我国北方供暖能耗和低碳发展路线-武汉空气能

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　我国清洁取暖政策新进展 

　　清洁取暖是解决我国社会主要矛盾的一个实践。新时代我国社会主要矛盾是人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。当前，北方开展的清洁取暖重大工程正是源于对这一矛盾的深刻认识所提出。 

　　随着城镇化的快速推进，城市供暖的主要问题已经从20年前的室温低、高投诉、热费上缴率低等民生问题转变成为室温过热、高能耗、降低污染物排放等面向生态文明发展的新要求。 

　　从2016年年底到2019年年初的三个供暖季，和地方政府相继出台清洁取暖规划、工作方案等，稳步推进清洁取暖工作进程。 

　　2016年12月21日，推进北方地区冬季清洁取暖等6个问题，都是大事，关系广大人民群众生活，是重大的民生工程、民心工程。推进北方地区冬季清洁取暖，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。要按照企业为主、政府推动、居民可承受的方针，宜气则气，宜电则电，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。由此，“清洁取暖”进入全国视野，在北方地区引起广泛讨论。 

　　2017年3月5日，在政府工作报告中提出“坚决打好蓝天保卫战”，并要求“推进北方地区冬季清洁取暖”，将“清洁取暖”推上了新高度。 

　　随后，和地方政府加快制定发展清洁取暖的具体规划和技术路线。

 　　2017年12月5日印发了由住房和城乡建设部等十个部委共同制定的《北方地区冬季清洁取暖规划（2017年~2021年）》（以下简称《规划》），明确了清洁取暖的定义，强调清洁取暖从热源、热网和用户末端三个方面同时推进、缺一不可，并提出了具体推进策略，即因地制宜选择供暖热源、全 面提升热网系统效率、有效降低用户取暖能耗。

 　　根据自身特点、充分考虑居民的消费能力，天津、河北、内蒙古、北京、山西、吉林、黑龙江、河南、甘肃、辽宁、山东、青海等地在“十三五”规划中均针对清洁取暖提出了各自的目标和要求。 

　　城镇供暖低碳发展路线

 　　建筑供暖要求的室温是20℃左右，因此只要是能够在20℃下释放热量的热源，从原则上讲都可以作为供暖热源。建筑供暖应以低品位能源为主，而燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉都是把高品位能源转换为低品位热量，会造成严重浪费，因此不应作为建筑供暖热源。 

　　目前，我国城镇供热热源中仍有超过一半是各类锅炉，这与节能低碳的要求完全不符。因此，北方供暖要实现低碳发展，改变当前的热源模式，向以低品位热源为主的能源结构转型。 

　　据统计，我国北方供暖面积为140亿㎡，未来将发展到200亿㎡，如何才能找到足够的低品位热源以满足未来的供热需求呢？ 

　　西部地区为了调节风电、光电的变化，需要有足够的火电为其调峰，已具备稳定的优 质电源。调峰火电的余热可以作为西部地区冬季供热的主要热源。东部地区为了适应终端用电末端的峰谷差变化，也需要足够的火电作为调峰电源。这些火电的冬季余热也成为东部北方地区的供热热源。 

　　如果回收工业低品位余热的50%、热电联产余热的80%，则在供暖季至少可获得35亿GJ（吉焦）的余热热量。如果未来我国北方地区可接入城镇集中供热管网的建筑面积为160亿㎡，则平均每平方米可以获得用于供暖的余热0.22GJ/㎡（吉焦/平方米）接近供暖平均需热量的0.23GJ/㎡。如果在终端再采用天然气锅炉或天然气吸收式热泵调峰，补充严寒期热量，由天然气提供0.02GJ/㎡的热量，那么只需要再补充110亿m³（立方米）天然气，就可以解决这160亿㎡城镇建筑的供暖热源。所需要的能源仅为110亿㎡天然气和输配工业与发电余热的水泵电耗、约400亿kWh（千瓦时），以及提取部分低品位热量所需要的一些蒸汽和电力、约1200亿kWh电力。按照发电煤耗计算，1600亿kWh电力再加上110亿m³天然气，共折合燃煤5300万tce、单位供热能耗3.5kgce/㎡，仅为目前北方地区供暖强度的1/4。这应该是实现城镇供暖低碳节能的方向，而且与我国整体能源发展方向一致。 

　　北方城镇建筑的另外20%、约40亿㎡，由于各种原因不能与集中供热网连接，则可以采用各类电动热泵或燃气壁挂炉分散供暖。如果两种方式各占一半，则需要800亿kWh电力和200亿m³天然气，折合5500万tce。这样，未来，在我国城镇建筑面积达到200亿㎡后，总的供暖能耗为1.08亿tce，仅为目前140亿㎡建筑面积供暖能耗的54%。 

　　但是，需要注意的是，要实现上述目标解决以下两个问题： 

　　一是火电厂、产生工业余热工厂的分布情况与需要供暖的城镇建筑在地理位置上存在不匹配的问题。这一问题可通过热量长途输送的方式予以解决。经分析表明，输送半径在150公里以内就可以实现热量产生与供暖需热量之间的匹配。目前，国内已有一批实际工程案例，运行结果也显示了这一技术的可行性和优越性。

　　二是火电厂规划的主要功能为电力调峰，当冬季改为热电联产方式，在发电的同时还要承担建筑供热，存在如何满足电力调峰需求的问题。这需要改变目前火电厂热电联产的模式，变“以热定电”的方式为“热电协同”的方式。在火电厂安装巨量的蓄热装置，同时通过电动热泵和吸收式热泵提升发电过程排出的低品位余热，使发电过程产生的余热能全部回收利用，在不改变电厂锅炉蒸汽量的前提下大范围调节对外输出的电量。这种改造方式虽然设备投入较高，但是可以有效解决热电厂存在的电与热之间的矛盾。未来，我国北方地区的火电厂都同时肩负电力调峰和冬季供热的任务，这种模式应是未来北方火电厂的主要模式。