智慧供熱：破解供熱困局的新動能

自1958年開始，我國城市集中供熱在北京開始實行，至今已有60多年歷史。截至2019年底，全國集中供熱面積達110億平方米。從能源結構上看，我國集中供熱的形式以燃煤熱電聯產和中大型燃煤鍋爐為主導，天然氣熱電聯產和中大型燃氣鍋爐次之，電力及其他能源形式占比較少。

供熱系統結構形式為“源—網—站—戶”。北京作為特大城市，截至2020年底，城鎮供熱面積達8.95億平方米。其中的居民供熱面積6.28億平方米，非居民供熱面積2.67億平方米，位居全國之首，對全國城市集中供熱具有示范和引領作用。下面，筆者結合在北京供熱行業近三十幾年的工作經歷，談談智慧供熱的相關話題。

我國供熱行業面臨的困境

新中國成立之初，由于受國民經濟發展水平的制約，集中供熱被確定為北方寒冷和嚴寒地區的民生保障。我國集中供熱以秦嶺和淮河為分界線，此線以北的三北地區（東北、西北、華北）為傳統集中供熱區域，此線以南為非傳統集中供熱區域。

近年來，隨著國民經濟發展水平不斷提高，人們對生活品質的要求也逐步提高，南方對供熱有了需求，北方對供熱質量要求更高了，這就給供熱行業帶來諸多新挑戰，行業發展也面臨一些困難和問題。

第一，供熱系統技術升級成本高、難度大。我國三北地區集中供熱60多年來，除部分熱力設備進行過升級換代外，整體系統升級較少，以“源—網—站—戶”為節點的熱力系統結構從集中供熱之初至今全面升級和改變的不多，沒有在實質性上實現突破。與此同時，供熱企業在研發上投入較少，供熱系統技術升級的成本高、難度大。

第二，供熱企業成本高、利潤低。供熱屬于公用事業，是民生保障和民心工程，行業企業只能保本微利。從宏觀上看，熱價由政府確定，而近年來能源成本、人工成本在不斷上升，供熱企業利潤不斷被壓減，有的甚至是利潤與成本倒掛，帶來較大虧損；從微觀上看，供熱行業門檻低，供熱企業從業人員的管理水平和技術水平相對其他行業較低，致使供熱企業成本增加，降低了利潤。同時，供熱設備設施隨著使用年限增加，也在逐步老化，維修維護費用逐年上升，成本逐年增加，削減了供熱企業利潤，供熱企業越來越無力進行系統升級改造，陷入惡性循環困境之中。

第三，政府主管部門監管考核難度大。供熱企業的技術水平、管理水平參差不齊，成本差異大；按面積收取供熱費，供熱企業成本與利潤不透明；供熱企業信息化程度低，政府主管部門缺乏供熱企業在運行、管理、服務上的全面真實有效的數據，行業政策制定及調整較為困難，考核只能停留在資料報送及服務質量水平方面。同時，非居民供熱屬于政府主管部門監管和考核的盲區，存在著吃大鍋飯、管理好壞一個樣的平均主義問題。

第四，供熱用熱管理體制滯后。在供水、供電、供氣、供熱這些市政供給行業中，水、電、氣的商品化及市場化較早，計量收費繳費被廣大居民用戶所接受。但供熱脫胎于我國計劃經濟時期的福利供暖，市場化較晚，“供暖”這個計劃經濟下的名詞仍在行業中普遍使用，“熱”的商品屬性一直未被完全確立，“供熱”這個商品化名稱尚未被正確認識。由于是按面積收取熱費，部分供熱企業為追求利潤，長期堅守室溫達標即可的態度。居民熱用戶只能被動接受按面積繳費及18攝氏度的合格室溫，造成供需矛盾日益加大。

我國供熱行業的主要矛盾

綜合分析近年來各地供熱基本情況，以及各地政府熱線反饋的突出問題。筆者認為，現階段我國供熱行業主要存在以下矛盾。

第一，用戶個性化用熱需求得不到滿足。法定采暖期已不能滿足城市居民用熱需求。現行的供停熱的規定是：當室外日平均氣溫小于或等于5攝氏度時開始供熱，當室外日平均氣溫大于或等于5攝氏度時停止供熱。

我國北方各城鎮所在的地理位置不同，室外氣溫變化不同，各地法定采暖期有所不同。以北京為例，采暖季為當年11月15日至次年3月15日，政府可根據氣象變化情況調整采暖期起止時間。北京法定采暖期共計120天，北京市供熱主管部門每年在供暖前和停暖前都要與氣象部門進行會商，如果供暖前或停暖后，北京天氣有特殊變化，如有寒流帶來低溫，北京供熱主管部門將要求供熱企業提前供暖或延后停暖，對超出供暖期供暖的天數，由北京市財政對供熱企業進行補貼。

但在正常氣溫下，供暖前15天及供暖后15天的時間里，北方各地室內外氣溫溫差較大，白天氣溫相對高，晚上氣溫相對較低，除自采暖用戶外，集中供熱居民在此時間段無法保證夜間室內達到舒適溫度。

第二，用戶個性化室溫需求得不到滿足。根據《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》規定：寒冷地區和嚴寒地區民用建筑主要房間冬季室內設計溫度應采用18攝氏度至24攝氏度。北京市供熱室溫要求不低于18攝氏度，由于供熱費按供熱面積收取，冬季供暖時用戶室溫越高，供熱能耗越高，供熱企業的成本也越高。因此，大多數供熱企業冬季供暖時將用戶室溫控制在18攝氏度至20攝氏度之間，而熱用戶需求的室溫都在這個溫度以上，特別是家中有老人和孩子的熱用戶，他們對室溫的需求通常在25攝氏度左右。

第三，用戶個性化供暖方式需求得不到滿足。居民室內采暖方式多為散熱器，也有部分為地面輻射采暖。在現行的供熱系統中，由于散熱器與地面輻射采暖的運行參數不一致，建筑室內采暖方式在建筑設計時就與熱源即集中供熱熱力站或燃氣鍋爐房的系統設計相對應，一旦設計完畢并建成后，不允許用戶私自改動室內采暖方式。比如：《北京市供熱采暖管理辦法》第21條規定：用戶不得拆改室內共用供熱設施、擴大采暖面積或者增加散熱設備。用戶裝飾裝修房屋不得影響供熱效果或者妨礙對設施進行正常維修養護。但實際供熱中，用戶經常會有更改室內供熱方式的行為。諸如變更散熱器原有安裝位置，變更原有散熱器類型或私自加大散熱器，將散熱器供暖方式改造成地面輻射采暖等等。

在現行供熱系統中，用戶私自更改室內采暖方式給供熱系統帶來嚴重水力失調，提高了水力平衡調節的難度，增加大量能耗，同時也影響周邊其他熱用戶的室溫。供熱企業對這種行為無能為力，造成供熱企業與改暖用戶之間的矛盾，也造成了未改暖用戶與供熱企業之間的矛盾。

第四，供熱為建筑背了“鍋”。目前我國供熱大部分仍然按面積向熱用戶收取采暖費。“熱”雖然是一種特殊的商品，但仍然是可以計量的。2006年建設部下發《關于推進供熱計量的實施意見》，文件中提出：“深化供熱改革，積極推進供熱計量，實現按熱量交納熱費，促進供熱采暖系統節能。”隨后幾年，北方各省開始了熱計量改造，國家也給予大量的熱計量改造補貼，但最終未能實現按照熱計量收費的目標。我國現有的建筑雖然外墻保溫性能在逐步改善，節能效果越來越好，但無論是非節能建筑、一步節能建筑、二步節能建筑、三步節能建筑，還是四步節能建筑，都在不同程度上存在戶間傳熱問題，邊戶、頂戶及底層用戶成為供熱不利點，中間戶成為供熱的優勢點。由于建筑內部戶與戶之間墻體無保溫隔熱層，當建筑外墻對室外無較大散熱時，戶間傳熱導致中間戶的室溫普遍高于供熱不利點用戶，甚至出現中間戶可以蹭熱，停熱不交熱費或少交熱費問題，用熱的不公平性極為明顯。對供熱企業來說，為了保證供熱室溫達標，加大供熱量，不利點用戶耗熱量明顯多于優勢點用戶，如果按熱量交熱費，不利點用戶熱費會遠遠多于優勢點用戶，當熱用戶無法背建筑熱損耗的“鍋”時，只有供熱企業來背這個“鍋”。這也是供熱企業愿意按供熱面積收熱費的原因所在。有的三步和四步節能建筑，從設計標準上看，節能效果很好，能耗很低，但建筑竣工后的實際保溫性能是否真正能達到設計標準，這仍然值得我們深入探討。去年供暖季，筆者對北京市某一個四步節能建筑拍攝了外墻紅外影像。從影像上，筆者看到建筑外墻上存在大量熱橋，說明個別新建建筑雖然是節能建筑，但仍然存在大量不利點熱用戶。

第五，供熱行業發展現狀與國家“十四五”規劃目標要求差距較大。“十四五”規劃強調：推動互聯網、大數據、人工智能等各產業深度融合。供熱行業發展水平低，信息化程度低，與實現互聯網、大數據、人工智能與供熱行業深度融合的智慧供熱還有相當大的差距。與此同時，碳達峰、碳中和的目標也給供熱行業提出了更高要求，加快推動綠色低碳發展，推動能源清潔、低碳、安全、高效利用，可謂時不我待。

智慧供熱可破解行業困局

智慧供熱是以熱用戶個性化用熱為目標，由清潔高效熱源、高效熱網所形成的智慧供熱系統與互聯網技術深度融合的供熱新生態。智慧供熱系統（熱力系統）是基礎，互聯網技術是實現智慧供熱新生態的工具，按需供給、節能高效、安全穩定是智慧供熱的主要特征，也是推動供熱體制改革、供給側結構改革和高質量發展的新動能。

第一，實行智慧供熱具有重要的現實意義。從供熱行業層面上講，智慧供熱是供熱行業技術、管理升級及有效實施供熱節能和碳中和的惟一選擇；從企業層面上講，智慧供熱是供熱企業節能降碳、降低生產和管理成本，提高供熱企業效益，以及為熱用戶提供高品質供熱服務的惟一辦法；從政府層面上講，智慧供熱是供熱主管部門對供熱行業實施監督、考核及政策制定和調整的惟一手段；從熱用戶層面上講，智慧供熱是熱用戶個性化用熱及公平用熱的惟一路徑。

第二，實行智慧供熱才能真正實現供熱商品化。只有智慧供熱才能真正實現供熱與其他市政供應（供水、供電、供氣）一樣便于用戶自主用熱、自主管理、自主交費的靈活供給方式。

從熱用戶角度看，可以自主控制室溫、自主選擇室內采暖設備（地暖、風盤、散熱器），按熱量自主繳費，法定采暖期外可適當增加彈性供熱，真正實現按需供熱。智慧供熱的出發點和落腳點歸根結底是熱用戶，熱用戶實現自主用熱是智慧供熱的核心。

從供熱企業角度看，以熱用戶需求為導向，為熱用戶提供定制用熱服務，能夠使供熱企業的生產成本、管理成本下降，使企業利潤得到保證。供熱企業在保證節能、安全運行的前提下，將徹底改善供熱用熱之間的矛盾，提供高質量、高水平的服務，這也將成為供熱企業增加利潤的重要手段。

從行業發展角度看，供熱行業將進入良性發展，供熱企業的生產、管理、服務全部透明化。

從政府主管部門看，供熱主管部門將掌握轄區內供熱企業及用戶的全部動態數據，監管、考核更加公平合理，政策制訂將更加科學合理。

智慧供熱發展得經歷三個階段

如何實現智慧供熱？智慧供熱是一次行業技術管理的全面升級，實現智慧供熱的道路仍然很崎嶇。

智慧供熱需要進行大量的研發工作，需要投入大量的資金成本和時間成本。供熱體制需要深化改革，供熱系統需要升級變革。智慧供熱需要經歷研發階段、初級應用和全面成熟三個發展階段。

智慧供熱研發需要大量人力、財務投入。由于供熱企業現狀參差不齊，供熱行業的技術研發較少，供熱企業主動進行的研發更少，這決定了智慧供熱的發展必然需要一個過程，智慧供熱的研發至少需要五年左右的時間。

智慧供熱初級應用階段也是智能化階段，就是結合智慧供熱研發，應用自動控制技術與互聯網技術進行系統集成，其結構形式是：老舊供熱系統+供熱自動控制系統+互聯網技術。由于現有供熱系統中供熱自動化技術的應用水平較低，供熱系統運行數據的監測及用戶室溫的監測比例也很低，對供熱的水、電、燃料的監測也都局限于紙質報表，缺乏對比和分析。智慧供熱的初期要實現對供熱系統運行數據、能源消耗、用戶室溫及室外環境溫度進行采集、存儲、挖掘、分析的目標。本階段將自動控制技術、互聯網技術進行系統集成，形成有價值的數據，為進一步智慧供熱系統研發提供數據支撐。同時，通過大量數據的監測和采集，進一步提升供熱生產、供熱管理水平。

經過智能化才能逐步走向智慧供熱全面成熟階段。沿用多年的老舊供熱系統需要與新技術進行融合升級，現有的供熱系統不進行根本性變革，無法實現熱用戶個性化、定制化用熱，也談不上真正的智慧供熱。智慧供熱系統的研發需要產學研結合，同時需要大量資金的投入，政府主管部門應給予政策的調整和支持。智慧供熱系統+互聯網技術+人工智能技術，是以熱用戶用熱需求為核心的智慧供熱，確實還是需要經歷一個艱難發展過程。

政府主管部門的支持、用戶的期昐以及供熱企業的切實行動，將形成我國智慧供熱發展的合力。在節能降碳的大背景下，智慧供熱的發展已經在路上，智慧供熱新生態即將為用戶提供舒適的、高品質的、個性化定制的用熱服務。

馬昕智

馬昕智，男，漢族，1970年出生，大學本科學歷，現任北京天工華云科技有限公司總工程師、北京東元同創能源技術有限公司總經理。從事供熱工作近三十年，先后參與北京化工大學供熱節能改造工程、中國海洋大學供熱節能改造工程、中科院北郊鍋爐房改造工程、人民日報社熱力改造工程等項目。2012年，被中央辦公廳毛主席紀念堂管理局特聘為“毛主席紀念堂”熱力站改造項目評審專家，被北京市城市管理委員會聘任為“北京市供熱節能改造項目評審專家”及“北京市供熱計量改造項目驗收專家”。帶領技術團隊獲供熱方面發明專利4項，實用新型專利20多項。