一、我國清潔供暖發(fā)展現(xiàn)狀

清潔供暖是國家能源生產(chǎn)和消費革命、生活方式革命的重要內(nèi)容，是改善生活環(huán)境的主要措施之一。我國的供暖主要分大型熱電聯(lián)產(chǎn)機組供暖和居民散燒采暖兩種形式，而燃煤污染物排放破壞大氣環(huán)境，潔凈煤發(fā)電技術(shù)和以電代煤分別是這兩種供暖形式實現(xiàn)清潔供暖的主要方式。

2016年底，我國北方地區(qū)供暖面積為206億平方米，其中城鎮(zhèn)141億平方米，農(nóng)村65億平方米。供暖用煤年消耗約4億噸標(biāo)煤，其中散燒煤（含低效小鍋爐用煤）約2億噸標(biāo)煤。按散煤燃燒煙塵排放1.1千克/噸燃煤測算，我國冬季因散燒煤供暖產(chǎn)生煙塵量超過4.9萬噸/月。

煤電裝機9.46億千瓦，煤電發(fā)電量4萬億千瓦時。發(fā)電用煤供電煤耗314克/千瓦時，耗用約12.5億噸標(biāo)煤。實現(xiàn)超低排放的燃煤電廠煙塵排放因子約為0.08千克/噸燃煤，我國燃煤電廠排放煙塵量約為0.8萬噸/月。

以上測算僅為全國平均統(tǒng)計值，若分別按省份考慮冬季散煤供暖煙塵排放和煤電機組煙塵排放，則冬季散燒煤是電煤污染的6～15倍。

2.發(fā)展相關(guān)規(guī)劃

1.分散式利用技術(shù)

1.清潔供暖技術(shù)能耗分析

（1）一次能源利用率

采用一次能源利用率計算各供熱方式單位供熱面積年標(biāo)準(zhǔn)煤耗量，各利用率如下：

圖2 供熱技術(shù)一次能源利用率

（2）單位供熱面積年標(biāo)準(zhǔn)煤耗量

根據(jù)各種供熱技術(shù)的一次能源利用率，得到各供熱方式單位供熱面積年標(biāo)準(zhǔn)煤耗量。統(tǒng)計如下表：

表1 供熱技術(shù)單位供熱面積年標(biāo)準(zhǔn)煤耗量

圖3 供熱技術(shù)單位供熱面積年標(biāo)準(zhǔn)煤耗量

2.清潔供暖技術(shù)環(huán)境效益分析

在供熱系統(tǒng)中，由于熱源的燃料主要是煤炭、燃油、天然氣等，因此在供熱的過程中不可避免的產(chǎn)生排放污染物，對環(huán)境造成影響。在國家大力提倡環(huán)保的情況下，供熱系統(tǒng)的節(jié)能減排是十分重要的，故評估系統(tǒng)對環(huán)境的影響也是必要的。要以單位供熱面積煙塵、二氧化硫、氮氧化物的年排放量作為指標(biāo)對各項供熱技術(shù)進(jìn)行環(huán)境效益比較分析。

圖4 供熱技術(shù)單位供熱面積污染物排放量

超凈排放的燃煤熱電機組，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放質(zhì)量濃度在煙氣中氧體積分?jǐn)?shù)為6%條件下，分別不高于5、35、50毫克/立方米。若使用可再生能源發(fā)電逐步替代燃煤熱電機組，單位供熱面積污染物排放量變化如圖5所示。

圖5 可再生能源發(fā)電用于供暖后污染物排放變化

據(jù)《2017～2021年中國供熱行業(yè)市場深度調(diào)研與發(fā)展趨勢預(yù)測研究報告》數(shù)據(jù)，2016～2017年北方供暖季集中供暖面積69.63億平方米，城鄉(xiāng)建筑取暖總面積為206億平方米。未實現(xiàn)集中供暖的區(qū)域，若不用散煤燃燒取暖，而是采用熱電聯(lián)產(chǎn)機組于可再生能源發(fā)電相結(jié)合的方式供熱，則產(chǎn)生的污染物減排量如下表所示。

表2 潛在集中供暖區(qū)域污染物減排量（單位：萬噸）

3.清潔供暖技術(shù)經(jīng)濟性分析

（1）分散式電取暖

實施分散式供暖，較為適合電采暖的方式主要有三種：空氣源熱泵-地暖、直熱式電暖器和蓄熱式電暖器。設(shè)定計算模型，計算得到的分戶電取暖方式對比情況如表3與表4所示。

表3 不同電取暖方試供暖季總耗電量（單位：千瓦時）

表4 不同電取暖方式供暖季電費支出（單位：元）

直熱式電采暖設(shè)備耗電量大、采暖成本高，不適宜做大規(guī)模推廣使用；蓄熱式電采暖設(shè)備初投資小，在采暖季的電費支出較低，而空氣源熱泵設(shè)備投資較大，但運行成本與蓄熱式電暖器相當(dāng)，且其運行靈活，便于安裝，也較適合在城鎮(zhèn)家庭及我國非集中供暖區(qū)域進(jìn)行分布式應(yīng)用。

（2）集中式電取暖

對比天然氣鍋爐與蓄熱式電鍋爐的供暖成本，燃?xì)忮仩t供暖臨界天然氣價格為1.67元/立方米，蓄熱式電鍋爐臨界電價為0.149元/千瓦時。

圖6 蓄熱鍋爐與電鍋爐供暖成本對比

因此大規(guī)模推廣燃?xì)夤┡c電鍋爐供暖需要各級政府對此提供足夠的財政補貼，使天然氣和電價低于臨界值。

（3）電能替代清潔供暖初步規(guī)劃

農(nóng)村地區(qū)實行電能替代清潔供暖是一個持續(xù)逐步推進(jìn)的過程，“煤改電”初步階段，在嚴(yán)禁散煤燃燒降低污染物排放的前提下，為保障農(nóng)村居民日常生活，保障冬季供暖，可以先行推廣低污染的型煤和生物質(zhì)燃料作為替代。

我國各區(qū)域典型城鎮(zhèn)及農(nóng)村居民年人均可支配收入見表5，收入及電采暖成本對比情況如圖7、圖8所示，其中2018年至2030年收入按每年遞增6.5%計。測算年運行成本邊界條件如表6所示。

表5 我國各區(qū)域典型城鎮(zhèn)及農(nóng)村居民年人均可支配收入（單位：元）

表6 運行成本邊界條件

圖7 華北、中南及華東地區(qū)收入與成本對比

圖8 東北及西北地區(qū)收入與成本對比

對經(jīng)濟收入較高的城鎮(zhèn)居民來講，限制電采暖推廣的因素不是投資，而是現(xiàn)有采暖設(shè)備的更換及配套輸電線路的改造。隨著農(nóng)村電網(wǎng)改造計劃的推進(jìn)，到2020年我國農(nóng)村地區(qū)也將基本實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供電服務(wù)全覆蓋，為電能替代取暖推廣提供基礎(chǔ)設(shè)施保障。

采暖經(jīng)濟性較好的蓄熱式電暖器更適用于收入相對較低的農(nóng)村地區(qū)，根據(jù)圖7、圖8可以看出，華北、中南及華東地區(qū)農(nóng)村居民當(dāng)前已具備采用電能替代實現(xiàn)清潔供暖的經(jīng)濟條件；代表東北地區(qū)的黑龍江省預(yù)計到2023年具備經(jīng)濟可行性；代表西北地區(qū)的甘肅省預(yù)計到2028年具備經(jīng)濟可行性。

根據(jù)上述對比分析，可以對電能替代取暖的推廣作出初步規(guī)劃：

（1）城鎮(zhèn)及農(nóng)村地區(qū)要在1年內(nèi)完全實現(xiàn)低污染型煤或生物質(zhì)燃料替代劣質(zhì)散煤燃燒；

（2）城鎮(zhèn)地區(qū)1～2年逐步推廣電鍋爐或分散式電取暖，3～4年內(nèi)在適宜地區(qū)基本實現(xiàn)電能替代清潔供暖；

（3）農(nóng)村地區(qū)根據(jù)經(jīng)濟可承受能力，華北、中南及華東地區(qū)已具備經(jīng)濟可行性；經(jīng)濟可承受能力較低的黑龍江省和甘肅省將分別在5、10年后具備可行性。

4.農(nóng)網(wǎng)改造“十三五”規(guī)劃

電能替代清潔供暖實現(xiàn)程度也取決于農(nóng)網(wǎng)改造等基礎(chǔ)設(shè)施推進(jìn)程度。新一輪農(nóng)網(wǎng)改造主要目標(biāo)：

第一階段，到2017年底完成中心村電網(wǎng)改造，實現(xiàn)平原地區(qū)機井用電全覆蓋，加快西部及貧困地區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)改造升級；

第二階段，到2020年，全國農(nóng)村地區(qū)要基本實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供電服務(wù)全覆蓋，供電能力和服務(wù)水平要明顯提升，農(nóng)村電網(wǎng)供電可靠率要達(dá)到99.8%，綜合電壓合格率要達(dá)到97.9%，戶均配變?nèi)萘坎坏陀?千伏安，電能在農(nóng)村家庭能源消費中的比重要大幅提高。

經(jīng)測算，一個農(nóng)村家庭蓄熱式電暖器功率為7.2～9.9千瓦，1臺3匹的空氣源熱泵功率為2.105千瓦，5匹的功率為3.675千瓦。因此，電能替代清潔供暖技術(shù)的推廣將會使戶均配變?nèi)萘康男枨笞兇螅瑢r(nóng)網(wǎng)改造指標(biāo)的要求更高。

實施電能替代對于推動能源消費革命、落實國家能源戰(zhàn)略、促進(jìn)能源清潔化發(fā)展意義重大。結(jié)合我國當(dāng)前以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，合理推進(jìn)電能替代清潔供暖發(fā)展，對實現(xiàn)節(jié)能減排，建立宜居社會，具有重要參考意義。

當(dāng)前散煤一直是分戶取暖的主要燃料，煙塵排放量可達(dá)1.1千克/噸，而超低排放的電廠僅為0.08～0.24千克/噸，是造成大氣污染和霧霾天氣的主要原因之一。目前我國北方未實行集中供暖的居住面積為136.37億平方米，若這部分地區(qū)采用熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤鍋爐和可再生能源發(fā)電供暖，每年供暖季將會減排煙塵3.15萬噸、二氧化硫17.82萬噸、氮氧化物26.13萬噸。

國家及各地方政府推出一系列的清潔供暖發(fā)展政策、補貼政策，鼓勵實行電能替代清潔供暖，蓄熱式電鍋爐、熱泵以及蓄熱式電暖器等是電能替代清潔供暖的主要技術(shù)路線。

在具備技術(shù)可行性的前提下，經(jīng)濟可承受能力和農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施改造進(jìn)度成為限制推廣電能替代清潔供暖的主要制約因素。

東北和西北地區(qū)居民經(jīng)濟可承受能力較弱，預(yù)計分別在5、10年后具備條件。根據(jù)我國當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)改造計劃，預(yù)計“十三五”末將普及2000伏安的用電能力，但與實現(xiàn)電能替代所采用電蓄熱和熱泵技術(shù)相比，仍不匹配。

結(jié)合農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展趨勢和基礎(chǔ)設(shè)施改造規(guī)劃，探索一條“清潔燃料替代-電能替代示范區(qū)域建設(shè)-電能替代全面推廣”的發(fā)展道路，基于前述研究結(jié)果，形成建議如下：

1.立足本地資源稟賦，鼓勵可再生能源發(fā)電規(guī)模較大的地區(qū)實施電供暖。在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、河北、遼寧、吉林、黑龍江等“三北”可再生能源豐富的地區(qū)，充分利用存量機組發(fā)電能力，重點利用低谷時期的富余風(fēng)電，推廣電供暖，鼓勵建設(shè)具有蓄熱功能的電供暖設(shè)施，促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等可再生能源電力消納。

2.加強電能替代供暖技術(shù)創(chuàng)新以及現(xiàn)有電采暖技術(shù)升級和安全性、穩(wěn)定性提升。集中攻關(guān)煤炭高效清潔利用、高效熱泵技術(shù)等關(guān)鍵設(shè)備，為推進(jìn)電采暖提供技術(shù)支持。

3.以清潔化供暖為目標(biāo)，更要堅持因地制宜，保證居民可承受。在城鎮(zhèn)地區(qū)推行電能替代的實施難度較低，進(jìn)程較快，而農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用則有一定的阻力，建議在確保民生取暖有保障的前提下，漸進(jìn)式推廣電能替代清潔供暖技術(shù)。

（1）建議在全面控制散煤燃燒的前提下，對暫時不具備電能替代技術(shù)改造的地區(qū)，尤其是農(nóng)村地區(qū)，用高質(zhì)量、低污染的型煤或生物質(zhì)燃料代替散煤燃燒，保障供暖季居民正常生活；

（2）建議針對上述未實施燃煤替代的地區(qū)進(jìn)行電能替代供暖技術(shù)可行性方案論證，確立經(jīng)濟條件較好、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為完善的區(qū)域開展電能替代清潔供暖示范區(qū)建設(shè)，制定實施計劃，提高技術(shù)適用性和經(jīng)濟可行性，加快改造進(jìn)程；

（3）根據(jù)試點區(qū)域電能替代實施效果，積累經(jīng)驗、查找問題，完善規(guī)劃方案，進(jìn)而全面推行合適的電能替代供暖技術(shù)，提升清潔供暖占比。

4.建議各級政府要針對電能替代供暖技術(shù)的應(yīng)用制定與本區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平相匹配的補貼政策，精準(zhǔn)高效利用財政資金。

（1）建議實行電采暖設(shè)備投資補助；

（2）建議在供暖季要對居民用電進(jìn)行補貼。完善峰谷分時制度和階梯價格政策，創(chuàng)新電力交易模式，健全輸配電價體系等方式，降低清潔供暖用電成本；

（3）農(nóng)村地區(qū)居民收入較城鎮(zhèn)居民有一定差距，建議針對農(nóng)村地區(qū)的電價補貼政策要更加多樣化；

（4）隨著我國城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民收入的提高，電力市場得到充分發(fā)展與完善，建議逐步取消清潔供暖補貼，全面實現(xiàn)市場化。

5.提升居民建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。對未采取保溫措施的建筑及農(nóng)村地區(qū)房屋進(jìn)行節(jié)能改造推廣，提升能源利用效率。

6.持續(xù)進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工作，增大戶均配變?nèi)萘俊?/strong>華北地區(qū)若采用蓄熱式電暖器和空氣源熱泵分別至少需要7.2千瓦和2.1千瓦電功率；東北及西部寒冷地區(qū)，蓄熱式電暖器和空氣源熱泵需要9.9千瓦和3.7千瓦電功率。建議在農(nóng)網(wǎng)改造升級工作中，結(jié)合電采暖方式，優(yōu)化設(shè)計相應(yīng)地區(qū)的農(nóng)網(wǎng)改造容量，滿足電能替代清潔供暖技術(shù)應(yīng)用需求，并建議農(nóng)村電網(wǎng)改造的增容費用由政府承擔(dān)，減少農(nóng)村居民電能替代清潔供暖投資。