北方農村地區清潔采暖規劃編制方法探討與思考

鄭淑晶 李琳紅

(青島市城市規劃設計研究院，山東 青島 266022)

1 概述

為減少大氣污染排放，打好藍天保衛戰，發改委、能源局等十部委聯合下發了《關于印發北方地區冬季清潔取暖規劃(2017—2021)的通知》(發改能源[2017]2100號)，該文件首先明確了清潔取暖概念，其次對北方地區提出了近期2019年、2021年相應的清潔化取暖率目標[1]。

青島市各區市近年來陸續開展農村地區清潔取暖規劃編制工作，作者結合所承擔的其中三個區市的規劃編制任務，針對規劃編制技術路線、規劃核心技術問題及解決方法、規劃推進實施建議等方面總結成文，望給同類規劃的編制人員一定的啟發參考。

2 規劃編制技術路線

根據《山東省農村地區清潔供暖專項規劃編制大綱(試行)》和實際規劃編制經驗，將農村地區采暖規劃的編制技術路線簡要概括為：

在現狀資料收集及分析基礎上進行熱負荷預測，綜合考慮熱用戶用熱特點、資源稟賦條件、政策要求等多方面因素確定各用戶供熱方式，進而進行能源需求預測。同時對熱源熱網、電源電網、氣源氣網等相關配套設施進行布局規劃，對建筑節能改造、項目組織實施、投資估算等方面進行實施規劃，以確保本規劃順利落地、節能減排效果顯著[2]。

繪制技術路線圖見圖1。

3 規劃編制中需關注的核心技術問題

3.1 充分考慮空置率、使用率、采暖設計溫度、持續采暖時間等因素影響，避免負荷預測結果虛高

供熱面積是制定供熱規劃的基礎數據[3]。農村地區非供熱面積數量龐大，不可將建筑面積等同于供熱面積進行負荷預測。非供熱面積主要指村莊空心化導致的空置房屋，以及雜物房、常年無人居住不常使用房間等。根據項目所在地實際情況調研，村莊房屋空置率為10%～20%，使用率即每戶冬季采暖房屋面積占每戶總建筑面積的比例為60%～70%。

能源需求量預測應充分考慮農村供熱的特殊性，相比城市供熱水平，農村房屋的采暖設計溫度、持續采暖時間均應有所降低，避免計算結果虛高。

3.2 根據用戶用熱特點，因地制宜的選擇供熱方式

根據山東省農村采暖規劃編制相關要求，將農村熱用戶劃分為新型農村社區、公共服務設施、村莊三個類別[4]。

新型農村社區和公共服務設施通常建筑保溫性能良好、分布較為集中，便于實施集中供熱，優先考慮將其納入城市集中供熱體系，其次可采用以小區、公服設施個體為單位的小型集中供熱，熱源可選燃氣冷凝鍋爐、生物質鍋爐、空氣源熱泵或地源熱泵集中供熱系統等方式。小微型公服設施適宜采用分散采暖，優先推薦方便靈活的空氣源熱泵機組，見圖2，圖3。

在農村清潔采暖規劃中，確定供熱方式最為困難的是村莊。村莊以戶為單位，一層平房為主，普遍無外保溫，單層門窗，單位建筑面積耗熱量大。從經濟角度考慮，除鎮駐地或熱源周邊的少數村莊外，該類建筑不宜采用集中供熱，應采用分散供熱，具體熱源形式則與其資源稟賦條件、經濟收入水平密切相關。

農村采暖規劃編制一般以區、市、縣為單位，所轄村莊數量成百上千，每個村莊逐一分析研究供熱方式明顯不切實際，為此建議將規劃區內的村莊按照一定的共性進行分類，然后為每類村莊規劃合理的供熱方式。根據青島市村莊實際情況，作者在規劃編制中將村莊劃分為五大類，各類村莊特點及規劃供熱方式分析見表1。其他各地市可結合實際情況分出許多特色村(鎮)，比如以生產家具、林木種植、家禽家畜飼養等產業為主的生物質能特色村(鎮)，地熱資源豐富的地熱能特色村(鎮)，工業余熱豐富的余熱能特色村(鎮)等等。

表1 村莊分類及供熱方式分析表

在規劃階段，為同一村莊規劃多種方式不利于后續電力、燃氣、熱力等配套設施的布局，同時很難界定各類供熱方式的相互比例，導致預測各類能源的需求量困難。因此建議在規劃中為每個村莊推薦一種主要采暖方式，生物質節能環保爐和空氣源熱泵是作者認為目前對一般村莊最具有普適性的清潔供熱方式，其他滿足政策的清潔供熱形式可采用但不做具體要求。政府要求的清潔取暖率為約束型指標，規劃中必須落實，各清潔供熱方式之間的占比關系以及后期實施階段的逐年改造比例為引導性指標，規劃中不做強制要求。

3.3 三網配套容量配置要充足

確定好規劃區供熱方式后，應核算集中供熱管網輸送能力、天然氣管網輸送能力以及各等級變壓器供電能力是否滿足需求，提出相應配套設施、管網的改擴建計劃。

對于“煤改電”用戶，重點是村級變壓器容量升級擴容及相關線路改造，現狀農村變壓器戶均容量通常在2 kVA～3 kVA，建議將變壓器戶均容量提升至6 kVA[1]。對于“煤改氣”用戶，重點是氣源和管網體系建設。村鎮燃氣管網通常為DN200中壓A級管網，按照DN200管道輸送能力6 700 m3/h估算，可滿足約15 000戶村戶冬季采暖用氣和炊事用氣需求。

3.4 選擇經濟合理的建筑節能改造方式

農村建筑保溫性差，耗熱量大，實施建筑節能改造是從源頭減少能源消耗、污染物排放的有效方式之一。

在建筑節能改造方式上，農村住宅的熱損失主要發生在外墻圍護結構、門窗、屋頂和地面，其中屋頂的熱損失約為20%,門窗熱損失量約為30%～40%，外墻熱損失約為40%～50%，地面熱損失約為5%[5]，圍護結構改造成本約為60元/m2～100元/m2，可節省30%左右的能耗，3年～5年即可回收成本，具體改造方案應綜合改造成本、運行效果及運行成本等因素確定。目前常用的改造方案是墻體外保溫、改為雙層門窗、封廈或組合方式改造，清潔供熱改造初投資(含取暖設備采購安裝和建筑節能改造)不宜超過10 000元。

4 對規劃推進實施的幾點思考

4.1 從經濟角度出發，賦予清潔采暖鮮活生命力

清潔供暖成本普遍高于普通燃煤供暖，很難同時保證清潔供暖企業盈利且用戶可承受。多地清潔供暖推進高度依賴政府補貼，自身造血能力不足。目前業內普遍達成“補初裝不補運行”的共識，在此情形下做好建筑節能保溫工程、就地選擇能源、智能控制系統運行時間等措施以降低運行成本、減輕用戶經濟壓力顯得尤為重要。按照目前農村采暖支出水平，清潔供熱方式年運行費用不超過1 000元才有較好的自生能力。

4.2 從節能效果出發，建筑節能保溫工程先行

實施建筑節能保溫，單位建筑面積熱負荷指標可降低30%左右，節能效果顯著。因此清潔供熱必須以完成建筑節能保溫工程為前提，否則再清潔的供熱方式對節能減排而言都是枉然。即便未進行供熱方式清潔化改造的用戶，實施建筑節能改造也能取得較好的節能減排效果。

4.3 從可行性出發，遵循事物發展規律

為完成政府改造任務，不少地市出現臨時購買安裝電暖器、燃氣壁掛爐等設備應付檢查的現象。至規劃目標年(2021年/2022年)，政策要求農村地區清潔取暖率從現狀的10%～20%提升至60%～80%(各地市要求不同)，改造任務時間緊、任務重，應切實做好組織實施，任務分解至具體部門，借鑒先行城市的寶貴經驗制定詳盡可行的工作推進計劃。

5 結語

與常規供熱規劃相比，該類規劃具有規劃期限短、重實施、熱用戶量多且分散、牽涉部門眾多等特點，在規劃編制過程中應尤為重視下述內容：

1)供熱負荷預測與能源需求預測，應在合理選擇采暖溫度，充分考慮農村房屋空置率、使用率、供熱持續時間等因素的基礎上進行，避免預測值虛高。

2)以用熱共性劃分用戶類別，因地制宜確定各類建筑供熱方式，具體問題具體分析，切勿生搬硬套。

3)相關配套設施規劃和建筑節能改造規劃內容應詳盡具體，且實施順序優先于清潔供熱方式改造，確保清潔供熱改造效果顯著。

4)規劃推進應從經濟角度、節能效果、可行性出發，設置合理彈性空間，避免規劃單一供熱方式而限制其余清潔供熱方式發展，避免政府考核嚴卡逐年改造比例導致實施部門產生抵觸情緒。