中国北方地区清洁取暖分析及建议

张宗喜 张营华 李昊

（1山东建筑大学机电工程学院 山东济南 250101 2济南市技师学院 山东济南 250031）

0 引言

随着工业化和城市化水平的提高，大气污染问题日益突出，中国已变成世界上大气污染最为严重的国家之一［1］。近年来，重霾在我国频发，严重影响民众的生活［2，3］。 诱发雾霾天气的原因多种多样，主要包括垃圾焚烧、火山喷发、工业排放、汽车尾气、建筑扬尘等［4］。

中国北方供暖季，农村地区煤分散燃烧污染物排放量大，是冬季雾霾的重要诱因之一［5，6］。研究表明，煤分散燃至少排放颗粒物（Particulate Matter，PM）7kg/t、二氧化硫（Sulfur Dioxide，SO2）20kg/t、氮氧化物（Nitrogen Oxide，NOx）3.6kg/t，其排放强度是大型锅炉、超低排放电厂燃煤排放的十几倍、甚至几十倍［7］。农村散煤燃烧具有污染重、用量逐年增加、管控相对困难等特点，是大气污染治理的重要部分之一［6］。北方地区冬季大气环境污染存在“农村污染包围城市”的特点［8］。

2017年5月，财政部、住建部、环保部、国家能源局四部门联合启动了北方地区冬季清洁取暖试点工作。试点示范为期3年，中央财政奖补资金标准根据城市规模分档确定，直辖市每年10亿元，省会城市每年7亿元，地级城市每年5亿元。未来3年，地方财政将投入约697亿元，为清洁取暖改造顺利实施提供有力保障。2017年6月，四部们公示了拟纳入2017年试点范围的城市名单（12个城市），拨付了60亿元资金。2018年8月，四部门公布了第二批试点城市名单，范围扩大至“2＋26”。

经过一年多的努力，试点工作成效显著，首批12个试点城市完成清洁取暖改造7.25亿m2，改造683.91万户，建筑节能改造1318万m2、14.2万户，部分农村地区清洁取暖率在60%以上。2017年采暖季，试点城市PM2.5平均浓度同比下降33%、重度污染天数降低57%。2017年年底，京津冀及周边“2+26”城市已完成474.3万户“煤改气”“煤改电”任务，超额完成计划任务［9］。

尽管当前我国大气污染防治已有成效，但是清洁取暖试点工作才开始实施，存在清洁取暖改造一次投入较高、各方利益分配不均降低积极性、相关政策推行阻力较大、企业投资压力大、用户对清洁取暖方式接受度不高、取暖设备存在安全隐患等问题。

1 清洁取暖现状

1.1 清洁取暖内涵

清洁取暖是指利用清洁能源转换成热能，进而借助供暖系统或直接给建筑供热，达到室内取暖、保温等需要。清洁能源不仅包括太阳能、地热能、空气热能、生物质能等，也包括电能、天然气、以及超低排放的热电联产产生的能量。

1.2 清洁取暖现状

北方供暖区域为秦岭-淮河以北地区，包括15个省、市、自治区、直辖市。截至2016年底，北方地区城乡建筑总面积约206亿m2，其中城镇建筑面积 141亿 m2，农村建筑面积 65亿m2。 “2+26”城市城乡建筑面积 50 亿 m2［10］。

北方地区供暖使用的能源以燃煤为主，取暖用煤年消耗约4亿t标煤，其中有2亿t标煤为散烧［10］。我国北方地区单位建筑面积取暖能耗强度折合标煤约14.1kg/m2·a，农村地区单位建筑面积取暖能耗强度折合标煤约20kg/m2·a［10］。

热电联产供暖能耗水平约为22kgce/GJ至35kgce/GJ，随着装机容量的增加发电效率提高，供暖能耗降低。燃煤锅炉的能耗水平随锅炉容量的增加而降低。燃气供暖锅炉的效率与锅炉容量无直接关系，能源转换效率在90%左右［11］。农村地区使用的燃煤供暖炉效率低下，供应相同热量消耗的煤量高于集中供暖锅炉的 2 倍［12］。

从污染物排放看，电取暖、天然气取暖排放最低，经过“超低排放”改造的热电联产燃煤排放接近天然气燃烧排放，分散燃煤取暖排放最高。特别是城乡结合部、农村地区的燃煤锅炉、柴灶等污染排放量是大型燃煤锅炉排放的4～10倍［11］。

北方城镇地区主要通过热电联产、大型锅炉房等集中供暖方式满足取暖需求，承担供暖面积约70亿m2，而集中供暖尚未覆盖区域主要以燃煤小锅炉、天然气、电、可再生能源等供暖。北方地区城乡结合部、农村大量使用柴灶、火炕、炉子或土暖气取暖，少部分采用天然气、电和可再生能源供暖［12］。

截至2016年底，我国北方地区城镇集中供热管网总长度为31.2万km，其中供热一级网和供热二级网长度分别为9.6万km和21.6万km。集中供热管网主要分布在城市内部，供热管网长度约23.3万km，占城镇集中供热管网总长度的74.6%；县城集中供热管网总长度约7.9万km，占城镇集中供热管网总里程的 25.4%［12］。

截至2016年底，北方地区天然气取暖面积约22亿m2，占总取暖面积的11%；电取暖面积约4亿m2，占总取暖面积的2%；清洁燃煤集中取暖面积约35亿m2，占总取暖面积的17%；地热取暖、生物质能清洁取暖、太阳能取暖、工业余热取暖，合计供暖面积约8亿m2，占总取暖面积的4%。

2 清洁供暖技术经济性分析

2.1 空气源热泵供暖系统

以居民用电电价0.4883元/kWh，在不考虑谷电优惠情况下，要达到与燃煤水暖炉相同水平，空气源热泵系统供暖季平均能效比不能低于2.57。考虑北京市煤改电优惠谷电电价0.1元/kWh，平电电价0.4883元/kWh，空气源热泵供暖系统谷电时段运行耗电量占总耗电量50%，要达到与燃煤水暖炉相同水平，空气源热泵供暖季平均能效比不能低于1.55。通过计算可以看出，不考虑系统和电网投资折旧，仅仅看运行费用空气源热泵供暖系统是完全可以接受的。

2.2 储热式电暖气、电热膜供暖系统

电直热取暖方式是将电能通过电阻将电能直接转化为热能的供热方式，电暖气、电热膜属于这种方式，其运行相对简单、适应范围较广，但能源转换效率降低，相当于热效率40%的燃煤锅炉。考虑北京市煤改电优惠谷电电价0.1元/kWh，平电电价0.4883元/kWh，蓄热电暖器要达到燃煤水暖炉相同水平，谷电占总耗电量比例不小于76.8%。

2.3 燃气壁挂炉供暖系统

燃气壁挂炉取暖，采暖时间和温度可自由控制，是目前北方地区散煤替代的主要方式。北京天然气热值为39.8MJ/m3，价格2.3元/m3，壁挂炉效率94%，以此计算燃气壁挂炉产生1kWh能量的价格约为0.22元，年取暖费用约72.22×0.22=15.89 元/（m2·a）。

2.4 生物质热解清洁供暖

生物质热解清洁供暖主要包括炭气液联产循环供暖和炭汽联产循环供暖。以上两种模式分别为200户规模的自然村供暖进行经济性测算，冬季每户热解气消耗量为15～18m3/d（热解气热值＞15MJ/m3）［13］。 炭气液模式需要 1套处理能力为1t/h的连续热解设备，日产气量为3360m3［14］；炭汽模式需要 1套处理能力为0.8t/h的连续热解设备。供暖期按4个月计算，每个供暖季两种模式分别需要处理各类生物质原料量为2880t和2304t［12］。干秸秆和干树枝购买价为250元/t和350元/t。项目运行需3名工作人员，人均工资3000元/月计算。项目运行中的电力消耗主要包括原料粉碎耗电32kW·h/t，系统运行耗电8kW·h/t。秸秆炭可用作炭基肥原料，价格1200元/t，木质炭为机制炭原料，价格按3000元/t。裂解燃气价格为1元/m3，每个供暖季平均每户按1600元计算。设备折旧按8a计算。经测算分析，两种模式毛利润分别为101.4万元/a和79.7万元/a，4～5a可收回项目投资。

3 清洁取暖环境效益分析

《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》指出，到2019年，北方地区清洁取暖率达到50%，替代散烧煤（含低效小锅炉用煤）7400 万 t，意味着 CO2、SO2、NOx 及烟尘污染排放分别减排 18179.61 万 t、122.05 万 t、115.45 万 t、71.04 万 t；到2021年，北方地区清洁取暖率达到70%，替代散烧煤（含低效小锅炉用煤）1.5亿 t，意味着 CO2、SO2、NOx及烟尘污染排放分别减排 36850.57 万 t、247.40 万 t、234.01 万 t、143.99 万 t。

4 清洁取暖存在问题分析

4.1 现行清洁取暖财政政策面临的问题

清洁取暖工程是一项巨大的工程体系，需要很多政策推动工程的进行，目前尚未形成完整的财政支持政策体系。清洁取暖政策体系针对的主体繁多，包括能源供应企业、居民和金融机构等。需要形成适用于不同参与主体的财政支持政策，如气价补贴、电价补贴、企业贷款优惠、税收减免等政策，使每个参与主体都能获益。

4.2 缺乏可持续的经济激励和成本回收机制

北方地区清洁取暖资金主要依赖财政补贴，包括能源设施改造、清洁取暖设备一次性补贴、电价补贴、气价优惠政策等，导致经济不发达地区推进清洁取暖的财政负担过重，补贴政策很难长期持续。待补贴政策结束后，已采用清洁取暖的用户有可能倒回燃煤取暖。

4.3 清洁能源供应存在短板

很多地区集中供热管网、天然气供气管网、电网等能源基础设施难以满足清洁取暖的需求，尤其是农村地区，配电网容量较低（户用电网线路容量2～3kW），无法满足冬季供暖需求。为完成北方地区清洁取暖改造任务，2017年大部分地区选择天然气取暖，但面临气源供应不足，难以应对取暖需求的局面。部分地区电网较弱，改造投资较大。部分集中供暖地区供热管网老化、腐蚀严重，影响供热系统安全和供热质量。

4.4 改造方案系统性设计不足

清洁取暖工程涉及热源、热网、用户多个环节，需因地制宜选择热源，提升热网效率，降低取暖能耗，在科学规划和设计的基础上确定改造方案。当前北方大部分地区在清洁能源供应和农村地区建筑节能保温措施跟不上，取暖效果达不到期望的效果。

4.5 技术路线选择未经过充分论证

北方一些地区盲目照搬其他地区经验，采取“一刀切”的方式进行改造。例如，2017年部分地区盲目扩大“煤改气”实施规模，忽略了其他可行的清洁取暖方式，使天然气供需矛盾加重；2018年一些地区出现了盲目推广电取暖方式。

4.6 技术支撑能力及商业模式创新有待提升

有些清洁供暖方式没有得到广泛应用，相关的技术标准和规范不完善，市场标准及操作规范不统一，产品质量和性能不稳定，使用户体验较差。清洁取暖投资主要依靠补贴，经营管理方式、融资方式、服务范围和水平有待进一步提升。

4.7 群众认可度低

受到传统取暖观念和较高使用成本的影响，民众对清洁取暖认识不足，对清洁取暖认可度不高，采用清洁取暖的积极性不强。

5 清洁取暖建议

结合国家油气资源、电力发展、天然气输送管网建设、电网输配电能力建设等因素，系统谋划清洁取暖工作的年度目标和工作重点。各级政府需要编制适用于本地区的规划，统筹热源、热网和热用户，因地制宜、多能互补。

5.1 构建全方位政策体系与管理机制

单靠市场机制促使居民和企业自发采用清洁取暖方式为比较困难，只有使各参与方得到实惠，降低生产、经营、使用成本，才能保证清洁取暖工程的持续性。目前政府的财政支持政策起很大的引导作用，需要继续创新投融资渠道，加强资金管理，实施配套措施，完善政府激励政策，鼓励各方体积极参与清洁取暖工程，改善生态环境。

5.2 投融资政策建议

冬季清洁取暖的落实，资金是基础，形成以财政投入为引导、金融资金和社会资本共同参与的投融资模式。政府作为清洁取暖的引导者，制定政策保障清洁供暖的顺利实施；同时政府还应集社会之力，撬动社会资本，共同推动清洁供暖建设；允许有条件的地区采用发行地方政府债券、成立市政投资平台、基础设施证券化等多种方式拓宽融资渠道；积极引入市场竞争机制，鼓励社会资本参与城市取暖建设和运营。

5.3 资金管理政策建议

各地方相关主管部门和财政部门对清洁取暖项目实施监督检查，因工作不力造成实施进度较慢或未实现预期效果的地区给予批评。利用“互联网+”和计算机辅助等手段，加强项目的审计。建立财政资金使用绩效评估标准和资金使用绩效评估机制。

5.4 建筑能效提升

通过提高建筑能效，有效降低采暖能耗，减少居民采暖成本，对于形成“居民可承受”的清洁取暖方式非常重要。新建居住建筑节能标准高于现行国家标准；完善新建建筑在规划、设计、施工、竣工、验收等环节的节能监管，明确各方主体责任，确保设计阶段和施工阶段建筑节能标准执行率达到100%。紧密结合农村实际，总结出适用于农村特点的绿色节能技术，积极开展示范。新建农房按照 《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T 50824）进行设计和建造；整村安置、异地搬迁应按照《农村居住建筑节能设计标准》（GB/T50824）进行设计和建造。

5.5 加快可再生能源替代

各地区做好资源勘查和应用条件调查，编制可再生能源应用规划，将可再生能源替代落实到清洁取暖项目中。按照“宜电则电、宜气则气”的原则，结合本地资源禀赋条件，优先利用太阳能、空气热能、地热能等能源解决取暖需求。城乡结合部及集中供暖系统尚无法覆盖的区域，优先考虑地热热泵、水源热泵、空气源热泵取暖，并严格按照标准和规范设计、施工和运行，确保良好效果。

5.6 制定应急预案

北方地区冬季取暖关系民生，制定取暖应急预案，应对突发事件导致的取暖中断，预防和减少安全事故发生。

5.7 建立清洁取暖管理与运行监控平台

基于大数据物联网技术建立清洁取暖管理与运行监控平台，监测取暖设备的各项运行情况；监管部门和相关企业通过该平台，可以实时、全面、精准的掌握设备运行情况，促进清洁取暖良好运行，提高百姓满意度。

5.8 积极组织宣传

各地政府要把清洁取暖作为国民环保教育的重要内容，让民众意识到推进清洁取暖不仅是生产方式的变革，也是生活方式的改变，需要政府部门、企业履职尽责，也需要每个人的参与。在农村、社区、企业、学校、家庭开展清洁取暖公益宣传，大力宣传燃用劣质散煤的危害、清洁取暖的意义，不断提高民众清洁取暖意识。

到2030年克罗地亚可再生能源装机将达1.9GW

GlobalData在周一的一份报告中称，到2030年，克罗地亚的风电将在可再生能源中实现最大增长，预计风电将从2018年的625MW增加到2030年的1.4GW。但是，该数据不包括小型水力发电厂。

克罗地亚的太阳能发电容量预计将从2018年的61MW增加到2030年的280MW，复合年增长率(CAGR)为15%，而生物发电容量的复合年增长率为8%，到2030年将达到212MW。