一、定義

清潔供熱，是指因地制宜使用清潔化能源（熱源），直接或通過高效輸配管網(wǎng)為熱用戶提供安全、綠色、經(jīng)濟(jì)熱能的供熱方式，其實(shí)質(zhì)是熱能的生產(chǎn)、輸配及使用的全過程實(shí)現(xiàn)節(jié)能清潔環(huán)保。清潔化能源主要指天然氣、電、地?zé)?、生物質(zhì)、太陽(yáng)能、風(fēng)能、空氣能、工業(yè)余熱、煤炭清潔利用及核能等能源。熱用戶涵蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)及建筑等所有生產(chǎn)、生活場(chǎng)所。

二、清潔供熱主要供熱方式及技術(shù)特性

（1）清潔燃煤集中供熱

清潔燃煤集中供熱是對(duì)燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、燃煤鍋爐房實(shí)施超低排放改造后（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米），通過熱網(wǎng)系統(tǒng)向用戶供熱的方式，包括達(dá)到超低排放的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和大型燃煤鍋爐供熱。

清潔燃煤供熱成本優(yōu)勢(shì)大，主要覆蓋已有熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的城鎮(zhèn)集中供熱區(qū)域。環(huán)保排放要求高，對(duì)城鎮(zhèn)民生取暖、清潔取暖、減少大氣污染物排放起主力作用。其問題制約是清潔燃煤供熱面積的增加可能加大未來(lái)電力系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納難度，集中供熱管網(wǎng)難以延伸至廣大農(nóng)村地區(qū)。

（2）天然氣供熱

天然氣供熱指以天然氣為燃料，利用脫氮改造后的燃?xì)忮仩t、燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)等進(jìn)行集中供熱，以及燃?xì)鉄岜谩⒈趻鞝t等進(jìn)行分散供熱。與燃煤供熱相比，天然氣供熱的熱效率更高，煙塵及SO?的排放量更低；與電制熱供熱相比，天然氣供熱經(jīng)濟(jì)性更好。

天然氣供熱具有可根據(jù)自己需要調(diào)好時(shí)間段供熱（經(jīng)濟(jì)性）、供熱溫度隨意設(shè)定、一般采用壁掛鍋爐，洗鍋洗澡熱水隨用隨來(lái)、啟動(dòng)快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有一次性投資大（鍋爐基本一萬(wàn)元左右）、鍋爐使用1—2年后，有維修費(fèi)用、長(zhǎng)時(shí)間供熱，費(fèi)氣。用氣費(fèi)用驚人（尤其是100平米以上房子）的缺點(diǎn)。

天然氣供熱發(fā)展的主要問題。一是我國(guó)天然氣供應(yīng)對(duì)外依賴度高，供應(yīng)保障能力弱。二是盡管天然氣燃燒的氮氧化物排放約為燃煤的60%～70%，但由于燃?xì)夤岬臒犭姳鹊?，提供相同熱量時(shí)，氮氧化物的排放量與燃煤供熱基本相同。天然氣管網(wǎng)覆蓋范圍相對(duì)較小，還無(wú)法覆蓋很多農(nóng)村地區(qū)。

（3）電制熱供熱

電制熱供熱指利用電能，使用普通電鍋爐、蓄熱電鍋爐、電鍋爐+水蓄熱、電鍋爐+相變蓄熱等集中供熱方式，以及發(fā)熱電纜、電熱膜、碳晶、熱軌、碳纖維、直熱式電暖器、蓄熱式電暖器等分散供熱方式，還包括各類電驅(qū)動(dòng)熱泵等方式進(jìn)行供熱。

電供熱的發(fā)展在技術(shù)、管理與能源供應(yīng)上具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。一是當(dāng)前電力整體供應(yīng)相對(duì)寬松。二是供電保障能力強(qiáng)。電網(wǎng)為一體化運(yùn)營(yíng)管理，供電直接延伸至用戶用電末端，電供熱設(shè)施運(yùn)行靈活，且安全性較高。三是清潔化水平高。電取熱用戶無(wú)污染物排放，同時(shí)有利于電能占終端能源消費(fèi)比重的提高，增加電力系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏等清潔能源消納。

電供熱發(fā)展的主要問題在于成本相對(duì)較高。綜合考慮設(shè)備投資、供熱效率、供熱時(shí)間等因素，電供熱綜合成本是天然氣供熱的1.4～1.8倍，一次投入與電價(jià)補(bǔ)貼要求都比較高。

（4）地?zé)峁?/p>

地?zé)峁嶂咐玫責(zé)豳Y源，使用換熱系統(tǒng)提取地?zé)豳Y源中的熱量向用戶供熱，可作為集中式或分散式供熱熱源。按照埋存深度和溫度等級(jí)，地?zé)峁峥煞譃闇\層地?zé)豳Y源、水熱型地?zé)豳Y源和干熱巖型地?zé)豳Y源。目前，淺層和水熱型地?zé)崮芄幔ㄖ评洌┘夹g(shù)已基本成熟——淺層地?zé)崮懿捎脽岜眉夹g(shù)提取熱量，而水熱型地?zé)崮芡ㄟ^人工鉆井或天然通道開采利用；干熱巖型地?zé)崮荛_發(fā)尚處于起步階段。

地?zé)峁岬闹饕獌?yōu)勢(shì)是清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠、在我國(guó)北方地區(qū)地?zé)醿?chǔ)量豐富、分布廣泛。主要問題與制約是當(dāng)前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等有待健全、更適合統(tǒng)一規(guī)劃、集中開發(fā)。

（5）生物質(zhì)能清潔供熱

生物質(zhì)能清潔供熱指利用生物質(zhì)原料及其轉(zhuǎn)化燃料在專用設(shè)備中清潔燃燒供熱的方式，包括：排放達(dá)標(biāo)的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)和大型生物質(zhì)鍋爐等集中供熱，以及中小型生物質(zhì)鍋爐等分散供熱。我國(guó)中小型燃煤供熱鍋爐數(shù)量較多，清潔替代任務(wù)較重。生物質(zhì)能供熱在終端消費(fèi)環(huán)節(jié)直接替代燃煤，有較大的發(fā)展空間。

生物質(zhì)能清潔供熱的主要優(yōu)勢(shì)是適宜就近收集原料、分布式開發(fā)、在用戶側(cè)直接替代煤炭。生物質(zhì)成型燃料由農(nóng)林生物質(zhì)壓縮制成，便于儲(chǔ)存與運(yùn)輸，燃燒效率高，是國(guó)際公認(rèn)的清潔低碳燃料，生物質(zhì)成型燃料鍋爐供熱的清潔程度高于天然氣，成本則遠(yuǎn)低于天然氣。主要問題與制約是高效低排等重大技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)體系等都有待成熟、缺乏專業(yè)化原料供熱體系，難以穩(wěn)定滿足供熱需求。

（6）太陽(yáng)能供熱

太陽(yáng)能供熱指利用太陽(yáng)光熱能，借助太陽(yáng)能集熱裝置，配合其他穩(wěn)定性好的清潔供熱方式向用戶供熱。太陽(yáng)能供熱可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。根據(jù)熱媒不同，主動(dòng)式太陽(yáng)能供熱可分為太陽(yáng)能空氣供熱和太陽(yáng)能熱水供熱2種類型。

太陽(yáng)能空氣供熱主要針對(duì)單層、閑置農(nóng)房，其系統(tǒng)啟動(dòng)快、耐凍，但效率低。太陽(yáng)能熱水供熱是從太陽(yáng)能生活熱水基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其系統(tǒng)效率高、易安裝，但控制不當(dāng)易發(fā)生凍害、過熱等問題。被動(dòng)太陽(yáng)房是被動(dòng)式太陽(yáng)能供熱的典型代表，20世紀(jì)80年代初就已在北方地區(qū)廣泛應(yīng)用。

太陽(yáng)能供熱具有使用壽命長(zhǎng)、應(yīng)用場(chǎng)景廣泛等特點(diǎn)；在同等供熱情況下，可節(jié)約40%—60%的能源成本。目前，集中式太陽(yáng)能區(qū)域供熱是國(guó)際發(fā)展的趨勢(shì)和方向。

（7）工業(yè)余熱供熱

工業(yè)余熱供熱指回收工業(yè)生產(chǎn)過程中伴生的余熱，經(jīng)換熱裝置提質(zhì)后進(jìn)行供熱的方式。與燃煤供熱、天然氣供熱、電制熱供熱相比，工業(yè)余熱供熱在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上均具有較好的可行性。但工業(yè)余熱種類繁多，其數(shù)量和形態(tài)在時(shí)間或空間上也常具有不確定性，囿于傳統(tǒng)余熱回收技術(shù)水平，難以被高效利用。而儲(chǔ)熱技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，恰恰能夠緩解能量供需雙方在時(shí)空、強(qiáng)度與地域上不匹配的矛盾。將儲(chǔ)熱技術(shù)與工業(yè)余熱清潔供熱技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可進(jìn)一步提升余熱轉(zhuǎn)換效率。

（8）核能供熱

核能供熱指以核裂變產(chǎn)生的能量為熱源的集中供熱或分散供熱。目前，核能供熱主要有2種方式：低溫核供熱

和核熱電聯(lián)產(chǎn)。低溫核供熱已形成池式供熱堆和殼式供熱堆2種主流技術(shù)，單個(gè)模塊供熱能力在200兆瓦左右，可滿足400萬(wàn)平方米用熱需求；核熱電聯(lián)產(chǎn)的綜合能源利用率可達(dá)80%，單臺(tái)1100兆瓦電力機(jī)組供熱能力超過2000兆瓦，供熱面積達(dá)5000萬(wàn)平方米。

三、清潔供熱的難點(diǎn)問題

我國(guó)清潔供熱技術(shù)經(jīng)過幾年的發(fā)展，呈現(xiàn)出多種形式齊頭并進(jìn)，多種熱源共同使用的現(xiàn)狀。但從現(xiàn)狀來(lái)看，快速推進(jìn)的清潔供熱在發(fā)展過程中存在諸多的問題亟待解決，在實(shí)際的推進(jìn)過程中，可以選擇適用的清潔供熱技術(shù)，優(yōu)化供熱規(guī)劃。引導(dǎo)當(dāng)?shù)毓崞髽I(yè)、投融資機(jī)構(gòu)、各種熱源的生產(chǎn)企業(yè)和各地經(jīng)銷商群體積極參與，共同把清潔供熱做好。

（1）清潔取暖科學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)有待統(tǒng)一

清潔取暖技術(shù)種類較多，百花齊放，但評(píng)價(jià)指標(biāo)一直無(wú)法統(tǒng)一，缺乏普適性。有些指標(biāo)過于簡(jiǎn)單，只關(guān)注其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，往往忽略取暖方式是否與當(dāng)?shù)氐哪茉床季旨吧鷳B(tài)環(huán)境相適應(yīng)等問題；有些指標(biāo)過于繁冗，需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，可操作性不強(qiáng)。這就使得清潔取暖技術(shù)市場(chǎng)魚龍混雜，很難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)衡量某項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)劣。

（2）供熱管網(wǎng)能效水平有待提升

目前，我國(guó)城鎮(zhèn)集中供熱管網(wǎng)總里程已達(dá)到48.8萬(wàn)公里，其中75%為城市集中供熱管網(wǎng)，但室外管網(wǎng)的輸送效率僅為70%。究其原因：硬件設(shè)施方面，供熱管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)布局不合理，支狀管網(wǎng)較多，導(dǎo)致管網(wǎng)水力失調(diào)問題嚴(yán)重。再者，部分老舊管網(wǎng)因運(yùn)行維護(hù)不到位，“跑冒滴漏”等問題嚴(yán)重，還有管網(wǎng)凝結(jié)水問題、管網(wǎng)保溫問題等，這些都可造成整個(gè)供熱管網(wǎng)的輸送效率下降；軟件設(shè)施方面，供熱系統(tǒng)的調(diào)控技術(shù)水平落后，因大部分熱網(wǎng)末端熱用戶未采用實(shí)時(shí)熱計(jì)量措施，使得現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)只是對(duì)設(shè)備的粗放型調(diào)節(jié)，無(wú)法根據(jù)熱用戶的需求對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，導(dǎo)致管網(wǎng)過量供熱或供熱不足現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

（3）多方共贏長(zhǎng)效機(jī)制有待建立

目前，清潔取暖改造資金主要來(lái)自3個(gè)方面：中央財(cái)政試點(diǎn)城市獎(jiǎng)補(bǔ)資金、地方財(cái)政補(bǔ)貼資金、社會(huì)資本投入。隨著2019—2020年采暖期的結(jié)束，天津、唐山、石家莊等第一批北方地區(qū)清潔取暖試點(diǎn)城市3年示范期也將結(jié)束，清潔取暖工作將面臨最終考核，而考核結(jié)果將直接關(guān)系到試點(diǎn)城市能否足額領(lǐng)取獎(jiǎng)勵(lì)資金。天津和濟(jì)南已經(jīng)宣布要延長(zhǎng)清潔取暖運(yùn)行補(bǔ)貼至2022—2023年采暖期結(jié)束，而唐山表示將分3年逐步取消運(yùn)行補(bǔ)貼，其他城市尚未明確后續(xù)政策。

從清潔取暖試點(diǎn)城市情況看，即使存在補(bǔ)貼，其運(yùn)行費(fèi)用仍然比傳統(tǒng)散煤取暖方式高。如果清潔取暖補(bǔ)貼逐步取消，后續(xù)工作如何展開將是一個(gè)棘手的問題。雖然河北省張家口市可再生能源示范區(qū)探索了一條“政府+電網(wǎng)+發(fā)電企業(yè)+用戶側(cè)”共同參與的“四方協(xié)作”發(fā)展之路，但有其特殊背景——張家口市域內(nèi)蘊(yùn)含豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等資源，為可再生能源開發(fā)與應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)，這也是“四方協(xié)作”機(jī)制成功建立的關(guān)鍵點(diǎn)之一，但不具備全國(guó)大范圍推廣可行性。如何建立一套多方共贏的長(zhǎng)效機(jī)制，是解決清潔取暖用戶端長(zhǎng)期可持續(xù)的關(guān)鍵所在。

四、清潔供熱發(fā)展難題的解決路徑

（1）逐步建立清潔取暖科學(xué)評(píng)價(jià)體系

科學(xué)的清潔取暖評(píng)價(jià)體系需要相關(guān)的科研單位和供熱企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)。應(yīng)針對(duì)當(dāng)前多種清潔取暖技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，秉承“科學(xué)性、先進(jìn)性、協(xié)調(diào)性、可操作性”的理念，將熱力學(xué)、熱經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等相結(jié)合。從全生命周期角度，建議主要考察3個(gè)方面指標(biāo)。

（2）能效指標(biāo)

因燃煤、天然氣、電能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、工業(yè)余熱、核能等能量品位高低不同，傳統(tǒng)的?分析和能級(jí)平衡理論無(wú)法充分考慮能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換效率，只能說(shuō)明輸入能量和用戶之間的能量品質(zhì)的差異。為此，江億等提出了能質(zhì)系數(shù)的概念，即不同能源對(duì)外所能做的最大功與其總能量的比值。利用能質(zhì)系數(shù)的概念，可更合理地反映各種形式能量品位的高低。電能的品位最高，可完全轉(zhuǎn)換為功，能質(zhì)系數(shù)為1；其他能量形式的能質(zhì)系數(shù)要根據(jù)實(shí)際對(duì)外做功的能力來(lái)分別確定。若達(dá)到同等的用戶采暖要求，從節(jié)能角度考慮，采用能質(zhì)系數(shù)較低的能量形式更為可取。

（3）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

在進(jìn)行不同能量形式的熱源供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)時(shí)，除了需要考慮初投資及后期的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用外，還要結(jié)合熱經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)構(gòu)理論，將總成本分?jǐn)傇诠嵯到y(tǒng)或供熱裝置的全生命周期之內(nèi)，考察構(gòu)成系統(tǒng)或裝置的各個(gè)組件的單位?成本，以獲得系統(tǒng)或裝置的平均?成本。若達(dá)到同等的用戶采暖要求，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，平均?成本較低的供熱系統(tǒng)或裝置性能更優(yōu)。

（4）環(huán)境影響指標(biāo)

針對(duì)不同能量形式的熱源供熱系統(tǒng)對(duì)環(huán)境影響的程度不同，需要在同一個(gè)供熱周期內(nèi)開展，不僅要考慮CO2、SO2、NOx等污染物的影響，還要考慮構(gòu)成系統(tǒng)或裝置的各個(gè)組件自身材料對(duì)環(huán)境的影響（如組件自身材料材質(zhì)是否有毒有害、是否可循環(huán)利用等），之后才能測(cè)算出系統(tǒng)或裝置的單位環(huán)境影響因子。若達(dá)到同等的用戶采暖要求，從環(huán)境影響角度考慮，單位環(huán)境影響因子較低的供熱系統(tǒng)或裝置將成為首選。評(píng)價(jià)指標(biāo)的好壞需要經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)，并要不斷進(jìn)行修正與完善。

（5）有序推進(jìn)供熱管網(wǎng)節(jié)能改造及采暖末端能效提升

受傳統(tǒng)供熱模式限制與改造費(fèi)用的多重影響，供熱管網(wǎng)節(jié)能改造和采暖末端能效提升不是一蹴而就的事情，需要重點(diǎn)突破，有序推進(jìn)。針對(duì)供熱管網(wǎng)的主要問題，先要進(jìn)行性能評(píng)估，再尋求與清潔取暖技術(shù)最相適應(yīng)的節(jié)能改造方案。針對(duì)建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性差的問題，優(yōu)先改造能耗高、問題凸顯的房屋，并鼓勵(lì)探索政府、用戶和供熱企業(yè)三者共同分享成本與收益的新模式。這些工作將為后續(xù)智慧供熱技術(shù)的全面展開提供有力的硬件支撐。

（6）積極探索多方共贏長(zhǎng)效機(jī)制

當(dāng)前，清潔取暖市場(chǎng)化機(jī)制尚未建立，主要依賴政府直接投入，這就導(dǎo)致清潔供熱項(xiàng)目盈利水平較低，市場(chǎng)積極性不高。為打破這種僵局：政府可開展相應(yīng)的頂層設(shè)計(jì)與協(xié)調(diào)，消除體制障礙，根據(jù)各個(gè)城市與地方的特點(diǎn)，選擇適用的清潔取暖技術(shù)，編制相應(yīng)的技術(shù)指南，優(yōu)化供熱規(guī)劃；地方政府宜出臺(tái)配套的政策措施，因地制宜，因時(shí)制宜，引導(dǎo)當(dāng)?shù)毓崞髽I(yè)、投融資企業(yè)、熱用戶等積極參與清潔供熱項(xiàng)目，探索新型的多方共贏機(jī)制，激活潛力市場(chǎng)。

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