借新旧动能转换契机 促传统供热转型升级

借新旧动能转换契机 促传统供热转型升级

王晓冰 臧国勇

山东省节能技术研究院 253000

[摘要] 我国能源应用领域长期存在着高污染、高耗能带来的严重环境问题，尤其是大气污染和雾霾形势严峻。我国北方地区清洁取暖比例低，特别是部分地区冬季大量使用散烧煤，大气污染物排放量大，迫切需要推进洁取暖。为提高北方地区取暖清洁化水平，减少大气污染物排放，本文概括和提炼了北方地区取暖、清洁取暖总体情况、目标和未来5年电供暖发展规划，归纳了空气热泵是PPP首选的原因，同时提出了未来5年清洁供暖的保障措施。

[关键词] 清洁取暖；电供暖；空气源热泵；PPP项目；市场化运作

党的十九大报告指出，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长地对美好生活的需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾，在能源生产和消费环节尤其如此。供热行业具有高能耗、高排放、高投入、低效率的“三高一低”特点。根据权威部门和专家测算，我国北方城市供热能耗占建筑总能耗的三分之一；城镇单位建筑面积供暖能耗是同纬度国家的2—3倍¹。

当前，我国能源应用领域长期存在着高污染、高耗能带来的严重环境问题，²首当其冲的是大气污染和雾霾。其中，冬季供暖形式向低碳、高效方向转变，借新旧动能转换契机，推进清洁取暖，降低能耗，是减少排放、控制大气污染和雾霾的根本措施。看中央、国务院对推进清洁取暖的高度重视。习近平同志强调：“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”，同时提出加快提高清洁供暖比重³。

当前，我国北方地区清洁取暖比例低，特别是部分地区冬季大量使用散烧煤，大气污染物排放量大，迫切需要推进清洁取暖。为提高北方地区取暖清洁化水平，减少大气污染物排放，党中央、国务院及有关部委和各级地方政府相继出台了关于推进北方地区冬季清洁取暖的文件和政策。2017年12月，国家发改委、能源局、财政部、环保部等10部门日联合印发了《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》，制定了清洁供暖目标，明确了“2+26”城市主导供暖方式和其他地区及农村地区的供暖方向。借新旧动能转换契机，？传统供热转型升级，就是借助新一轮革命和产业变革中形成的太阳能、电能、风能、水能等物理能源、可再生能源的清洁能源供热改造、替代主要利用煤炭、天然气等矿物能源粗放利用传统供热模式。

清洁供暖⁴方式有：电能（包括空气源/水源/地源/复合源热泵、热源塔、电蓄能等）、天然气（包括天然气热电冷三联供等）、生物质（包括生物质热电冷三联供等）、太阳能、地热、工业余热、清洁化燃煤（超低排放）、核能等清洁化能源以及高效热电联产集中供热等，并且通过高效供/用能系统，包含以降低污染物排放和能源消耗为目标的供暖全过程，涉及清洁热源、高效输配管网（热网）、节能建筑（热用户）、供热计量、分户控制与行为节能等环节，实现低排放、低能耗及存在的主要问题。

一、北方地区取暖总体情况

截至2016年底，我国北方地区城乡建筑取暖总面积约206亿平方米。其中，城镇建筑取暖面积141亿平方米，农村建筑取暖面积65亿平方米。“2+26”城市城乡建筑取暖面积约50亿平方米。

我国北方地区取暖使用能源以燃煤为主，燃煤取暖面积约占总取暖面积的83%，天然气、电、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等合计约占17%。取暖用煤年消耗约4亿吨标煤，其中散烧煤（含低效小锅炉用煤）约2亿吨标煤，主要分布在农村地区。

目前北方地区清洁取暖由于技术、资金、政策等多方面的原因，起步晚，进度慢。

（一）天然气供暖。以天然气为燃料，使用脱氮改造后的燃气锅炉等集中式供暖设施，或壁挂炉等分散式供暖设施，向用户供暖的方式。截至2016年底，我国北方地区天然气供暖面积约22亿平方米，占总取暖面积11%。

（二）电供暖。电供暖是利用电力，使用电锅炉等集中式供暖设施或发热电缆、电热膜、蓄热电暖器等分散式电供暖设施，以及各类电驱动热泵，向用户供暖的方式。截至2016年底，我国北方地区电供暖面积约4亿平方米，占比2%。具有很大的市场上升潜力。

（三）清洁燃煤集中供暖⁵。对燃煤热电联产、燃煤锅炉房实施超低排放改造后，通过热网系统向用户供暖的方式。截至2016年底，我国北方地区清洁燃煤集中供暖面积约35亿平方米，均为燃煤热电联产集中供暖，占比17%。

（四）可再生能源等其他清洁供暖。包括地热供暖、生物质能清洁供暖、太阳能供暖、工业余热供暖，合计供暖面积约8亿平方米，占比4%。

由此可见，在我国北方地区大力推广清洁供暖，市场空间广阔，减排潜力巨大。抓住国家发展新、培育新动能的重大机遇，通过技术攻关、政策引导、法律规范、行政推动等多种措施推广清洁供暖，迫在眉睫，时不我待。

二、为最大限度减少大气污染物排放，大力度推广清洁供暖，国家有关部委和各级地方政府相继出台了关于推进北方地区冬季清洁取暖的文件和政策。2017年12月，国家发改委、能源局、财政部、环保部等10部门日联合印发了《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》，未来5年清洁供暖目标

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）7400万吨。⁶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）1.5亿吨。

（一）“2+26”重点城市天然气与电供暖成为主导

北方地区冬季大气污染以京津冀及周边地区最为严重，“2+26”重点城市作为京津冀大气污染传输通道城市，且所在省份经济实力相对较强，有必要、有能力率先实现清洁取暖。在“2+26”重点城市形成天然气与电供暖等替代散烧煤的清洁取暖基本格局，对于减轻京津冀及周边地区大气污染具有重要意义。

2019年，“2+26”重点城市城区清洁取暖率要达到90%以上，县城和城乡结合部（含中心乡镇，下同）达到70%以上，农村地区达到40%以上。2021年，城市城区全部实现清洁取暖，35蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除；县城和城乡结合部清洁取暖率达到80%以上，20蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除；农村地区清洁取暖率60%以上。

（二）其他地区实施分类差异化供暖格局

城市城区优先发展集中供暖，集中供暖暂时难以覆盖的，加快实施各类分散式清洁供暖。2019年，清洁取暖率达到60%以上；2021年，清洁取暖率达到80%以上，20蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除。新建建筑全部实现清洁取暖。

县城和城乡结合部构建以集中供暖为主、分散供暖为辅的基本格局。2019年，清洁取暖率达到50%以上；2021年，清洁取暖率达到70%以上，10蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除。

农村地区优先利用地热、生物质、太阳能等多种清洁能源供暖，有条件的发展天然气或电供暖，适当利用集中供暖延伸覆盖。⁷2019年，清洁取暖率达到20%以上；2021年，清洁取暖率达到40%以上。

（三）提升农村地区清洁取暖水平

加大农村清洁取暖力度。农村地区是北方地区清洁取暖的最大短板，是散烧煤消费的主力地区，必须加大力度治理短板。

建立农村取暖管理机制。选择适宜推进策略，因地制宜，将农村炊事、养殖、大棚用能与清洁取暖相结合，充分利用生物质、沼气、太阳能、罐装天然气、电等多种清洁能源供暖。保障重点地区农村清洁取暖补贴资金。对于“2+26”城市的农村地区，要享受与城市地区同等的财政补贴政策，探索农村清洁取暖补贴机制，保障大气污染传输通道散烧煤治理工作顺利完成。

三、未来5年清洁供暖的模式选择和现实路径

（一）因地制宜发展电供暖

从新旧动能转换的角度考虑，结合采暖区域的热负荷特性、环保生态要求、电力资源、电网支撑能力等因素，统筹考虑电力、热力供需，实现电力、热力系统协调优化运行。因地制宜发展电供暖。到2021年，电供暖⁸（含热泵）面积达到15亿平方米，其中分散式电供暖7亿平方米，电锅炉供暖3亿平方米，热泵供暖5亿平方米。城镇电供暖面积10亿平方米，农村5亿平方米。电供暖带动新增电量消费1100亿千瓦时。具体推广形式为：

1、积极推进各种类型电供暖。⁹以“2+26”城市为重点，在热力管网覆盖不到的区域，推广碳晶、石墨烯发热器件、电热膜、蓄热电暖器等分散式电供暖，科学发展集中电锅炉供暖，鼓励利用低谷电力，有效提升电能占终端能源消费比重。根据气温、水源、土壤等条件特性，结合电网架构能力，因地制宜推广使用空气源、水源、地源热泵供暖，发挥电能高品质优势，充分利用低温热源热量，提升电能取暖效率。

2、鼓励可再生能源发电规模较大地区实施电供暖。在新疆、甘肃、内蒙古、河北、辽宁、吉林、黑龙江等“三北”可再生能源资源丰富地区，充分利用存量机组发电能力，重点利用低谷时期的富余风电，推广电供暖，鼓励建设具备蓄热功能的电供暖设施，促进风电和光伏发电等可再生能源电力消纳。

从目前国际国内新技术革命和产业变革在清洁供暖领域形成的主要成果及适用条件为：

分散式电供暖：适合非连续性供暖的学校、部队、办公楼等场所，也适用于集中供热管网、燃气管网无法覆盖的老旧城区、城乡结合部、农村或生态要求较高区域的居民住宅。

电锅炉供暖：应配套蓄热设施，适合可再生能源消纳压力较大，弃风、弃光问题严重，电网调峰需求较大的地区，可用于单体建筑或小型区域供热。

空气源热泵：对冬季室外最低气温有一定要求，适宜作为集中供热的补充，承担单体建筑或小型区域供热（冷），也可用于分户取暖。

水源热泵：适用于水量、水温、水质等条件适宜的区域。优先利用城镇污水资源，发展污水源热泵，对于海水或者湖水资源丰富地区根据水温等情况适当发展。对于有冷热需求的建筑可兼顾夏季制冷。适宜作为集中供热的补充，承担单体建筑或小型区域供热（冷）。

地源热泵：适宜于地质条件良好，冬季供暖与夏季制冷基本平衡，易于埋管的建筑或区域，承担单体建筑或小型区域供热（冷）。

（二）大力推进空气源热泵技术

从设备的能源利用效率来说，热泵技术是能效最高的电采暖设备。热泵实质上是一种热量提升装置，即从自然环境中提取热能，电能主要消耗在驱动压缩机的过程中。因此，热泵技术除了具有电热采暖的全部优点外，其最大优点是极大地提高了能效比，供暖季平均能效可达3倍以上。而且，从“运营成本和投资回报率”、“系统可靠性”“供暖实际效果”“项目建设便利性”等多方面考虑，空气源热泵都应该是供热PPP项目地首选。其主要特点是：

1、运行费用低，投资回报率高

空气源热泵¹⁰是消耗极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，采暖过程中将热量转移到水中，即使在低温环境下，通过热水或热风循环，将热量传达到室内，恒温控制在18℃～20℃，达到国家采暖标准。

空气源热泵适应性广，理论上-35℃以上环境皆可用。在平均气温为-5℃的环境温度下，每耗一度电，可产生3度电以上的热量，节能效益达到75%。而在-15℃的环境下，消耗1度电，也可产生2度电以上的热量，与电辐热相比节能效益达到70%。冬季季节综合能源利用率≥3.0，一次能源利用率可达0.825～1.122，季节综合一次能源利用率为0.97，远高于电直接供暖和燃煤、燃气供暖的方式。

以河北、山东多地的多个空气源热泵小区集中采暖的投资项目来看，在电费在0.5元/度左右的时候，单个采暖季项目运行费用普遍在13.5元~16.5元/㎡之间。而市政供暖的收费则普遍在22元~26元/㎡。其节能性和投资回报率一目了然。多个项目在收取供暖开口费之后即可保证顺利投资、运营，很短年限之内即可实现盈利。

（二）投资小，占用空间小

传统集中供暖初投资大，锅炉、管道管件、散热器或地暖等投资，每100㎡住宅建筑均花费1.4万元以上，还要占地，消耗金属材料超700KG，使用寿命一般在10—15年，管网铺设、维修，占用市政道路，扰民严重。

热泵分布式供暖，没有集中供热系统所必须具备的热源厂、一次网、换热站、二次网、用户散热设施等环节，接上电源就可以供暖，使用功率分配系统，可有效地避免电力增容。据山东河北多次多个大型工程测算，空气源热泵集中供暖的项目总投资一般在90—120元/平米，甚至更低。¹¹与城市热力管网相比，省去开挖道路、铺设热力管道的巨额投资，省时、省钱。系统可放置于楼顶平台或地下室，利用了闲置空间，无须占用城市宝贵的土地空间，为用户创造效益。

（三）电采暖比天然气采暖更可靠

天然气季节性峰谷差较大（最大峰谷差超过10倍），造成天然气供暖期存在缺口、非供暖期供大于求的情况。入冬以来天然气市场不断遭遇异动，不仅造成价格？高，而且供应短期内出现不小缺口。

国家发改委数据显示，今年全国天然气消费量预计超过2300亿方，增量超过330亿方，增幅达到17%。根据三大石油公司上报数据，今年全国天然气总缺口超过113亿方，2021年缺口达300亿方以上，届时，用气高峰时段每天的缺口可能就达到2亿方。

（四）电力充裕且电价会越来越低

随着我国电力建设快速发展，电厂的排放限值已经达到了超低排放，100万伏的特高压电网，送电距离达到1000公里，核能、水能、风能、太阳能和生物质能等清洁可再生能源发电，所占比重越来越高。电力供应已经形成供大于求的状况。由于电力需求疲软，弃风电、弃光电现象严重，电力消纳已经成为主要矛盾。

随着热泵、地热能等电驱动提热技术和产品日趋成熟，电能供热效率¹²已经高于燃煤、燃气和燃油供热。¹³为大力发展电采暖，国家发展改革委制定了《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》，“适宜煤改电的地区，要通过完善峰谷分时制度和阶梯价格政策，创新电力交易模式，健全输配电价体系等方式，降低清洁供暖用电成本。”要求煤改电要降低电价，确保老百姓用得起。

（五）市场化运作，不增加政府负担

北方地区由于经济高速发展，城市化进程不断加快，城市人口快速增长，许多地区供暖问题矛盾日益突出，单纯靠热力公司解决此类问题是不现实的。新能源热力供暖中心建设快、周期短，10万平方采暖一个月左右即可建设完成，可以快速解决居民采暖需求，为政府解决民生一大难题。

新能源热力供暖不需要铺设长距离管网，中心可采用PPP模式建设¹⁴，投资方、用能方和建设维护方三者合作，纯市场化手段运作，不增加政府任何资金负担。又可避免城市热力管网需多处开挖道路，铺设热力管道，造成人力、物力浪费，还能节约建成管网大量的人力、物力维护。比如今年北京昌平区的农村煤改空气源热泵工程，多个乡镇采用PPP模式，标的都在亿元以上。合作具体形式为服务中心通过公开招标采购社会资本，由中标人在昌平区独资成立项目公司。服务中心与项目公司签订《PPP项目合同》，授予本项目的特许经营权。

四、未来5年清洁供暖的保障措施

清洁取暖是一项系统性工程。要在能源供应与利用、管网线路建设改造与维护、技术装备、项目运行、建筑节能、环保要求、体制机制改革、舆论宣传等各个环节细化措施，保障规划落实。其中，资金、电价和电网建设三项业内比较关注。

（一）多种渠道提供资金支持

精准高效使用财政资金。中央财政充分利用现有可再生能源发展、大气污染防治等资金渠道，加大对清洁取暖的支持力度。以“2+26”城市为重点开展清洁取暖城市示范，中央财政通过调整现有专项支出结构对示范城市给予奖补激励，中央预算内投资加大支持力度。

创新体制机制和政策措施。引导企业和社会加大资金投入，构建“企业为主、政府推动、居民可承受”的运营模式。地方政府有关部门应结合本地实际，研究出台支持清洁取暖的政策措施，统筹使用相关政府资金，加大对清洁取暖工作的支持力度，并对重点城市倾斜。

（二）多方拓宽资金渠道

1.鼓励银行业金融机构在风险可控、商业可持续的前提下，依法合规对符合信贷条件的清洁取暖项目给予信贷支持。

2.通过发展绿色金融、开展政府和社会资本合作（PPP）等方式支持清洁供暖项目建设运营。

3.鼓励社会资本设立产业投资基金，投资清洁取暖项目和技术研发。

4.支持符合条件的清洁供暖企业首次公开发行（IPO）股票并上市，鼓励符合条件的已上市企业依法依规进行再融资。

5.鼓励和支持符合条件的清洁供暖企业通过发行企业（公司）债券、短期融资券、中期票据、中小企业集合票据等多种债务融资工具，扩大直接融资的规模和比重。

6.研究支持煤改清洁能源供暖项目，参与温室气体自愿减排交易项目。

（三）创新优化取暖用电价格机制

对具备资源条件、适宜电供暖的地区，综合采取完善峰谷分时价格制度、优化居民用电阶梯价格政策、扩大市场化交易等支持政策，降低电供暖成本，减轻用户负担。

（四）保障清洁取暖能源供应

1. 加强配电网建设。电网企业应加强与相关城市“煤改电”规划的协调配合，加快配电网改造。结合国家配电网建设行动计划和农网改造计划，有效利用农网改造中央预算内投资、电网企业资金等资金渠道，满足电供暖设施运行对配套电网的需求。

2.将地下电力管线建设纳入地方城市建设重点工程，加大协调支持力度。结合重点部队电网升级改造工程，为电供暖部队营区进行配套电网改造。

3.加快研究出台电力普遍服务补偿机制，支持企业在偏远地区做好电网建设和运行维护工作。

4、结合配售电改革，调动社会资本参与配电网建设的积极性。

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