當(dāng)前，我國北方地區(qū)清潔取暖比例低，特別是部分地區(qū)冬季大量使用散燒煤，迫切需要推進清潔取暖，清潔取暖成為能源轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容。近年來，中央與地方政府高度重視，出臺了一系列相關(guān)政策措施推動北方地區(qū)清潔取暖。如何提高北方地區(qū)取暖清潔化水平，減少大氣污染物排放，成為近年來能源清潔化利用方面的探討熱點。

01

當(dāng)前北方地區(qū)取暖的基本情況

我國北方地區(qū)取暖以燃煤為主。截至2016年底，我國北方地區(qū)1城鄉(xiāng)建筑取暖總面積約206億平方米，其中，城鎮(zhèn)建筑取暖面積141億平方米，農(nóng)村建筑取暖面積65億平方米。城鎮(zhèn)地區(qū)主要通過熱電聯(lián)產(chǎn)、大型區(qū)域鍋爐房等設(shè)施進行集中供暖，供暖面積約70億平方米，城鄉(xiāng)接合部和農(nóng)村等地區(qū)多使用柴灶、火炕、爐子或土暖氣等分散供暖。北方地區(qū)燃煤取暖面積約占總?cè)∨娣e的83%，取暖用煤年消耗約4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中散燒煤（含低效小鍋爐用煤）約2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，主要分布在農(nóng)村地區(qū)。

我國北方地區(qū)清潔取暖比例低。截至2016年底，我國北方地區(qū)清潔取暖總面積不足70億平方米，占北方地區(qū)總?cè)∨娣e的比例為34%。其中，51%的清潔取暖面積為超低排放燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組供暖，天然氣供暖約占清潔取暖總面積的32%，電供暖、可再生能源及其他供暖面積合計約占清潔取暖總面積的17%。

02

主要清潔取暖方式的技術(shù)經(jīng)濟比較

清潔取暖是指利用天然氣、電、地?zé)帷⑸镔|(zhì)、太陽能、工業(yè)余熱、清潔化燃煤（超低排放）、核能等清潔能源，通過高效用能系統(tǒng)實現(xiàn)低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物排放和能源消耗為目標(biāo)的取暖全過程，涉及清潔熱源、高效輸配管網(wǎng)（熱網(wǎng)）、節(jié)能建筑（熱用戶）等環(huán)節(jié)。清潔取暖的幾種主要供暖方式的技術(shù)特性比較匯總于表1。

城市熱力管網(wǎng)覆蓋的區(qū)域，集中供暖具有最佳的經(jīng)濟性，未來較長時期內(nèi)，經(jīng)過超低排放改造的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組和大型燃煤鍋爐，仍將是多數(shù)北方城市城區(qū)、縣城的基礎(chǔ)性熱源。集中和分散式的天然氣供暖、電供暖技術(shù)已經(jīng)成熟，但經(jīng)濟性相對較差，供暖改造投資較高，推廣需要依賴地方政府的資金和政策支持。

從用戶取暖價格角度，各種取暖方式經(jīng)濟性由高到低依次為：集中燃煤供暖、集中天然氣供暖、分散式天然氣供暖、熱泵、分散式電取暖、蓄熱電鍋爐。計入政府補貼后，電供暖經(jīng)濟性有所提高，特別是空氣源熱泵方式的供暖費用可接近燃煤集中供暖。以北京地區(qū)為例，不考慮政府補貼時，集中供暖方式下每戶供暖季支付費用不高于30元/平方米，散燒煤取暖費用使用煙煤26.9元/平方米、無煙煤45.6元/平方米，天然氣壁掛爐33.5元/平方米，熱泵供暖39.3～48.6元/平方米。考慮政府補貼后，電供暖費用可下降15%～36%，特別是空氣源熱泵，可低至20.8元/平方米，低于散燒煤供暖價格，與燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)供暖相近。北京地區(qū)各主要供暖方式用戶費用詳見表2。

注：表中數(shù)據(jù)由國網(wǎng)能源研究院調(diào)研整理得出，初始投資不計天然氣管網(wǎng)、配電網(wǎng)建設(shè)和用戶末端采暖管道費用，單位建筑面積供暖功率按100瓦計算，供暖燃料消耗按全國平均水平0.45 GJ/（m2·a）計算。各分散式供暖設(shè)備壽命期按10年計算，蓄熱電鍋爐、熱泵壽命期按20年計算。

03

北方地區(qū)清潔取暖發(fā)展展望

根據(jù)《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017~2021年）》，到2021年，我國北方地區(qū)清潔取暖面積將達到200億平方米，占北方地區(qū)總?cè)∨娣e的比例達70%。各類清潔供暖方式供暖面積與規(guī)劃目標(biāo)詳見表3。

在清潔取暖中，清潔燃煤供暖仍將是最主要形式，天然氣與電供暖等主要清潔供暖面積也將得到一定提升，它們發(fā)展的前景和所面臨的問題討論如下。

（1）清潔燃煤供暖

清潔燃煤供暖仍是近期我國北方地區(qū)清潔取暖的主要形式。根據(jù)規(guī)劃，到2021年，超低排放熱電聯(lián)產(chǎn)供暖面積將由2016年的35億平方米增至80億平方米，增幅達130%，約占北方地區(qū)清潔供暖總面積規(guī)劃的40%；此外，超低排放鍋爐房集中供暖面積也將達到30億平方米。北方地區(qū)大量的現(xiàn)役燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組和大型燃煤鍋爐房未來將全面進行超低排放改造，還將新建1000萬千瓦的背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機組、城市周邊符合條件的純凝機組要實施供熱改造，以滿足淘汰燃煤小鍋爐后帶來的城市供暖需求。清潔燃煤供暖成本優(yōu)勢大，主要覆蓋已有熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的城鎮(zhèn)集中供暖區(qū)域。

清潔燃煤供暖面積的增加可能加大未來電力系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納難度。目前，我國北方地區(qū)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要手段仍是調(diào)節(jié)燃煤發(fā)電機組出力，由于熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱與發(fā)電出力之間的強耦合特性，使其供熱時發(fā)電出力可調(diào)空間很小，目前北方地區(qū)的熱電機組最小運行方式普遍高達額定出力的約70%，調(diào)峰能力不足20%，同時也擠占了新能源發(fā)電的消納空間。隨著清潔燃煤供暖面積的增加，北方地區(qū)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和新能源消納空間將進一步被壓縮。與此同時，北方地區(qū)熱電機組靈活性改造進展緩慢，截至2017年底，合計改造規(guī)模僅約800萬千瓦，相比“十三五”規(guī)劃的2020年完成改造1.3億千瓦目標(biāo)仍有很大差距，且后續(xù)改造試點尚不明確。因此，未來應(yīng)及時調(diào)整激勵政策，推進熱電聯(lián)產(chǎn)機組參與靈活性改造的意愿，以提高電力系統(tǒng)調(diào)峰能力、增加新能源消納空間。

（2）天然氣供暖

天然氣供暖應(yīng)根據(jù)氣源保障能力和管道輸送能力發(fā)展。根據(jù)規(guī)劃，到2021年，燃氣供暖面積將由2016年的22億平方米增至40億平方米，約占北方地區(qū)清潔供暖總面積規(guī)劃的20%。一方面，現(xiàn)有燃煤鍋爐和改造難度大的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組將實施燃氣鍋爐替代升級，另一方面，推廣燃氣壁掛爐普及并在城鄉(xiāng)接合部和農(nóng)村推動管網(wǎng)延伸。

天然氣供暖發(fā)展的主要問題。一是我國天然氣供應(yīng)對外依賴度高，供應(yīng)保障能力弱。預(yù)計到2020年我國天然氣對外依存度達到45%，同時我國天然氣調(diào)峰能力不強，夏、冬季峰谷差大，例如2017年入冬后，北方部分地區(qū)出現(xiàn)了天然氣供應(yīng)緊張局面。未來一方面要增加天然氣有效供應(yīng)，加快進口天然氣管道建設(shè)和液化天然氣（LNG）等氣源引進，另一方面需要加快重點管網(wǎng)和LNG接收站建設(shè)，強化基礎(chǔ)設(shè)施間的互供互保能力。二是盡管天然氣燃燒的氮氧化物排放約為燃煤的60%～70%，但由于燃氣供暖的熱電比低，提供相同熱量時氮氧化物的排放量與燃煤供暖基本相同，未來還要加強天然氣供暖設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，加強監(jiān)管，重點降低各類燃氣鍋爐氮氧化物排放濃度。此外，僅依靠“煤改氣”無法實現(xiàn)我國未來的碳減排要求，仍需要優(yōu)先大力發(fā)展可再生能源。

（3）電供暖

電供暖規(guī)劃目標(biāo)規(guī)模較小，未來應(yīng)進一步擴大以熱泵為代表的電供暖應(yīng)用。根據(jù)規(guī)劃，到2021年，各類電供暖面積合計由2016年的4億平方米增至15億平方米，占北方地區(qū)清潔取暖總面積的比例從6%上升至8%，這一比例遠小于燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)的40%、天然氣供暖的20%和燃煤鍋爐的15%。

電供暖的發(fā)展在技術(shù)、管理與能源供應(yīng)上具有相對優(yōu)勢。一是當(dāng)前電力整體供應(yīng)相對寬松。2017年，我國發(fā)電設(shè)備利用小時數(shù)僅為3786小時，電力供應(yīng)能力相對充足。二是供電保障能力強。電網(wǎng)為一體化運營管理，供電直接延伸至用戶用電末端，電供暖設(shè)施運行靈活，且安全性較高。三是清潔化水平高。電取暖用戶無污染物排放，同時有利于電能占終端能源消費比重的提高，增加電力系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏等清潔能源消納。

電供暖發(fā)展的主要問題在于成本相對較高。綜合考慮設(shè)備投資、供熱效率、供暖時間等因素，電供暖綜合成本是天然氣供暖的1.4～1.8倍，一次投入與電價補貼要求都比較高。當(dāng)前除京津冀等地區(qū)政策與資金支持力度較大外，大部分地區(qū)的財政支持政策仍較少。

未來應(yīng)進一步提高電取暖的面積與比重，推廣合理的電采暖方式。一是大力推廣經(jīng)濟性相對較好的熱泵電供暖方式。在非連續(xù)性采暖的學(xué)校、政府機關(guān)等場所優(yōu)先推廣，白天供暖夜間保溫，充分發(fā)揮電供暖運行靈活的優(yōu)勢，減少用電量和成本壓力。對于城鎮(zhèn)集中供暖難以到達的地區(qū)，推廣熱泵、電鍋爐等電供暖設(shè)施，合理提高補貼力度，充分發(fā)揮其覆蓋范圍廣、運行靈活優(yōu)勢。二是推廣電鍋爐與熱電聯(lián)產(chǎn)機組相結(jié)合的靈活性改造模式。采用加裝蓄熱式電鍋爐的方式對現(xiàn)役熱電聯(lián)產(chǎn)機組進行靈活性改造，實現(xiàn)“熱電解耦”，可增加熱電聯(lián)產(chǎn)機組的供暖能力，同時有利于提高電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力，成本投入可通過北方大部分地區(qū)正在試行的電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場等機制進行補償。三是創(chuàng)新開展新能源發(fā)電供暖新交易模式。加強新能源發(fā)電供暖的機制研究和推廣，探索直接交易的市場化模式，制定低谷和新能源棄電時段低價上網(wǎng)政策，合理降低取暖輸配電價，鼓勵清潔取暖用電電量參與電力市場直接交易。

備注

1.北方地區(qū)包括：北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、陜西、甘肅、寧夏、新疆、青海等14個省（區(qū)、市）以及河南省部分地區(qū)，涵蓋京津冀大氣污染傳輸通道的“2+26”個重點城市（含雄安新區(qū)）。

2.低排放燃煤指在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 毫克/立方米的燃煤技術(shù)。