張宗喜 張營華 李昊

（1山東建筑大學機電工程學院 山東濟南 250101 2濟南市技師學院 山東濟南 250031）

0 引言

隨著工業(yè)化和城市化水平的提高，大氣污染問題日益突出，中國已變成世界上大氣污染最為嚴重的國家之一［1］。近年來，重霾在我國頻發(fā)，嚴重影響民眾的生活［2，3］。 誘發(fā)霧霾天氣的原因多種多樣，主要包括垃圾焚燒、火山噴發(fā)、工業(yè)排放、汽車尾氣、建筑揚塵等［4］。

中國北方供暖季，農村地區(qū)煤分散燃燒污染物排放量大，是冬季霧霾的重要誘因之一［5，6］。研究表明，煤分散燃至少排放顆粒物（Particulate Matter，PM）7kg/t、二氧化硫（Sulfur Dioxide，SO2）20kg/t、氮氧化物（Nitrogen Oxide，NOx）3.6kg/t，其排放強度是大型鍋爐、超低排放電廠燃煤排放的十幾倍、甚至幾十倍［7］。農村散煤燃燒具有污染重、用量逐年增加、管控相對困難等特點，是大氣污染治理的重要部分之一［6］。北方地區(qū)冬季大氣環(huán)境污染存在“農村污染包圍城市”的特點［8］。

2017年5月，財政部、住建部、環(huán)保部、國家能源局四部門聯合啟動了北方地區(qū)冬季清潔取暖試點工作。試點示范為期3年，中央財政獎補資金標準根據城市規(guī)模分檔確定，直轄市每年10億元，省會城市每年7億元，地級城市每年5億元。未來3年，地方財政將投入約697億元，為清潔取暖改造順利實施提供有力保障。2017年6月，四部們公示了擬納入2017年試點范圍的城市名單（12個城市），撥付了60億元資金。2018年8月，四部門公布了第二批試點城市名單，范圍擴大至“2＋26”。

經過一年多的努力，試點工作成效顯著，首批12個試點城市完成清潔取暖改造7.25億m2，改造683.91萬戶，建筑節(jié)能改造1318萬m2、14.2萬戶，部分農村地區(qū)清潔取暖率在60%以上。2017年采暖季，試點城市PM2.5平均濃度同比下降33%、重度污染天數降低57%。2017年年底，京津冀及周邊“2+26”城市已完成474.3萬戶“煤改氣”“煤改電”任務，超額完成計劃任務［9］。

盡管當前我國大氣污染防治已有成效，但是清潔取暖試點工作才開始實施，存在清潔取暖改造一次投入較高、各方利益分配不均降低積極性、相關政策推行阻力較大、企業(yè)投資壓力大、用戶對清潔取暖方式接受度不高、取暖設備存在安全隱患等問題。

1 清潔取暖現狀

1.1 清潔取暖內涵

清潔取暖是指利用清潔能源轉換成熱能，進而借助供暖系統(tǒng)或直接給建筑供熱，達到室內取暖、保溫等需要。清潔能源不僅包括太陽能、地熱能、空氣熱能、生物質能等，也包括電能、天然氣、以及超低排放的熱電聯產產生的能量。

1.2 清潔取暖現狀

北方供暖區(qū)域為秦嶺-淮河以北地區(qū)，包括15個省、市、自治區(qū)、直轄市。截至2016年底，北方地區(qū)城鄉(xiāng)建筑總面積約206億m2，其中城鎮(zhèn)建筑面積 141億 m2，農村建筑面積 65億m2。 “2+26”城市城鄉(xiāng)建筑面積 50 億 m2［10］。

北方地區(qū)供暖使用的能源以燃煤為主，取暖用煤年消耗約4億t標煤，其中有2億t標煤為散燒［10］。我國北方地區(qū)單位建筑面積取暖能耗強度折合標煤約14.1kg/m2·a，農村地區(qū)單位建筑面積取暖能耗強度折合標煤約20kg/m2·a［10］。

熱電聯產供暖能耗水平約為22kgce/GJ至35kgce/GJ，隨著裝機容量的增加發(fā)電效率提高，供暖能耗降低。燃煤鍋爐的能耗水平隨鍋爐容量的增加而降低。燃氣供暖鍋爐的效率與鍋爐容量無直接關系，能源轉換效率在90%左右［11］。農村地區(qū)使用的燃煤供暖爐效率低下，供應相同熱量消耗的煤量高于集中供暖鍋爐的 2 倍［12］。

從污染物排放看，電取暖、天然氣取暖排放最低，經過“超低排放”改造的熱電聯產燃煤排放接近天然氣燃燒排放，分散燃煤取暖排放最高。特別是城鄉(xiāng)結合部、農村地區(qū)的燃煤鍋爐、柴灶等污染排放量是大型燃煤鍋爐排放的4～10倍［11］。

北方城鎮(zhèn)地區(qū)主要通過熱電聯產、大型鍋爐房等集中供暖方式滿足取暖需求，承擔供暖面積約70億m2，而集中供暖尚未覆蓋區(qū)域主要以燃煤小鍋爐、天然氣、電、可再生能源等供暖。北方地區(qū)城鄉(xiāng)結合部、農村大量使用柴灶、火炕、爐子或土暖氣取暖，少部分采用天然氣、電和可再生能源供暖［12］。

截至2016年底，我國北方地區(qū)城鎮(zhèn)集中供熱管網總長度為31.2萬km，其中供熱一級網和供熱二級網長度分別為9.6萬km和21.6萬km。集中供熱管網主要分布在城市內部，供熱管網長度約23.3萬km，占城鎮(zhèn)集中供熱管網總長度的74.6%；縣城集中供熱管網總長度約7.9萬km，占城鎮(zhèn)集中供熱管網總里程的 25.4%［12］。

截至2016年底，北方地區(qū)天然氣取暖面積約22億m2，占總取暖面積的11%；電取暖面積約4億m2，占總取暖面積的2%；清潔燃煤集中取暖面積約35億m2，占總取暖面積的17%；地熱取暖、生物質能清潔取暖、太陽能取暖、工業(yè)余熱取暖，合計供暖面積約8億m2，占總取暖面積的4%。

2 清潔供暖技術經濟性分析

2.1 空氣源熱泵供暖系統(tǒng)

以居民用電電價0.4883元/kWh，在不考慮谷電優(yōu)惠情況下，要達到與燃煤水暖爐相同水平，空氣源熱泵系統(tǒng)供暖季平均能效比不能低于2.57。考慮北京市煤改電優(yōu)惠谷電電價0.1元/kWh，平電電價0.4883元/kWh，空氣源熱泵供暖系統(tǒng)谷電時段運行耗電量占總耗電量50%，要達到與燃煤水暖爐相同水平，空氣源熱泵供暖季平均能效比不能低于1.55。通過計算可以看出，不考慮系統(tǒng)和電網投資折舊，僅僅看運行費用空氣源熱泵供暖系統(tǒng)是完全可以接受的。

2.2 儲熱式電暖氣、電熱膜供暖系統(tǒng)

電直熱取暖方式是將電能通過電阻將電能直接轉化為熱能的供熱方式，電暖氣、電熱膜屬于這種方式，其運行相對簡單、適應范圍較廣，但能源轉換效率降低，相當于熱效率40%的燃煤鍋爐。考慮北京市煤改電優(yōu)惠谷電電價0.1元/kWh，平電電價0.4883元/kWh，蓄熱電暖器要達到燃煤水暖爐相同水平，谷電占總耗電量比例不小于76.8%。

2.3 燃氣壁掛爐供暖系統(tǒng)

燃氣壁掛爐取暖，采暖時間和溫度可自由控制，是目前北方地區(qū)散煤替代的主要方式。北京天然氣熱值為39.8MJ/m3，價格2.3元/m3，壁掛爐效率94%，以此計算燃氣壁掛爐產生1kWh能量的價格約為0.22元，年取暖費用約72.22×0.22=15.89 元/（m2·a）。

2.4 生物質熱解清潔供暖

生物質熱解清潔供暖主要包括炭氣液聯產循環(huán)供暖和炭汽聯產循環(huán)供暖。以上兩種模式分別為200戶規(guī)模的自然村供暖進行經濟性測算，冬季每戶熱解氣消耗量為15～18m3/d（熱解氣熱值＞15MJ/m3）［13］。 炭氣液模式需要 1套處理能力為1t/h的連續(xù)熱解設備，日產氣量為3360m3［14］；炭汽模式需要 1套處理能力為0.8t/h的連續(xù)熱解設備。供暖期按4個月計算，每個供暖季兩種模式分別需要處理各類生物質原料量為2880t和2304t［12］。干秸稈和干樹枝購買價為250元/t和350元/t。項目運行需3名工作人員，人均工資3000元/月計算。項目運行中的電力消耗主要包括原料粉碎耗電32kW·h/t，系統(tǒng)運行耗電8kW·h/t。秸稈炭可用作炭基肥原料，價格1200元/t，木質炭為機制炭原料，價格按3000元/t。裂解燃氣價格為1元/m3，每個供暖季平均每戶按1600元計算。設備折舊按8a計算。經測算分析，兩種模式毛利潤分別為101.4萬元/a和79.7萬元/a，4～5a可收回項目投資。

3 清潔取暖環(huán)境效益分析

《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2021年）》指出，到2019年，北方地區(qū)清潔取暖率達到50%，替代散燒煤（含低效小鍋爐用煤）7400 萬 t，意味著 CO2、SO2、NOx 及煙塵污染排放分別減排 18179.61 萬 t、122.05 萬 t、115.45 萬 t、71.04 萬 t；到2021年，北方地區(qū)清潔取暖率達到70%，替代散燒煤（含低效小鍋爐用煤）1.5億 t，意味著 CO2、SO2、NOx及煙塵污染排放分別減排 36850.57 萬 t、247.40 萬 t、234.01 萬 t、143.99 萬 t。

4 清潔取暖存在問題分析

4.1 現行清潔取暖財政政策面臨的問題

清潔取暖工程是一項巨大的工程體系，需要很多政策推動工程的進行，目前尚未形成完整的財政支持政策體系。清潔取暖政策體系針對的主體繁多，包括能源供應企業(yè)、居民和金融機構等。需要形成適用于不同參與主體的財政支持政策，如氣價補貼、電價補貼、企業(yè)貸款優(yōu)惠、稅收減免等政策，使每個參與主體都能獲益。

4.2 缺乏可持續(xù)的經濟激勵和成本回收機制

北方地區(qū)清潔取暖資金主要依賴財政補貼，包括能源設施改造、清潔取暖設備一次性補貼、電價補貼、氣價優(yōu)惠政策等，導致經濟不發(fā)達地區(qū)推進清潔取暖的財政負擔過重，補貼政策很難長期持續(xù)。待補貼政策結束后，已采用清潔取暖的用戶有可能倒回燃煤取暖。

4.3 清潔能源供應存在短板

很多地區(qū)集中供熱管網、天然氣供氣管網、電網等能源基礎設施難以滿足清潔取暖的需求，尤其是農村地區(qū)，配電網容量較低（戶用電網線路容量2～3kW），無法滿足冬季供暖需求。為完成北方地區(qū)清潔取暖改造任務，2017年大部分地區(qū)選擇天然氣取暖，但面臨氣源供應不足，難以應對取暖需求的局面。部分地區(qū)電網較弱，改造投資較大。部分集中供暖地區(qū)供熱管網老化、腐蝕嚴重，影響供熱系統(tǒng)安全和供熱質量。

4.4 改造方案系統(tǒng)性設計不足

清潔取暖工程涉及熱源、熱網、用戶多個環(huán)節(jié)，需因地制宜選擇熱源，提升熱網效率，降低取暖能耗，在科學規(guī)劃和設計的基礎上確定改造方案。當前北方大部分地區(qū)在清潔能源供應和農村地區(qū)建筑節(jié)能保溫措施跟不上，取暖效果達不到期望的效果。

4.5 技術路線選擇未經過充分論證

北方一些地區(qū)盲目照搬其他地區(qū)經驗，采取“一刀切”的方式進行改造。例如，2017年部分地區(qū)盲目擴大“煤改氣”實施規(guī)模，忽略了其他可行的清潔取暖方式，使天然氣供需矛盾加重；2018年一些地區(qū)出現了盲目推廣電取暖方式。

4.6 技術支撐能力及商業(yè)模式創(chuàng)新有待提升

有些清潔供暖方式沒有得到廣泛應用，相關的技術標準和規(guī)范不完善，市場標準及操作規(guī)范不統(tǒng)一，產品質量和性能不穩(wěn)定，使用戶體驗較差。清潔取暖投資主要依靠補貼，經營管理方式、融資方式、服務范圍和水平有待進一步提升。

4.7 群眾認可度低

受到傳統(tǒng)取暖觀念和較高使用成本的影響，民眾對清潔取暖認識不足，對清潔取暖認可度不高，采用清潔取暖的積極性不強。

5 清潔取暖建議

結合國家油氣資源、電力發(fā)展、天然氣輸送管網建設、電網輸配電能力建設等因素，系統(tǒng)謀劃清潔取暖工作的年度目標和工作重點。各級政府需要編制適用于本地區(qū)的規(guī)劃，統(tǒng)籌熱源、熱網和熱用戶，因地制宜、多能互補。

5.1 構建全方位政策體系與管理機制

單靠市場機制促使居民和企業(yè)自發(fā)采用清潔取暖方式為比較困難，只有使各參與方得到實惠，降低生產、經營、使用成本，才能保證清潔取暖工程的持續(xù)性。目前政府的財政支持政策起很大的引導作用，需要繼續(xù)創(chuàng)新投融資渠道，加強資金管理，實施配套措施，完善政府激勵政策，鼓勵各方體積極參與清潔取暖工程，改善生態(tài)環(huán)境。

5.2 投融資政策建議

冬季清潔取暖的落實，資金是基礎，形成以財政投入為引導、金融資金和社會資本共同參與的投融資模式。政府作為清潔取暖的引導者，制定政策保障清潔供暖的順利實施；同時政府還應集社會之力，撬動社會資本，共同推動清潔供暖建設；允許有條件的地區(qū)采用發(fā)行地方政府債券、成立市政投資平臺、基礎設施證券化等多種方式拓寬融資渠道；積極引入市場競爭機制，鼓勵社會資本參與城市取暖建設和運營。

5.3 資金管理政策建議

各地方相關主管部門和財政部門對清潔取暖項目實施監(jiān)督檢查，因工作不力造成實施進度較慢或未實現預期效果的地區(qū)給予批評。利用“互聯網+”和計算機輔助等手段，加強項目的審計。建立財政資金使用績效評估標準和資金使用績效評估機制。

5.4 建筑能效提升

通過提高建筑能效，有效降低采暖能耗，減少居民采暖成本，對于形成“居民可承受”的清潔取暖方式非常重要。新建居住建筑節(jié)能標準高于現行國家標準；完善新建建筑在規(guī)劃、設計、施工、竣工、驗收等環(huán)節(jié)的節(jié)能監(jiān)管，明確各方主體責任，確保設計階段和施工階段建筑節(jié)能標準執(zhí)行率達到100%。緊密結合農村實際，總結出適用于農村特點的綠色節(jié)能技術，積極開展示范。新建農房按照 《農村居住建筑節(jié)能設計標準》（GB/T 50824）進行設計和建造；整村安置、異地搬遷應按照《農村居住建筑節(jié)能設計標準》（GB/T50824）進行設計和建造。

5.5 加快可再生能源替代

各地區(qū)做好資源勘查和應用條件調查，編制可再生能源應用規(guī)劃，將可再生能源替代落實到清潔取暖項目中。按照“宜電則電、宜氣則氣”的原則，結合本地資源稟賦條件，優(yōu)先利用太陽能、空氣熱能、地熱能等能源解決取暖需求。城鄉(xiāng)結合部及集中供暖系統(tǒng)尚無法覆蓋的區(qū)域，優(yōu)先考慮地熱熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵取暖，并嚴格按照標準和規(guī)范設計、施工和運行，確保良好效果。

5.6 制定應急預案

北方地區(qū)冬季取暖關系民生，制定取暖應急預案，應對突發(fā)事件導致的取暖中斷，預防和減少安全事故發(fā)生。

5.7 建立清潔取暖管理與運行監(jiān)控平臺

基于大數據物聯網技術建立清潔取暖管理與運行監(jiān)控平臺，監(jiān)測取暖設備的各項運行情況；監(jiān)管部門和相關企業(yè)通過該平臺，可以實時、全面、精準的掌握設備運行情況，促進清潔取暖良好運行，提高百姓滿意度。

5.8 積極組織宣傳

各地政府要把清潔取暖作為國民環(huán)保教育的重要內容，讓民眾意識到推進清潔取暖不僅是生產方式的變革，也是生活方式的改變，需要政府部門、企業(yè)履職盡責，也需要每個人的參與。在農村、社區(qū)、企業(yè)、學校、家庭開展清潔取暖公益宣傳，大力宣傳燃用劣質散煤的危害、清潔取暖的意義，不斷提高民眾清潔取暖意識。

到2030年克羅地亞可再生能源裝機將達1.9GW

GlobalData在周一的一份報告中稱，到2030年，克羅地亞的風電將在可再生能源中實現最大增長，預計風電將從2018年的625MW增加到2030年的1.4GW。但是，該數據不包括小型水力發(fā)電廠。

克羅地亞的太陽能發(fā)電容量預計將從2018年的61MW增加到2030年的280MW，復合年增長率(CAGR)為15%，而生物發(fā)電容量的復合年增長率為8%，到2030年將達到212MW。