雙碳目標下的清潔供暖新趨勢

2021年是“十四五”開(kāi)局之年，也是碳達峰、碳中和目標實(shí)踐的第一年，隨著(zhù)冬季的到來(lái)，北方地區正式進(jìn)入供暖季，清潔供暖不僅事關(guān)廣大人民溫暖過(guò)冬，也是減少碳排放和環(huán)境污染的重要工作，應對建筑領(lǐng)域綠色轉型的重要手段。

據清潔供熱產(chǎn)業(yè)委員會(huì )(CHIC)統計，截至2020年底，我國北方地區供暖總面積218億平方米(城鎮148億平方米，農村70億平方米)，其中清潔供熱面積約142億平方米，清潔供熱率達65%。

我國火電機組中40%以上是供熱機組，終端用戶(hù)主要與建筑相關(guān)，全球終端能耗中供熱占比50%左右。據測算，我國建筑全過(guò)程碳排放約占全國碳排放量的50%，粗略測算，北方地區城鎮和農村供熱碳排放約為10億～12億噸。

在雙碳目標下，清潔取暖工作仍需要不斷鞏固取得的成果，未來(lái)應將減碳作為發(fā)展方向和重要抓手，推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效，促進(jìn)全社會(huì )綠色轉型發(fā)展。同時(shí)，為適應新能源為主的新型電力系統，工業(yè)余熱、生物質(zhì)、地熱、太陽(yáng)能等其他熱源作為重要補充應因地制宜推廣，宜用盡用。

目前，我國北方地區的清潔熱源基本形成以清潔燃煤集中供熱為主、天然氣供熱為輔，電供暖、工業(yè)余熱和可再生能源供熱等其他熱源補充的格局，其中清潔燃煤集中供熱中熱電聯(lián)產(chǎn)占比約為90%，燃氣鍋爐和分布式壁掛爐約分別占45%。

在北方農村地區，以分戶(hù)式采暖為主，主要方式有生物質(zhì)采暖、熱泵、電暖器、熱風(fēng)機、燃氣壁掛爐、地熱等。在推進(jìn)農村地區供熱過(guò)程中，要統籌考慮經(jīng)濟性和低碳環(huán)保性，我國北方農村地區應優(yōu)先就地或就近利用生物質(zhì)供熱，發(fā)展農村循環(huán)經(jīng)濟模式;其次是利用電供暖，優(yōu)先考慮熱泵等高能效電供暖方式，同時(shí)可與分布式光伏充分結合，并將地熱等其他熱源作為補充熱源進(jìn)行因地制宜的利用。潔凈煤中短期主要起到兜底保障能源的作用。

在北方城鎮地區，未來(lái)一段時(shí)間內燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱占比會(huì )不斷下降，但仍要承擔基礎性熱源功能，尤其是在嚴寒、寒冷地區，預測在2060年碳中和目標下，我國電力裝機結構中仍會(huì )保留一定量的熱電機組以保障供熱需求，相應碳排放由負碳源抵消。

在“3060”目標下，建筑部門(mén)電氣化水平提升潛力很大，如果以2060年可再生能源占比提升至80%計算，我國清潔供暖需要大力發(fā)展工業(yè)余熱、生物質(zhì)、地熱、太陽(yáng)能等其他熱源。

工業(yè)余熱是工業(yè)生產(chǎn)的“尾部”產(chǎn)品，利用余熱既不會(huì )影響生產(chǎn)工藝，也不會(huì )影響生產(chǎn)耗能，屬于額外得來(lái)的“附加值”。我國北方地區高能耗產(chǎn)業(yè)聚集，生產(chǎn)過(guò)程中釋放出來(lái)的余熱資源非常豐富，主要以中低品位余熱資源為主，占比約為60%。

我國余熱資源開(kāi)發(fā)利用率僅為43%，其中高品位余熱資源基本得到充分利用，已開(kāi)發(fā)利用的比例超過(guò)80%，而中低品位熱源尚未得到有效利用，可利用熱泵、儲熱、移動(dòng)式供熱等技術(shù)推動(dòng)余熱資源可及性得到進(jìn)一步提升。

另外，在電能替代環(huán)節，熱泵供熱是使用電供熱比較好的方式，利用高品位電能作為驅動(dòng)，從低品位熱源中提取更多的熱量用來(lái)供熱，能源利用效率高，運行成本低，在華北地區已有較多應用。但對于東北、南方等地區需要進(jìn)一步解決結霜、能效等問(wèn)題。

生物質(zhì)能是分布式供熱的重要方式。我國生物質(zhì)資源豐富，能源化潛力大，截至2018年底，我國北方地區生物質(zhì)能(含農林生物質(zhì)和城鎮垃圾)清潔供暖折合0.9億噸標準煤。生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)可為城鎮集中供暖提供穩定的零碳熱源，分戶(hù)式生物質(zhì)供暖采用生物質(zhì)成型顆粒+專(zhuān)用爐具的方式，具有非常明顯的污染物減排效果。

以生物質(zhì)能為核心建立城鎮和農村的循環(huán)經(jīng)濟體系，可以滿(mǎn)足熱、電、氣等部分需求，實(shí)現農林廢棄物等生物質(zhì)的資源化、減量化、能源化利用，是未來(lái)構建農村低碳能源體系、低碳社區的重要內容。

在雙碳模式下，隨著(zhù)新能源大規模利用，多元互動(dòng)、靈活高效的分布式能源將成為清潔供暖的重要形態(tài)，在此模式下，建筑的角色也在開(kāi)始改變，建筑既可以是能源的消費者，也可以成為能源的生產(chǎn)者，產(chǎn)銷(xiāo)一體、多能互補將成為我國清潔供暖的新趨勢。