我國北方地區清潔供暖規劃技術路線及發展新模式

孔令令，尹勇

（長春市規劃編制研究中心，吉林長春130033）

1 清潔供暖概述

清潔供暖的概念在2017年12月《北方地區冬季清潔規劃》中首次提出。其概念如下：借助地熱、生物質、工業余熱、電等清潔能源形式，實現系統低能耗、低排放的供熱模式。包含降低能耗、降低污染物排放等過程。整個模式涉及設備和部件較多，包括輸配管路、清潔熱源等。從清潔供暖的定義中可分析得出，該工程具有一定的系統性，包括用戶、熱源、熱網幾大部分，不可簡單地把清潔能源供暖定義為清潔供暖，需加強熱用戶、熱網方面的分析和重要價值探討。

2 規劃思路及技術路線

2.1 規劃思路

傳統供暖規劃的核心目標是提高供熱效率，借助熱源進行規劃區域范圍內的分析和探討。包括熱負荷分析及預測、熱源熱網規劃、工程量分析等，制定完整的供暖規劃。其中，熱源規劃工作中必須充分考慮新增熱源的影響，包括大型燃煤鍋爐、電廠等方面的建設，保證熱源供熱水平、供熱能力的提升。熱網和熱力站的規劃中，需考慮站點建設、站點改造、熱平衡設計等要素。清潔供暖規劃中除了要包含傳統供暖規劃信息，還要考慮供暖清潔化要求，合理利用當地資源等進行論證和探討，確定合適的清潔供暖模式。實現既有建筑的改造和控制，構建清潔化供暖系統，力求短期內實現多元化熱源的處理和控制。

2.2 技術路線

1）城市對于城市而言，其建筑密度較高，已初步建立大型的供暖系統和設備，其主要任務便是進行清潔化燃煤控制，力求降低燃煤總量，提高供熱規模，高效滿足新時代城市基本需求。對于當下城市供暖的技術路線，主要思路為城市供暖熱源多為大型電廠熱、工業余熱，需經由長距離輸送管道進行供熱。可將市政污水廠低溫污水資源進行充分利用，積極推進污水源熱泵供熱。還可結合當地風電、光電等資源進行處理，配套建設電供熱鍋爐房。另外，若結合當地天然氣氣源等條件進行處理，加強鍋爐房供熱體系的優化，待大型熱電廠建成后，方可有效開展后續調峰工作。

2）鄉鎮作為建筑密度中等區域，鄉鎮熱源主要以熱電廠、燃煤鍋爐房為主要支撐。其清潔供暖的規劃工作中，首要目的便是降低小型熱爐的應用，選擇更為合理的供暖方式。熱源方面，要充分考慮熱電廠、工業余熱等進行鄉鎮地區的供暖處理，還要加強區域性鍋爐房、燃氣鍋爐房的建設。針對污水源、太陽能等進行有效利用。加強熱網、熱電站等設備設施的完善化處理。保證技術路線、城市清潔規劃的協調性、合理性。

3）農村農村地區一般布局分散、地域遼闊、位置偏遠，不具備運行大規模供熱的基本條件。考慮到農村保溫、圍護結構相對薄弱，可能無法滿足建筑節能標準。當地供暖多以燃煤、秸稈燃燒為主，環境污染問題突出。為此，農村地區必須結合當地資源進行處理，建立持續化、多元化的清潔供暖。對于經濟條件較差地區，原小型燃煤鍋爐房系統可借助燃氣鍋爐進行替換，實施熱平衡設計，改造合理的熱網供應，提高供暖效果。對于經濟條件較好地區，加強生物質燃料、地源熱泵、太陽能供暖等分散性供暖方式的應用。農村供暖規劃中，必須考慮清潔供暖方案實施的可行性、持久性。加強建筑節能改造、控制能力的提升，力求快速降低建筑耗能。

3 北方清潔供暖發展現狀分析

3.1 天然氣供暖

天然氣供暖中主要燃料便是天然氣，設備為脫氮改造后的集中供暖設施或分散型供暖設備。其主要供暖方式包括分戶式壁掛爐、燃氣熱電聯產等。其優勢為燃燒效率高、二氧化硫等廢物排放量較少。相關數據表明，至2016年底，國內北方天然氣供暖面積高達22億m2，占比11%。

3.2 電供暖

電供暖是利用電能進行供暖的模式，主要設備包括電鍋爐、發熱電纜、蓄熱電暖氣等設備設施。需借助電驅動進行供暖處理，整體布置靈活度較高，較大程度地提高了電能在消費終端占比。其中蓄熱式電鍋爐供暖還可有效緩解高峰用電問題，利于可再生資源的消納。至2016年底，北方地區電供暖面積高達4億m2，占比2%。

3.3 清潔燃煤集中供暖

清潔燃煤集中供暖主要借助鍋爐、熱電聯產等進行供應，排放物經處理后，氮、硫等物質的排放濃度均低于50mg/m3。熱網供暖中，以超低排放物燃煤熱電供應為代表具有排放要求高、成本耗費大的特點，是降低當地大氣污染的主要方法和措施。至2016年底，國內北方地區清潔燃煤供暖面積為35億m2，占比17%。

3.4 其他清潔供暖形式

可再生能源供暖還包括地熱、太陽能、工業余熱供暖等，至2016年底，全國北方地區累計供暖面積為8億m2，占比4%。其中地熱供暖是借助換熱系統完成戶內供熱。國內北方地區的地熱供暖具有較廣泛的應用。生物質供暖為借助多種生物質原料及其轉化生產的氣體、液體燃料等進行供暖的方法，包括生物質鍋爐、熱電聯產等方式。至2016年底，國內北方地區的生物質供暖面積高達2億m2。太陽能供暖屬于輔助供暖形式，供暖范圍相對有限。工業余熱供暖中，主要利用熱量是工業生產后所產生的余熱，經余熱利用裝置可完成傳熱傳質控制，實現向用戶供暖的方法。至2016年底，國內北方地區的工業余熱供暖面積已達1億m2。

4 清潔供暖主要問題分析

4.1 未做統籌管理和規劃

長期以來，國內北方地區供暖中，對天然氣、煤、電、可再生資源的供熱存在規劃一般、熱力供需不平衡的特點，導致供熱布局無法維持科學化、區域化的模式。現階段，純凝機組的供熱也無法實現統籌控制及優化處理，改造后也無法高效應對電網調峰要求，導致部分區域不得已做出棄風、棄電的狀況。此外，北方部分地區將清潔供暖“一刀切”處理，后續效果相對較低。在供暖工作執行中，存在管理職能混亂、統一管理不足、涉及范圍受限等問題，項目推進中存在協調不足、聯動性差等問題。

4.2 支持政策、體制機制存在缺陷

北方供暖區域熱源處理中存在熱源無法相互調節的問題。熱電聯產供熱范圍、鍋爐關停狀況普遍，無法充分發揮供熱效果。天然氣價格、電價、熱價等無法執行當地官方統一標準，市場化運作和調節水平較為有限。風電供暖中，項目無法進行電量化形式的交易，進而無法充分發揮富余風電低價的優勢。燃氣供電管理中，由于中間環節多、管理成本偏高，限制了相關工作的推廣和應用。集中供暖的計費方法存在不科學、浪費現象明顯等問題。北方除了京津冀等地區出臺了一系列措施進行支持和幫扶外，大部分地區仍缺少政策幫扶，其價格、市場運作、資金等推動效果較差。

4.3 清潔能源供應成本高

清潔能源供應中存在短板問題。以天然氣為例，存在季節性起伏，最大峰、谷差高達10倍，天然氣供暖存在缺口限制了供暖工作的發展。由于燃氣管網的薄弱環節影響，農村燃氣管網的供應存在較大缺陷。部分地區配電網網架薄弱，增加了投資改造成本。受設備腐蝕、管網老化影響，供暖系統的安全性問題極為突出，最終結果為清潔供暖成本高于燃煤供暖，無法保證清潔供暖的盈利效果。

此外，技術支撐能力有限也不容忽視。部分清潔供暖技術的應用范圍較為有限，國家相關機構并未出臺對應的技術標準和規范，造成市場化不統一、操作不規范、產品質量差等問題，致使用戶體驗較差。技術水平有限也引發了建筑節能水平偏低的現狀。北方大部分地區的圍護結構薄弱、熱工性能差，造成取暖環節熱量損失比例偏高，無法響應供暖成本控制、節約能源等要求。

5 清潔供暖發展的新模式

1）建議加強清潔供暖方式的論證處理。規劃控制中必須結合當地條件進行處理，建立系統化的供熱要求及補貼管理，做到因地制宜控制，避免散煤復燒等狀況，提高清潔能源的可持續性。避免建立空洞的方案規劃，須考慮方案可執行性、實施效果等因素。

2）供暖規劃中，不僅要考慮熱源規劃要求，還要加強熱網、熱用戶方面的管理和科學引導，提高熱網改造效果和時間管網高效連接的控制和管理，完善建筑結構節能改造效果和措施。

3）結合供暖區域形態、組團規模等進行差別化處理，避免一概而論的管理模式。如平原地區、城鎮地區，住戶分布集中度高，可利用周邊余熱資源采用熱電聯方式進行集中供應處理。山區、偏遠農村由于住戶分散度高，供熱規模較小，可采用分散供暖、集中供暖結合的方式，必要時還可因地制宜應用生物質供熱、太陽能供熱等。

4）規劃方案應考慮遠近結合、合理規劃銜接。部分地區在清潔供暖中未考慮后續影響，尤其是經濟條件較差的農村地區，由于資源條件、設備設施、住戶承受能力等限制，可采取階段性燃煤鍋爐房的節能改造管理，最大程度地降低燃煤污染，采取過渡法轉化為清潔供暖。

6 結語

現階段，我國北方地區清潔取暖比例仍處于較低狀態，原煤散燒現象屢見不鮮，對空氣質量造成較大影響，霧霾天氣頻發，不符合目前國家正在實施的大氣污染防治攻堅計劃要求。因此，應對清潔供暖規劃技術路線進行梳理，創新發展模式，推進清潔能源生產與消費革命，有效減少污染物排放，促進生態環境保護和經濟社會健康、有序發展。