一、定義

清潔供熱，是指因地制宜使用清潔化能源（熱源），直接或通過高效輸配管網為熱用戶提供安全、綠色、經濟熱能的供熱方式，其實質是熱能的生產、輸配及使用的全過程實現節(jié)能清潔環(huán)保。清潔化能源主要指天然氣、電、地熱、生物質、太陽能、風能、空氣能、工業(yè)余熱、煤炭清潔利用及核能等能源。熱用戶涵蓋工業(yè)、農業(yè)及建筑等所有生產、生活場所。

二、清潔供熱主要供熱方式及技術特性

（1）清潔燃煤集中供熱

清潔燃煤集中供熱是對燃煤熱電聯(lián)產、燃煤鍋爐房實施超低排放改造后（即在基準氧含量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），通過熱網系統(tǒng)向用戶供熱的方式，包括達到超低排放的燃煤熱電聯(lián)產和大型燃煤鍋爐供熱。

清潔燃煤供熱成本優(yōu)勢大，主要覆蓋已有熱力管網系統(tǒng)的城鎮(zhèn)集中供熱區(qū)域。環(huán)保排放要求高，對城鎮(zhèn)民生取暖、清潔取暖、減少大氣污染物排放起主力作用。其問題制約是清潔燃煤供熱面積的增加可能加大未來電力系統(tǒng)調峰和新能源消納難度，集中供熱管網難以延伸至廣大農村地區(qū)。

（2）天然氣供熱

天然氣供熱指以天然氣為燃料，利用脫氮改造后的燃氣鍋爐、燃氣熱電聯(lián)產等進行集中供熱，以及燃氣熱泵、壁掛爐等進行分散供熱。與燃煤供熱相比，天然氣供熱的熱效率更高，煙塵及SO?的排放量更低；與電制熱供熱相比，天然氣供熱經濟性更好。

天然氣供熱具有可根據自己需要調好時間段供熱（經濟性）、供熱溫度隨意設定、一般采用壁掛鍋爐，洗鍋洗澡熱水隨用隨來、啟動快的優(yōu)點，同時也有一次性投資大（鍋爐基本一萬元左右）、鍋爐使用1—2年后，有維修費用、長時間供熱，費氣。用氣費用驚人（尤其是100平米以上房子）的缺點。

天然氣供熱發(fā)展的主要問題。一是我國天然氣供應對外依賴度高，供應保障能力弱。二是盡管天然氣燃燒的氮氧化物排放約為燃煤的60%～70%，但由于燃氣供熱的熱電比低，提供相同熱量時，氮氧化物的排放量與燃煤供熱基本相同。天然氣管網覆蓋范圍相對較小，還無法覆蓋很多農村地區(qū)。

（3）電制熱供熱

電制熱供熱指利用電能，使用普通電鍋爐、蓄熱電鍋爐、電鍋爐+水蓄熱、電鍋爐+相變蓄熱等集中供熱方式，以及發(fā)熱電纜、電熱膜、碳晶、熱軌、碳纖維、直熱式電暖器、蓄熱式電暖器等分散供熱方式，還包括各類電驅動熱泵等方式進行供熱。

電供熱的發(fā)展在技術、管理與能源供應上具有相對優(yōu)勢。一是當前電力整體供應相對寬松。二是供電保障能力強。電網為一體化運營管理，供電直接延伸至用戶用電末端，電供熱設施運行靈活，且安全性較高。三是清潔化水平高。電取熱用戶無污染物排放，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)中風電、光伏等清潔能源消納。

電供熱發(fā)展的主要問題在于成本相對較高。綜合考慮設備投資、供熱效率、供熱時間等因素，電供熱綜合成本是天然氣供熱的1.4～1.8倍，一次投入與電價補貼要求都比較高。

（4）地熱供熱

地熱供熱指利用地熱資源，使用換熱系統(tǒng)提取地熱資源中的熱量向用戶供熱，可作為集中式或分散式供熱熱源。按照埋存深度和溫度等級，地熱供熱可分為淺層地熱資源、水熱型地熱資源和干熱巖型地熱資源。目前，淺層和水熱型地熱能供熱（制冷）技術已基本成熟——淺層地熱能采用熱泵技術提取熱量，而水熱型地熱能通過人工鉆井或天然通道開采利用；干熱巖型地熱能開發(fā)尚處于起步階段。

地熱供熱的主要優(yōu)勢是清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠、在我國北方地區(qū)地熱儲量豐富、分布廣泛。主要問題與制約是當前技術標準、管理制度、環(huán)保標準等有待健全、更適合統(tǒng)一規(guī)劃、集中開發(fā)。

（5）生物質能清潔供熱

生物質能清潔供熱指利用生物質原料及其轉化燃料在專用設備中清潔燃燒供熱的方式，包括：排放達標的生物質熱電聯(lián)產和大型生物質鍋爐等集中供熱，以及中小型生物質鍋爐等分散供熱。我國中小型燃煤供熱鍋爐數量較多，清潔替代任務較重。生物質能供熱在終端消費環(huán)節(jié)直接替代燃煤，有較大的發(fā)展空間。

生物質能清潔供熱的主要優(yōu)勢是適宜就近收集原料、分布式開發(fā)、在用戶側直接替代煤炭。生物質成型燃料由農林生物質壓縮制成，便于儲存與運輸，燃燒效率高，是國際公認的清潔低碳燃料，生物質成型燃料鍋爐供熱的清潔程度高于天然氣，成本則遠低于天然氣。主要問題與制約是高效低排等重大技術及標準、產業(yè)體系等都有待成熟、缺乏專業(yè)化原料供熱體系，難以穩(wěn)定滿足供熱需求。

（6）太陽能供熱

太陽能供熱指利用太陽光熱能，借助太陽能集熱裝置，配合其他穩(wěn)定性好的清潔供熱方式向用戶供熱。太陽能供熱可分為主動式和被動式。根據熱媒不同，主動式太陽能供熱可分為太陽能空氣供熱和太陽能熱水供熱2種類型。

太陽能空氣供熱主要針對單層、閑置農房，其系統(tǒng)啟動快、耐凍，但效率低。太陽能熱水供熱是從太陽能生活熱水基礎上發(fā)展而來，其系統(tǒng)效率高、易安裝，但控制不當易發(fā)生凍害、過熱等問題。被動太陽房是被動式太陽能供熱的典型代表，20世紀80年代初就已在北方地區(qū)廣泛應用。

太陽能供熱具有使用壽命長、應用場景廣泛等特點；在同等供熱情況下，可節(jié)約40%—60%的能源成本。目前，集中式太陽能區(qū)域供熱是國際發(fā)展的趨勢和方向。

（7）工業(yè)余熱供熱

工業(yè)余熱供熱指回收工業(yè)生產過程中伴生的余熱，經換熱裝置提質后進行供熱的方式。與燃煤供熱、天然氣供熱、電制熱供熱相比，工業(yè)余熱供熱在技術及經濟上均具有較好的可行性。但工業(yè)余熱種類繁多，其數量和形態(tài)在時間或空間上也常具有不確定性，囿于傳統(tǒng)余熱回收技術水平，難以被高效利用。而儲熱技術的優(yōu)勢，恰恰能夠緩解能量供需雙方在時空、強度與地域上不匹配的矛盾。將儲熱技術與工業(yè)余熱清潔供熱技術有機結合，可進一步提升余熱轉換效率。

（8）核能供熱

核能供熱指以核裂變產生的能量為熱源的集中供熱或分散供熱。目前，核能供熱主要有2種方式：低溫核供熱

和核熱電聯(lián)產。低溫核供熱已形成池式供熱堆和殼式供熱堆2種主流技術，單個模塊供熱能力在200兆瓦左右，可滿足400萬平方米用熱需求；核熱電聯(lián)產的綜合能源利用率可達80%，單臺1100兆瓦電力機組供熱能力超過2000兆瓦，供熱面積達5000萬平方米。

三、清潔供熱的難點問題

我國清潔供熱技術經過幾年的發(fā)展，呈現出多種形式齊頭并進，多種熱源共同使用的現狀。但從現狀來看，快速推進的清潔供熱在發(fā)展過程中存在諸多的問題亟待解決，在實際的推進過程中，可以選擇適用的清潔供熱技術，優(yōu)化供熱規(guī)劃。引導當地供熱企業(yè)、投融資機構、各種熱源的生產企業(yè)和各地經銷商群體積極參與，共同把清潔供熱做好。

（1）清潔取暖科學評價指標有待統(tǒng)一

清潔取暖技術種類較多，百花齊放，但評價指標一直無法統(tǒng)一，缺乏普適性。有些指標過于簡單，只關注其經濟性指標，往往忽略取暖方式是否與當地的能源布局及生態(tài)環(huán)境相適應等問題；有些指標過于繁冗，需要建立復雜的數學模型，可操作性不強。這就使得清潔取暖技術市場魚龍混雜，很難以統(tǒng)一標準衡量某項技術的優(yōu)劣。

（2）供熱管網能效水平有待提升

目前，我國城鎮(zhèn)集中供熱管網總里程已達到48.8萬公里，其中75%為城市集中供熱管網，但室外管網的輸送效率僅為70%。究其原因：硬件設施方面，供熱管網的結構布局不合理，支狀管網較多，導致管網水力失調問題嚴重。再者，部分老舊管網因運行維護不到位，“跑冒滴漏”等問題嚴重，還有管網凝結水問題、管網保溫問題等，這些都可造成整個供熱管網的輸送效率下降；軟件設施方面，供熱系統(tǒng)的調控技術水平落后，因大部分熱網末端熱用戶未采用實時熱計量措施，使得現有的供熱系統(tǒng)只是對設備的粗放型調節(jié)，無法根據熱用戶的需求對整個供熱系統(tǒng)進行精準調控，導致管網過量供熱或供熱不足現象時有發(fā)生。

（3）多方共贏長效機制有待建立

目前，清潔取暖改造資金主要來自3個方面：中央財政試點城市獎補資金、地方財政補貼資金、社會資本投入。隨著2019—2020年采暖期的結束，天津、唐山、石家莊等第一批北方地區(qū)清潔取暖試點城市3年示范期也將結束，清潔取暖工作將面臨最終考核，而考核結果將直接關系到試點城市能否足額領取獎勵資金。天津和濟南已經宣布要延長清潔取暖運行補貼至2022—2023年采暖期結束，而唐山表示將分3年逐步取消運行補貼，其他城市尚未明確后續(xù)政策。

從清潔取暖試點城市情況看，即使存在補貼，其運行費用仍然比傳統(tǒng)散煤取暖方式高。如果清潔取暖補貼逐步取消，后續(xù)工作如何展開將是一個棘手的問題。雖然河北省張家口市可再生能源示范區(qū)探索了一條“政府+電網+發(fā)電企業(yè)+用戶側”共同參與的“四方協(xié)作”發(fā)展之路，但有其特殊背景——張家口市域內蘊含豐富的風能、太陽能和生物質能等資源，為可再生能源開發(fā)與應用提供了良好的基礎，這也是“四方協(xié)作”機制成功建立的關鍵點之一，但不具備全國大范圍推廣可行性。如何建立一套多方共贏的長效機制，是解決清潔取暖用戶端長期可持續(xù)的關鍵所在。

四、清潔供熱發(fā)展難題的解決路徑

（1）逐步建立清潔取暖科學評價體系

科學的清潔取暖評價體系需要相關的科研單位和供熱企業(yè)聯(lián)合攻關。應針對當前多種清潔取暖技術的優(yōu)缺點，秉承“科學性、先進性、協(xié)調性、可操作性”的理念，將熱力學、熱經濟學、環(huán)境經濟學等相結合。從全生命周期角度，建議主要考察3個方面指標。

（2）能效指標

因燃煤、天然氣、電能、地熱能、生物質能、太陽能、工業(yè)余熱、核能等能量品位高低不同，傳統(tǒng)的?分析和能級平衡理論無法充分考慮能量轉換環(huán)節(jié)的轉換效率，只能說明輸入能量和用戶之間的能量品質的差異。為此，江億等提出了能質系數的概念，即不同能源對外所能做的最大功與其總能量的比值。利用能質系數的概念，可更合理地反映各種形式能量品位的高低。電能的品位最高，可完全轉換為功，能質系數為1；其他能量形式的能質系數要根據實際對外做功的能力來分別確定。若達到同等的用戶采暖要求，從節(jié)能角度考慮，采用能質系數較低的能量形式更為可取。

（3）經濟指標

在進行不同能量形式的熱源供熱系統(tǒng)經濟性評價時，除了需要考慮初投資及后期的運行與維護費用外，還要結合熱經濟學結構理論，將總成本分攤在供熱系統(tǒng)或供熱裝置的全生命周期之內，考察構成系統(tǒng)或裝置的各個組件的單位?成本，以獲得系統(tǒng)或裝置的平均?成本。若達到同等的用戶采暖要求，從經濟性角度考慮，平均?成本較低的供熱系統(tǒng)或裝置性能更優(yōu)。

（4）環(huán)境影響指標

針對不同能量形式的熱源供熱系統(tǒng)對環(huán)境影響的程度不同，需要在同一個供熱周期內開展，不僅要考慮CO2、SO2、NOx等污染物的影響，還要考慮構成系統(tǒng)或裝置的各個組件自身材料對環(huán)境的影響（如組件自身材料材質是否有毒有害、是否可循環(huán)利用等），之后才能測算出系統(tǒng)或裝置的單位環(huán)境影響因子。若達到同等的用戶采暖要求，從環(huán)境影響角度考慮，單位環(huán)境影響因子較低的供熱系統(tǒng)或裝置將成為首選。評價指標的好壞需要經受實踐的檢驗，并要不斷進行修正與完善。

（5）有序推進供熱管網節(jié)能改造及采暖末端能效提升

受傳統(tǒng)供熱模式限制與改造費用的多重影響，供熱管網節(jié)能改造和采暖末端能效提升不是一蹴而就的事情，需要重點突破，有序推進。針對供熱管網的主要問題，先要進行性能評估，再尋求與清潔取暖技術最相適應的節(jié)能改造方案。針對建筑物維護結構保溫性差的問題，優(yōu)先改造能耗高、問題凸顯的房屋，并鼓勵探索政府、用戶和供熱企業(yè)三者共同分享成本與收益的新模式。這些工作將為后續(xù)智慧供熱技術的全面展開提供有力的硬件支撐。

（6）積極探索多方共贏長效機制

當前，清潔取暖市場化機制尚未建立，主要依賴政府直接投入，這就導致清潔供熱項目盈利水平較低，市場積極性不高。為打破這種僵局：政府可開展相應的頂層設計與協(xié)調，消除體制障礙，根據各個城市與地方的特點，選擇適用的清潔取暖技術，編制相應的技術指南，優(yōu)化供熱規(guī)劃；地方政府宜出臺配套的政策措施，因地制宜，因時制宜，引導當地供熱企業(yè)、投融資企業(yè)、熱用戶等積極參與清潔供熱項目，探索新型的多方共贏機制，激活潛力市場。

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網址: 綜合智慧能源科普系列：清潔供熱 http://www.gysdgmq.cn/newsview230136.html