壁挂炉、燃气热电联产等。其优势为燃烧效率高、二氧化硫等废物排放量较少。相关数据表明，至2016年底，国内北方天然气供暖面积高达22亿m2，占比11%。

3.2 电供暖

电供暖是利用电能进行供暖的模式，主要设备包括电锅炉、发热电缆、蓄热电暖气等设备设施。需借助电驱动进行供暖处理，整体布置灵活度较高，较大程度地提高了电能在消费终端占比。其中蓄热式电锅炉供暖还可有效缓解高峰用电问题，利于可再生资源的消纳。至2016年底，北方地区电供暖面积高达4亿m2，占比2%。

3.3 清洁燃煤集中供暖

清洁燃煤集中供暖主要借助锅炉、热电联产等进行供应，排放物经处理后，氮、硫等物质的排放浓度均低于50mg/m3。热网供暖中，以超低排放物燃煤热电供应为代表具有排放要求高、成本耗费大的特点，是降低当地大气污染的主要方法和措施。至2016年底，国内北方地区清洁燃煤供暖面积为35亿m2，占比17%。

3.4 其他清洁供暖形式

可再生能源供暖还包括地热、太阳能、工业余热供暖等，至2016年底，全国北方地区累计供暖面积为8亿m2，占比4%。其中地热供暖是借助换热系统完成户内供热。国内北方地区的地热供暖具有较广泛的应用。生物质供暖为借助多种生物质原料及其转化生产的气体、液体燃料等进行供暖的方法，包括生物质锅炉、热电联产等方式。至2016年底，国内北方地区的生物质供暖面积高达2亿m2。太阳能供暖属于辅助供暖形式，供暖范围相对有限。工业余热供暖中，主要利用热量是工业生产后所产生的余热，经余热利用装置可完成传热传质控制，实现向用户供暖的方法。至2016年底，国内北方地区的工业余热供暖面积已达1亿m2。

4 清洁供暖主要问题分析

4.1 未做统筹管理和规划

长期以来，国内北方地区供暖中，对天然气、煤、电、可再生资源的供热存在规划一般、热力供需不平衡的特点，导致供热布局无法维持科学化、区域化的模式。现阶段，纯凝机组的供热也无法实现统筹控制及优化处理，改造后也无法高效应对电网调峰要求，导致部分区域不得已做出弃风、弃电的状况。此外，北方部分地区将清洁供暖“一刀切”处理，后续效果相对较低。在供暖工作执行中，存在管理职能混乱、统一管理不足、涉及范围受限等问题，项目推进中存在协调不足、联动性差等问题。

4.2 支持政策、体制机制存在缺陷

北方供暖区域热源处理中存在热源无法相互调节的问题。热电联产供热范围、锅炉关停状况普遍，无法充分发挥供热效果。天然气价格、电价、热价等无法执行当地官方统一标准，市场化运作和调节水平较为有限。风电供暖中，项目无法进行电量化形式的交易，进而无法充分发挥富余风电低价的优势。燃气供电管理中，由于中间环节多、管理成本偏高，限制了相关工作的推广和应用。集中供暖的计费方法存在不科学、浪费现象明显等问题。北方除了京津冀等地区出台了一系列措施进行支持和帮扶外，大部分地区仍缺少政策帮扶，其价格、市场运作、资金等推动效果较差。

4.3 清洁能源供应成本高

清洁能源供应中存在短板问题。以天然气为例，存在季节性起伏，最大峰、谷差高达10倍，天然气供暖存在缺口限制了供暖工作的发展。由于燃气管网的薄弱环节影响，农村燃气管网的供应存在较大缺陷。部分地区配电网网架薄弱，增加了投资改造成本。受设备腐蚀、管网老化影响，供暖系统的安全性问题极为突出，最终结果为清洁供暖成本高于燃煤供暖，无法保证清洁供暖的盈利效果。

此外，技术支撑能力有限也不容忽视。部分清洁供暖技术的应用范围较为有限，国家相关机构并未出台对应的技术标准和规范，造成市场化不统一、操作不规范、产品质量差等问题，致使用户体验较差。技术水平有限也引发了建筑节能水平偏低的现状。北方大部分地区的围护结构薄弱、热工性能差，造成取暖环节热量损失比例偏高，无法响应供暖成本控制、节约能源等要求。

5 清洁供暖发展的新模式

1）建议加强清洁供暖方式的论证处理。规划控制中必须结合当地条件进行处理，建立系统化的供热要求及补贴管理，做到因地制宜控制，避免散煤复烧等状况，提高清洁能源的可持续性。避免建立空洞的方案规划，须考虑方案可执行性、实施效果等因素。

2）供暖规划中，不仅要考虑热源规划要求，还要加强热网、热用户方面的管理和科学引导，提高热网改造效果和时间管网高效连接的控制和管理，完善建筑结构节能改造效果和措施。

3）结合供暖区域形态、组团规模等进行差别化处理，避免一概而论的管理模式。如平原地区、城镇地区，住户分布集中度高，可利用周边余热资源采用热电联方式进行集中供应处理。山区、偏远农村由于住户分散度高，供热规模较小，可采用分散供暖、集中供暖结合的方式，必要时还可因地制宜应用生物质供热、太阳能供热等。

4）规划方案应考虑远近结合、合理规划衔接。部分地区在清洁供暖中未考虑后续影响，尤其是经济条件较差的农村地区，由于资源条件、设备设施、住户承受能力等限制，可采取阶段性燃煤锅炉房的节能改造管理，最大程度地降低燃煤污染，采取过渡法转化为清洁供暖。

6 结语

现阶段，我国北方地区清洁取暖比例仍处于较低状态，原煤散烧现象屡见不鲜，对空气质量造成较大影响，雾霾天气频发，不符合目前国家正在实施的大气污染防治攻坚计划要求。因此，应对清洁供暖规划技术路线进行梳理，创新发展模式，推进清洁能源生产与消费革命，有效减少污染物排放，促进生态环境保护和经济社会健康、有序发展。