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北方地区采暖需求巨大,供暖改造刻不容缓

冬季,北方地区采暖需求巨大。

在山东海阳丰源热力公司临港分公司的热电厂房中,往年马力全开的燃煤锅炉如今却变得“静悄悄”。“现在不烧煤了,改用核能供热。70万平方米、7000多户居民都能享受清洁热源,这些炉子统统可以退休了。”该厂负责人指着一旁表面漆黑的锅炉告诉记者。

海阳核能供热项目的投运,让核能供暖首次走进千家万户,每年供暖季可节约2.32万吨标煤,减排二氧化碳6万吨。该项目二期工程建设已于去年底启动,建成后可满足450万平方米供热需求,预计每个采暖季实现碳减排18万吨,届时“零碳”供暖模式将覆盖海阳全城区。

当前,在“碳达峰”“碳中和”战略的引领下,低碳转型已成为各行各业不可逆的大势,供热领域也不例外。但据记者了解,先行先试的海阳只是凤毛麟角,目前在我国北方地区,占比长期超过70%的燃煤仍是“雷打不动”的主力热源,由此导致的二氧化碳排放量惊人。由此观之,以煤为主的供热方式能否改变?民生与降碳需求如何兼顾?未来应该采取何种供热模式?……供暖行业正面临重重严峻考验。

统计数据显示,目前我国北方城镇、农村供热面积分别约为147亿、70亿平方米。

“北方城镇采暖热源,主要来自热电联产和各类燃煤、燃气锅炉生产的热力。换句话说,烧煤比重高达70%-80%,采暖消耗的一次能源依然以煤为主。”清华大学教授付林表示,这些方式虽然实现了燃煤的清洁高效利用,但不可避免会产生大量二氧化碳,居民采暖急需低碳转型、尽早碳达峰。

北方采暖碳排放究竟有多高?据清华大学建筑节能中心测算,2018年我国建筑运行碳排放在21亿吨左右,约占全社会排放总量的20%。其中,北方城镇供暖能耗为2.12亿吨标煤、碳排放量约为5.5亿吨。

一位来自国家住建系统的专家称,近年来我国每年都有大量建筑竣工,带动了新增供暖面积持续增长,碳排放量也随之增加。“近几年,每年新增的城镇集中供热面积均在3-5亿平方米,其中一半以上新增热源与煤相关。此外,人民生活水平的不断提高,使得南方供暖越来越受关注。有研究显示,到2030年,我国南方地区分户、区域供暖用户数量分别有望达到6500万户、3200万户左右,碳排放潜力分别在2500万吨、4500万吨以上。可以说,在建筑运行领域,供暖行业碳减排的增长空间最大,减排形势也最急迫。”

除了城镇,农村碳减排也不容忽视。据生态环境部环境规划院统计,2016-2019年,京津冀及周边“2+26”城市累计实现清洁取暖1500万户,减少煤炭消费2505万吨,仅此区域就净减少二氧化碳排放1749万吨。“根据《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》,截至2016年底,采暖消耗散烧煤约2亿吨标煤,主要分布在北方农村。若按规划实现全面替代,对减排是一大利好。”上述专家称。

以煤为主的结构,让供暖行业碳减排势在必行。但记者发现,其受重视程度、实际进展与减排诉求极不匹配。

“暂未考虑碳减排计划,地方政府也没有给我们下达相关要求”“目前已淘汰燃煤锅炉,使用工业余热作为热源。但主要不是出于减排目的,而是因为供热有缺口,买热成本又过高,我们才另寻出路”“碳减排很重要,但究竟怎么做、要花多少钱,现在还是一头雾水”……这是记者日前在随机采访河南、山东等地供热企业时听到的答案。与电力、石化等企业争相“表态”全力减排相比,供暖行业的动作明显慢了。

令人忧心的是,上述专家坦言:“住建部正在积极制定碳达峰规划。但据我了解,更多注意力放在了建筑节能标准、房屋保温改造等方面,供暖碳排放及结构调整等问题很少涉及。而且,供暖归口于城建司,其更关注安全保障等工作,减碳却被放在另一部门,管理交叉也导致这项工作未能引起足够重视。至少目前,供暖行业的碳排放底数是多少、如何设定峰值、哪些热源可以大规模替代燃煤等关键问题,官方暂未给出系统全面的分析和答案,大范围减排的方向、路线不明。”

丹佛斯中国区副总裁、气候方案事业部负责人施俊也称,供暖覆盖热源、热网及用户多方,其碳减排工作同样是一项系统工程,涉及供热链条上的每一个机构、企业,甚至个人。既需要从顶层设计入手,将其纳入国家大能源体系进行考量,也需要对现有供热链条实施升级改造,因地制宜寻找绿色、经济的热源,还要兼顾用户端,培养节能意识。“比如,供热系统若能像用水、用电一样按量收费,全面普及热计量,那么仅此一项措施即可带动北方建筑能耗降低30%左右。但目前,自上而下的碳减排行动方案依然缺位。此外,供热行业长期享受补贴,一定程度上也会限制企业的转型动力。”

山东省热电设计院院长刘博表示,供暖是民生刚需,这一特殊性也增加了碳减排难度。“以山东为例,其燃煤热电机组的装机规模、供热量全国第一。全省330家燃煤热电企业,约9成机组同时承担居民采暖和工业供热,且多地市集中供暖需求仍在大幅增长。如何在降碳的同时保障民生是现实问题,行业因此比较慎重。”

刘博认为,以煤为主的热源结构短期难以改变,对企业而言,提质增效是最直接的减排方式。“在山东一地,如果通过增加供热能力、技术改造和管理提升等手段,将热电机组年均供电煤耗指标降至305g/kWh,那么全省年可减少煤炭消费750万吨,对应碳减排量2000多万吨。”

“从长远来看,供热行业碳减排是一项革命性工程,并非三五年就能完工,一动就是大动,也不像工业企业技改升级那么容易。由于涉及民生问题,改造成本大,后期再想返工更加费劲,当务之急是找到真正绿色、稳妥的替代方案,再进行热源改造。”上述专家称。

在付林看来,北方城市拥有大量成熟的热网,这一宝贵财富恰恰是改造基础所在。“过去为实现燃煤集中供热才配备热网,未来不烧煤,还要不要网?从经济性、舒适性来看,集中供热仍是理想选择,可充分利用现有热网,发展低碳、零碳的集中供热模式。”

付林提出,北方地区现存大量燃煤、燃气电厂及工业企业,由此排放的大量余热,可作为替代燃煤的首选热源。“建筑供暖要求室温保持在20摄氏度左右,理论上讲,只要能在20摄氏度下释放热量的热源,均可作为采暖热源。燃煤锅炉等方式反倒把高品位能源转换为低品位热源,浪费严重。把原先白白排掉的余热资源利用起来,体量大、成本低且相对集中,在有效替代燃煤的同时也不会新增碳排放。若能大面积推广,供暖行业有望在2050年前实现碳中和。”

中国工程院院士江亿进一步称,出于满足调峰需要、弥补水电枯水期出力不足等因素,未来北方仍需3-5亿千瓦燃煤、燃气电厂,其中3亿千瓦体量即可排放余热4.5亿千瓦。部分工业企业生产过程排放的1-2亿千瓦左右余热,大部分也集中在北方。此外,我国还将建设一部分核电作为零碳基础电源,其中50%以上位于北方区域。“除北京外,其他北方城市均可在周围100公里半径内找到适合的余热热源,通过长输供热、跨区域联网、多热源联合等方式实现供热。上述方式加起来,其中75%的余热资源合计达到6亿千瓦,可为170亿平方米建筑提供基础热源。未来北方城镇供暖面积预计约为200亿平米,剩余部分可由高效热泵承担。”

江亿还称,我国农村地区生物质资源丰富,折合8-10亿吨标煤。“生物质是目前唯一的零碳化石能源。包括采暖在内,农村所用燃料折合约3亿吨标煤/年,未来需求不超过4亿吨标煤。由于加工不力、低效使用,这些资源远未得到充分利用,替代散煤效果可期。”