趙文瑛：北方地區冬季清潔取暖未來發展的思考
爐具網訊：5月11日，由中國農村能源行業協會主辦、一城一家網絡科技有限公司和山西啟迪同遠能源科技有限公司協辦的“2021中國農村清潔取暖高峰論壇暨縣域清潔取暖發展峰會”在河北廊坊召開。清潔取暖領域專家趙文瑛博士作了“北方地區冬季清潔取暖未來發展的思考”主題報告，爐具網現將發言整理如下，以饗讀者。
趙文瑛博士作報告
報告的題目叫“北方地區冬季清潔取暖未來發展的思考”，分三個部分：一是回顧過去幾年清潔取暖取得的一些成績、發生的一些改變；二是分析一下目前面臨的新形勢、新挑戰、新機遇；三是對未來發展趨勢的思考。
回顧總結
2021年是實施《北方地區冬季清潔取暖規劃（2017-2021年）》的關鍵一年，即將面臨收官，但“收官”不是最后一年，2021年只是一個階段性目標的完成和實現，針對“十四五”甚至更長時期，面臨著大量已經完成改造的存量用戶，如何做好運維監管、如何建立長效機制、如何做到不返煤，應該說清潔取暖是一項長期、持久的系統工程，還有很長的路要走，還有很多的事要做。
一是農村地區仍是主戰場。按照“五年規劃”和今年的政府工作報告要求，2021年北方地區清潔取暖率要達到70%，目前來看，農村地區仍然是清潔取暖的主戰場。整個北方農村地區共6500余萬戶，約72億平米。截至2019年年底，農村清潔取暖戶數約2300萬戶，清潔取暖率為31%，相當于還有4000多萬農戶沒有實現清潔取暖，任重而道遠。當然，從清潔取暖的要求來講，并不要求所有農村地區實現100%清潔取暖，但在“雙碳”戰略和農村能源革命背景下，如此多農戶的能源轉型問題會成為一個非常重要的課題。
二是試點示范成效顯著。“十三五”期間，農村清潔取暖主要在重點地區推進，實施路徑以煤改氣、煤改電為主。初步估計，2016-2019年財政和社會資本共計投入2000多億元。今年4月，財政部等四部門又將20個城市確定為2021年大氣污染防治資金支持的北方地區冬季清潔取暖項目，新一輪試點城市進一步從重點地區擴大到了非重點地區的東北和西北的部分城市，相當于目前總共有4批試點城市。四批試點城市試點結束后，預計中央獎補資金累計撥付774億元。
三是中期適時調整。中期評估是一個非常重要的節點，之后的政策與最早的“五年規劃”相比，有了很大的調整和改進。一是技術路徑選擇更加科學合理。城鎮地區以熱電聯產、生物質集中供熱為主。重點地區農村，著重推進“煤改氣”“煤改電”，但前提是要“以供定改、先立后破”，并且要同步推進生物質、地熱、太陽能。相當于傳統的“煤改氣”“煤改電”和現在的生物質、地熱、太陽能在重點地區的地位和優先順序是基本一樣的。非重點地區農村，根據“就地取材”原則，著重推進生物質、地熱和太陽能，在具備條件的地方才推進“煤改氣”“煤改電”，從技術路徑的優先順序上有所變化，更加強調因地制宜，更加強調老百姓的承受能力。二是明確了相關標準。首先從清潔取暖定義的角度承認了“生物質成型燃料+專用爐具”這種技術路線，要求在非重點地區農村去推廣。對于生物質集中供熱明確要求達到“達標排放”。從以上幾點變化來看，對于生物質清潔取暖，目前是一個比較鼓勵的態度。三是保障能源供應是前提。這兩年文件中提到最多的幾個詞就是“以供定改、先立后破、有序推進”，其中一個重要的前提，就是在任何情況下，要確保老百姓的溫暖過冬，這是一個底線，其中潔凈煤發揮著一個兜底保障“雙保險”的作用。四是科學管理。針對越來越多的改造存量，越來越重視提升后續的運維服務能力和水平。
新形勢、新挑戰、新機遇
碳達峰、碳中和已成為我國堅定的發展方向，整個產業結構、能源結構也會發生深度調整，能源生產消費也會發生深刻變革。
目前，我國能源生產消費所產生的二氧化碳排放達到100億噸的量級，其中，電力領域占比約40%，工業領域占比約37%，減排任務艱巨。實現“雙碳”目標，能源低碳轉型是關鍵。早在2014年中央財經領導小組第六次會議上，習近平總書記就提出了“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，我國能源轉型主要內容包括，一是化石能源的高效清潔利用；二是非化石能源逐步替代化石能源，這兩個方面未來一定時期內仍是我國能源轉型的基本出發點，這是由中國能源資源稟賦和生產消費現狀所決定的。從碳達峰的角度來看，首先還是要立足于化石能源的高效清潔利用，強化能源雙控；其次是大力提高非化石能源消費占比，從增量到存量逐步替代化石能源。
碳中和是一個非常有難度的事情，除了上述能做的事情之外，還要考慮一些負碳技術。因為“負碳”部分的貢獻大小決定了能源結構中化石能源的保留量，而化石能源保有量的多少影響著能源轉型難度和系統的安全裕度。從各領域低碳轉型發展來看，提高終端電氣化率是一個非常重要的舉措。國家電網也有一個預測，到2060年終端電氣化消費比重要達到66%左右。國家電網每年都在大力推進電能替代工作，到目前為止，累計完成替代電量7274億千瓦時，預計十四五期間替代電量達到6000億千瓦時。
從“雙碳”愿景看，大趨勢還是非化石能源替代化石能源成為主體能源，構建以新能源為主體的新型電力系統。但轉型發展有一個前提，就是要保證整個電力、熱力的安全穩定供應，包括滿足不同時間尺度（日負荷、周負荷、月負荷、季負荷）下的系統需求，也包括應對一些極端天氣如年初美國德州遭遇的極寒天氣下的安全穩定供應，同時還要考慮經濟可承受的問題，這是非化石能源逐步替代化石能源的大前提。
當然，面臨的挑戰是非常大的。新能源為主體的新型電力系統下，未來風、光會有一個大規模的發展，但是風、光具有間歇性、波動性、置信容量低的問題。儲能是未來的一個方向，但是儲能技術需要解決長周期（>日)、大規模、低成本、高安全的問題。還有一個潛在的戰略路徑就是氫能，通過新能源電解水制氫將不穩定的風、光轉化為氫，既可作為直接用于終端的二次能源，又可以作為一種長周期、大規模的化學儲能，當然這還需要未來十年內氫能的“制儲運用”全產業鏈的成熟完善、核心設備和材料的突破，技術經濟性的不斷提高。
然后就是兜底問題，煤炭和煤電在未來很長一段時間仍然要發揮一個兜底保供的作用。雖然它是一個逐漸被替代的過程，但煤炭、煤電在未來能源結構中的保有量是多少，取決于整個能源結構、電力供應結構中可替代的能力，可替代的能力指的是清潔低碳、穩定可靠的電力、熱力，包括像核電、水電、生物質、天然氣以及儲能電站等等。風、光的話，目前從電力規劃的角度，基本上還無法算入電力平衡。
還有一個就是機遇，北方農村地區仍有4000余萬戶使用散煤等非清潔取暖方式。粗略測算，北方居民取暖過程二氧化碳排放量約6.5億噸，量也不小。在“雙碳”戰略目標下，整個供熱領域的清潔化、低碳化發展，是一個非常重要的方向。
發展趨勢
一是清潔低碳化。目前，國家層面正在研究制定分領域、分行業碳達峰實施方案，供熱領域的清潔低碳發展是實現“雙碳”目標的重要內容。新形勢下，農村清潔取暖不僅關系著污染物減排、美麗鄉村建設，也是農村能源革命、清潔低碳能源體系建設的重要內容。首先用戶側要做好建筑節能，要不斷提升終端設備能效，包括高效的爐具、熱泵等技術。熱源側存量上要不斷提升現役熱電聯產機組的供熱能力，加強余熱的利用，進一步挖潛增效，擴大存量供熱能力。在“雙碳”戰略之下，國家也提到要嚴控煤電的新增，當然嚴控新增并不等于不新增，對于電力、熱力有缺口的地方，還是要上一些。對于增量部分要積極推進一些清潔、低碳的技術，包括生物質、地熱、太陽能等。從各種技術路線對比來看，生物質在運行成本、老百姓的承受能力、季節特性等方面具有一定優勢，未來應該盡可能地利用現有的生物質解決部分供熱問題。
二是建立長效機制。目前存在農戶用不起或不舍得用，經濟條件較差的農民直接恢復了散煤取暖的成本問題；部分地方補貼已經明確退坡，運行成本較高、沒有補貼易返煤的可持續性問題；存量改造關注和管理不夠，可能會造成居民后期運維費用高，導致前期工作逐步失效的運維管理問題。建立長效機制，首先還是要不斷優化清潔取暖的實施路徑，逐步替代現有污染大、能效低、成本高的取暖方式，改善嚴重依賴持續運行補貼的局面；其次是要推廣一些先進高效的產品設備的應用；還有要逐步建立清潔取暖運維監管平臺，強化后續的運維。運維管理涉及到數據統計、運維服務、設備運行智能管理、散煤監控等等。
三是探索推進南方清潔取暖。南方清潔取暖在《2021年能源工作指導意見》中已經被明確提出，首先在長江流域和南方發達地區，鼓勵以市場化方式為主，因地制宜發展清潔取暖，培育產品制造和服務企業。同時，要研究推進西南高寒地區清潔取暖改造，因為清潔取暖不僅僅是北方的事情，在“雙碳”戰略目標下，清潔取暖是一個全局性的問題，或者說是整個供熱領域的問題。
四是可持續的商業模式。尤其是在農村地區推進清潔取暖，商業模式非常重要。農村資源及用能分散，分布式能源項目單體量小，但總需求體量大，與城市園區綜合能源服務商業模式不同。針對農村生物質，適宜“分散收集、分布生產、就近使用”利用方式，“政府支持、農民參與、企業運營”運營模式，建立可融資的商業模式。
最后提幾點建議。一是多元供給。因地制宜鼓勵風、光、生物質、地熱等多能互補的低碳能源供給體系，建立農村清潔能源收儲-加工產業鏈體系；二是多措并舉。加大農房建筑節能改造力度，節約能源，探索低成本圍護結構節能改造在農村建筑中的應用，開發推廣清潔高效爐具、生物質直燃鍋爐等產品；三是統籌銜接。和農村污染治理、生態治理、美麗鄉村建設、綠色金融等政策相結合，走綠色低碳發展之路，低成本推進“碳減排”和“碳中和”；四是支持政策。結合農村資源條件，因地制宜，鼓勵村鎮生物質鍋爐集中供熱、分戶式生物質燃料+專用爐具作為農村清潔取暖適宜的技術路線；發揮集中/分戶式生物質利用相關標準指導作用，地方避免“一刀切”；五是市場模式。探索村鎮地區生物質供暖合適的市場模式，“生物質能示范村”，生物質燃料在農村可采用分散式的“一村一廠”代加工模式，降低中間運輸成本及保證供應；在小城鎮宜采用大中型生物質鍋爐集中供暖。政府+企業+金融+村委會（合作社）+農戶。
在清潔取暖推進過程中，尤其農村地區要注意成本，什么樣的成本老百姓可以接受？只有成本可接受，清潔取暖才能持續的做下去。目前生物質相關的行業標準已經有了，下一步要發揮這些行業標準的指導作用，尤其對地方政府的指導，來避免具體政策中的“一刀切”問題。
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