發布日期：2021-05-28
供熱行業屬高能耗、高排放、高投入、低效率的“三高一低”行業。我國北方城鎮采暖熱源主要來自熱電聯產和各類燃煤、燃氣鍋爐。其中燃煤供熱比重高達70—80%。據清華大學建筑節能研究中心測算，2018年，北方城鎮供暖能耗為2.12億噸標準煤、碳排放量約為5.5億噸，二氧化碳排放量不容小覷。
相關數據顯示，截至目前，我國北方城鎮、農村供熱面積分別約為147億、70億平方米，共計217億平方米，年能耗約為2.8億噸標準煤當量。與此同時，我國每年新增的城鎮集中供熱面積均在3—5億平方米，且超50%的新增熱源均與燃煤相關。
“當前，在‘碳達峰、碳中和’戰略引領下，供熱行業的低碳轉型已是大勢所趨。”住房和城鄉建設部城建司一級巡視員趙澤生表示，事實上，“十三五”以來，供熱行業減碳早有行動，近年來，盡管集中供熱面積仍在擴張，但單位面積供暖能耗呈下降趨勢。
根據住房和城鄉建設部于去年12月發布的《2019年城市建設統計年鑒》和《2019年城鄉建設統計年鑒》，截至2019年底，全國集中供熱面積達近110億平方米，較2018年增長6億平方米，增長率約5.78%。“其中，北方地區城市集中供熱平均單位面積供暖能耗為14.5千克標準煤/平方米，較2015年的17.8千克標準煤/平方米降低了18.5%。”趙澤生說。
尤其在2016年以來，我國清潔取暖率得以快速提升。中國建筑科學研究院建筑環境與節能研究院院長徐偉援引數據指出，2016年，我國清潔供暖面積為69億平方米，清潔供暖率為34%；到2020年，我國清潔供暖面積已達到144億平方米，清潔供暖率為65%。
清潔電力+余熱利用 擺脫熱力高碳鎖定
“盡管‘十三五’以來，供熱行業減碳取得顯著成效，但真正實現供熱碳中和還有很長的路要走。”江億直言，作為新時期發展的重大戰略，徹底改變能源結構是解決碳中和問題的根本途徑。
就供熱行業而言，江億認為需要探索由燃煤、燃油、燃氣的熱源結構轉變為水電、風電、光電、核電和生物質能等零碳能源熱源，擺脫對化石能源的依賴。
“供熱領域的碳中和要點之一就是要取消各類燃煤燃氣鍋爐，盡可能依靠清潔電力實現低碳供暖，同時深度挖掘余熱熱源。”江億預計，未來北方城鎮供熱熱源將由核電與調峰火電余熱，以及多類電驅動熱泵等共同組成。
江億測算，充分利用1億千瓦核電產生的1.5億千瓦余熱、1億千瓦調峰火電產生的4.5億千瓦余熱，再輔之以用燃氣末端調峰，即可為北方地區160億平方米建筑提供所需熱源；而其余則可采用多種電驅動熱泵、工業低品位余熱、中水水源熱泵、垃圾焚燒爐等方式滿足。
值得注意的是，基于電廠余熱，如沿海核電與調峰火電（生物質）余熱的水熱聯產技術，在北方沿海地區提供城市零碳采暖熱源的可行性方面已得到驗證，并被寄厚望。
就在不久前，由國家電投山東核電與清華大學聯合建設的世界首創“水熱同產同送”科技示范工程在山東海陽投運。其通過對核能進行先發電、后制水、再供暖的三級高效利用，為世界“零碳”供熱+“零能耗”制水提供了中國方案。
江億測算，水熱聯產技術結合大型跨季節儲熱，1億千瓦的核電廠可年產100億噸淡水，并可為100億平方米建筑供熱，且成本可降低到“南水北調+熱電聯產”的50%，“將為我國北方沿海地區徹底解決水資源問題、零碳供暖問題提出新思路。”
“零碳情境下，熱量將是十分稀缺的資源。”江億強調，大型跨季節蓄熱裝置的建設要提上日程。
“大量的工業、核電、數據中心等余熱，都應高效存儲用于冬季供暖，而利用大型跨季節蓄熱裝置回收大量余熱資源，將使僅能運行3—4個月的余熱回收裝置實現全年運行。”江億說。
例如，通過建設若干個大型跨季節蓄熱裝置，開發利用沿海地區核電、火電、鋼鐵廠余熱，理論上可實現80億平方米的供熱；開發利用北方地區保留下來的3億千瓦火電，即可獲取4億千瓦熱量，通過蓄熱裝置和全部回收余熱，亦可為80億平方米建筑供熱；部分鋼鐵、有色、化工產業和垃圾焚燒等，也應該建立跨季節蓄熱裝置，充分利用全年排放的余熱，有望為10億平方米建筑提供熱源。
而對于難以連接集中熱網的建筑，則可通過集中的中水水源、中深層地源、淺層地源，以及分散的空氣源等多種電動熱泵方式供熱。加之建筑節能+末端調節等多措并舉，“從現實出發，科學規劃、分步實施，通過政策機制激勵，使城鎮供熱系統碳排放先于建筑達峰，與電力系統同步實現碳中和。”江億說。
徐偉進一步建議，下一步供熱領域應持續加強清潔化，逐步建立清潔取暖長效、可持續運行機制，力爭到2030年城鎮分散煤基本清零，到2035年城鎮供暖累計替代煤1.1億噸，基本實現農村地區無煤化。
