智慧供热：破解供热困局的新动能

自1958年开始，我国城市集中供热在北京开始实行，至今已有60多年历史。截至2019年底，全国集中供热面积达110亿平方米。从能源结构上看，我国集中供热的形式以燃煤热电联产和中大型燃煤锅炉为主导，天然气热电联产和中大型燃气锅炉次之，电力及其他能源形式占比较少。

供热系统结构形式为“源—网—站—户”。北京作为特大城市，截至2020年底，城镇供热面积达8.95亿平方米。其中的居民供热面积6.28亿平方米，非居民供热面积2.67億平方米，位居全国之首，对全国城市集中供热具有示范和引领作用。下面，笔者结合在北京供热行业近三十几年的工作经历，谈谈智慧供热的相关话题。

我国供热行业面临的困境

新中国成立之初，由于受国民经济发展水平的制约，集中供热被确定为北方寒冷和严寒地区的民生保障。我国集中供热以秦岭和淮河为分界线，此线以北的三北地区（东北、西北、华北）为传统集中供热区域，此线以南为非传统集中供热区域。

近年来，随着国民经济发展水平不断提高，人们对生活品质的要求也逐步提高，南方对供热有了需求，北方对供热质量要求更高了，这就给供热行业带来诸多新挑战，行业发展也面临一些困难和问题。

第一，供热系统技术升级成本高、难度大。我国三北地区集中供热60多年来，除部分热力设备进行过升级换代外，整体系统升级较少，以“源—网—站—户”为节点的热力系统结构从集中供热之初至今全面升级和改变的不多，没有在实质性上实现突破。与此同时，供热企业在研发上投入较少，供热系统技术升级的成本高、难度大。

第二，供热企业成本高、利润低。供热属于公用事业，是民生保障和民心工程，行业企业只能保本微利。从宏观上看，热价由政府确定，而近年来能源成本、人工成本在不断上升，供热企业利润不断被压减，有的甚至是利润与成本倒挂，带来较大亏损；从微观上看，供热行业门槛低，供热企业从业人员的管理水平和技术水平相对其他行业较低，致使供热企业成本增加，降低了利润。同时，供热设备设施随着使用年限增加，也在逐步老化，维修维护费用逐年上升，成本逐年增加，削减了供热企业利润，供热企业越来越无力进行系统升级改造，陷入恶性循环困境之中。

第三，政府主管部门监管考核难度大。供热企业的技术水平、管理水平参差不齐，成本差异大；按面积收取供热费，供热企业成本与利润不透明；供热企业信息化程度低，政府主管部门缺乏供热企业在运行、管理、服务上的全面真实有效的数据，行业政策制定及调整较为困难，考核只能停留在资料报送及服务质量水平方面。同时，非居民供热属于政府主管部门监管和考核的盲区，存在着吃大锅饭、管理好坏一个样的平均主义问题。

第四，供热用热管理体制滞后。在供水、供电、供气、供热这些市政供给行业中，水、电、气的商品化及市场化较早，计量收费缴费被广大居民用户所接受。但供热脱胎于我国计划经济时期的福利供暖，市场化较晚，“供暖”这个计划经济下的名词仍在行业中普遍使用，“热”的商品属性一直未被完全确立，“供热”这个商品化名称尚未被正确认识。由于是按面积收取热费，部分供热企业为追求利润，长期坚守室温达标即可的态度。居民热用户只能被动接受按面积缴费及18摄氏度的合格室温，造成供需矛盾日益加大。

我国供热行业的主要矛盾

综合分析近年来各地供热基本情况，以及各地政府热线反馈的突出问题。笔者认为，现阶段我国供热行业主要存在以下矛盾。

第一，用户个性化用热需求得不到满足。法定采暖期已不能满足城市居民用热需求。现行的供停热的规定是：当室外日平均气温小于或等于5摄氏度时开始供热，当室外日平均气温大于或等于5摄氏度时停止供热。

我国北方各城镇所在的地理位置不同，室外气温变化不同，各地法定采暖期有所不同。以北京为例，采暖季为当年11月15日至次年3月15日，政府可根据气象变化情况调整采暖期起止时间。北京法定采暖期共计120天，北京市供热主管部门每年在供暖前和停暖前都要与气象部门进行会商，如果供暖前或停暖后，北京天气有特殊变化，如有寒流带来低温，北京供热主管部门将要求供热企业提前供暖或延后停暖，对超出供暖期供暖的天数，由北京市财政对供热企业进行补贴。

但在正常气温下，供暖前15天及供暖后15天的时间里，北方各地室内外气温温差较大，白天气温相对高，晚上气温相对较低，除自采暖用户外，集中供热居民在此时间段无法保证夜间室内达到舒适温度。

第二，用户个性化室温需求得不到满足。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规定：寒冷地区和严寒地区民用建筑主要房间冬季室内设计温度应采用18摄氏度至24摄氏度。北京市供热室温要求不低于18摄氏度，由于供热费按供热面积收取，冬季供暖时用户室温越高，供热能耗越高，供热企业的成本也越高。因此，大多数供热企业冬季供暖时将用户室温控制在18摄氏度至20摄氏度之间，而热用户需求的室温都在这个温度以上，特别是家中有老人和孩子的热用户，他们对室温的需求通常在25摄氏度左右。

第三，用户个性化供暖方式需求得不到满足。居民室内采暖方式多为散热器，也有部分为地面辐射采暖。在现行的供热系统中，由于散热器与地面辐射采暖的运行参数不一致，建筑室内采暖方式在建筑设计时就与热源即集中供热热力站或燃气锅炉房的系统设计相对应，一旦设计完毕并建成后，不允许用户私自改动室内采暖方式。比如：《北京市供热采暖管理办法》第21条规定：用户不得拆改室内共用供热设施、扩大采暖面积或者增加散热设备。用户装饰装修房屋不得影响供热效果或者妨碍对设施进行正常维修养护。但实际供热中，用户经常会有更改室内供热方式的行为。诸如变更散热器原有安装位置，变更原有散热器类型或私自加大散热器，将散热器供暖方式改造成地面辐射采暖等等。

在现行供热系统中，用户私自更改室内采暖方式给供热系统带来严重水力失调，提高了水力平衡调节的难度，增加大量能耗，同时也影响周边其他热用户的室温。供热企业对这种行为无能为力，造成供热企业与改暖用户之间的矛盾，也造成了未改暖用户与供热企业之间的矛盾。

第四，供热为建筑背了“锅”。目前我国供热大部分仍然按面积向热用户收取采暖费。“热”虽然是一种特殊的商品，但仍然是可以计量的。2006年建设部下发《关于推进供热计量的实施意见》，文件中提出：“深化供热改革，积极推进供热计量，实现按热量交纳热费，促进供热采暖系统节能。”随后几年，北方各省开始了热计量改造，国家也给予大量的热计量改造补贴，但最终未能实现按照热计量收费的目标。我国现有的建筑虽然外墙保温性能在逐步改善，节能效果越来越好，但无论是非节能建筑、一步节能建筑、二步节能建筑、三步节能建筑，还是四步节能建筑，都在不同程度上存在户间传热问题，边户、顶户及底层用户成为供热不利点，中间户成为供热的优势点。由于建筑内部户与户之间墙体无保温隔热层，当建筑外墙对室外无较大散热时，户间传热导致中间户的室温普遍高于供热不利点用户，甚至出现中间户可以蹭热，停热不交热费或少交热费问题，用热的不公平性极为明显。对供热企业来说，为了保证供热室温达标，加大供热量，不利点用户耗热量明显多于优势点用户，如果按热量交热费，不利点用户热费会远远多于优势点用户，当热用户无法背建筑热损耗的“锅”时，只有供热企业来背这个“锅”。这也是供热企业愿意按供热面积收热费的原因所在。有的三步和四步节能建筑，从设计标准上看，节能效果很好，能耗很低，但建筑竣工后的实际保温性能是否真正能达到设计标准，这仍然值得我们深入探讨。去年供暖季，笔者对北京市某一个四步节能建筑拍摄了外墙红外影像。从影像上，笔者看到建筑外墙上存在大量热桥，说明个别新建建筑虽然是节能建筑，但仍然存在大量不利点热用户。

第五，供热行业发展现状与国家“十四五”规划目标要求差距较大。“十四五”规划强调：推动互联网、大数据、人工智能等各产业深度融合。供热行业发展水平低，信息化程度低，与实现互联网、大数据、人工智能与供热行业深度融合的智慧供热还有相当大的差距。与此同时，碳达峰、碳中和的目标也给供热行业提出了更高要求，加快推动绿色低碳发展，推动能源清洁、低碳、安全、高效利用，可谓时不我待。

智慧供热可破解行业困局

智慧供热是以热用户个性化用热为目标，由清洁高效热源、高效热网所形成的智慧供热系统与互联网技术深度融合的供热新生态。智慧供热系统（热力系统）是基础，互联网技术是实现智慧供热新生态的工具，按需供给、节能高效、安全稳定是智慧供热的主要特征，也是推动供热体制改革、供给侧结构改革和高质量发展的新动能。

第一，实行智慧供热具有重要的现实意义。从供热行业层面上讲，智慧供热是供热行业技术、管理升级及有效实施供热节能和碳中和的惟一选择；从企业层面上讲，智慧供热是供热企业节能降碳、降低生产和管理成本，提高供热企业效益，以及为热用户提供高品质供热服务的惟一办法；从政府层面上讲，智慧供热是供热主管部门对供热行业实施监督、考核及政策制定和调整的惟一手段；从热用户层面上讲，智慧供热是热用户个性化用热及公平用热的惟一路径。

第二，实行智慧供热才能真正实现供热商品化。只有智慧供热才能真正实现供热与其他市政供应（供水、供电、供气）一样便于用户自主用热、自主管理、自主交费的灵活供给方式。

从热用户角度看，可以自主控制室温、自主选择室内采暖设备（地暖、风盘、散热器），按热量自主缴费，法定采暖期外可适当增加弹性供热，真正实现按需供热。智慧供热的出发点和落脚点归根结底是热用户，热用户实现自主用热是智慧供热的核心。

从供热企业角度看，以热用户需求为导向，为热用户提供定制用热服务，能够使供热企业的生产成本、管理成本下降，使企业利润得到保证。供热企业在保证节能、安全运行的前提下，将彻底改善供热用热之间的矛盾，提供高质量、高水平的服务，这也将成为供热企业增加利润的重要手段。

从行业发展角度看，供热行业将进入良性发展，供热企业的生产、管理、服务全部透明化。

从政府主管部门看，供热主管部门将掌握辖区内供热企业及用户的全部动态数据，监管、考核更加公平合理，政策制订将更加科学合理。

智慧供热发展得经历三个阶段

如何实现智慧供热？智慧供热是一次行业技术管理的全面升级，实现智慧供热的道路仍然很崎岖。

智慧供热需要进行大量的研发工作，需要投入大量的资金成本和时间成本。供热体制需要深化改革，供热系统需要升级变革。智慧供热需要经历研发阶段、初级应用和全面成熟三个发展阶段。

智慧供热研发需要大量人力、财务投入。由于供热企业现状参差不齐，供热行业的技术研发较少，供热企业主动进行的研发更少，这决定了智慧供热的发展必然需要一个过程，智慧供热的研发至少需要五年左右的时间。

智慧供热初级应用阶段也是智能化阶段，就是结合智慧供热研发，应用自动控制技术与互联网技术进行系统集成，其结构形式是：老旧供热系统+供热自动控制系统+互联网技术。由于现有供热系统中供热自动化技术的应用水平较低，供热系统运行数据的监测及用户室温的监测比例也很低，对供热的水、电、燃料的监测也都局限于纸质报表，缺乏对比和分析。智慧供热的初期要实现对供热系统运行数据、能源消耗、用户室温及室外环境溫度进行采集、存储、挖掘、分析的目标。本阶段将自动控制技术、互联网技术进行系统集成，形成有价值的数据，为进一步智慧供热系统研发提供数据支撑。同时，通过大量数据的监测和采集，进一步提升供热生产、供热管理水平。

经过智能化才能逐步走向智慧供热全面成熟阶段。沿用多年的老旧供热系统需要与新技术进行融合升级，现有的供热系统不进行根本性变革，无法实现热用户个性化、定制化用热，也谈不上真正的智慧供热。智慧供热系统的研发需要产学研结合，同时需要大量资金的投入，政府主管部门应给予政策的调整和支持。智慧供热系统+互联网技术+人工智能技术，是以热用户用热需求为核心的智慧供热，确实还是需要经历一个艰难发展过程。

政府主管部门的支持、用户的期昐以及供热企业的切实行动，将形成我国智慧供热发展的合力。在节能降碳的大背景下，智慧供热的发展已经在路上，智慧供热新生态即将为用户提供舒适的、高品质的、个性化定制的用热服务。

马昕智

马昕智，男，汉族，1970年出生，大学本科学历，现任北京天工华云科技有限公司总工程师、北京东元同创能源技术有限公司总经理。从事供热工作近三十年，先后参与北京化工大学供热节能改造工程、中国海洋大学供热节能改造工程、中科院北郊锅炉房改造工程、人民日报社热力改造工程等项目。2012年，被中央办公厅毛主席纪念堂管理局特聘为“毛主席纪念堂”热力站改造项目评审专家，被北京市城市管理委员会聘任为“北京市供热节能改造项目评审专家”及“北京市供热计量改造项目验收专家”。带领技术团队获供热方面发明专利4项，实用新型专利20多项。