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煤改气”遭踩刹车,煤改空气源热泵更加高效、节能、稳定
617 2019/07/19

2019年7月3日,国家能源局网站发布国家能源局综合司征求《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》意见的函。


该《通知》第六条提出:“因地制宜拓展多种清洁供暖方式,保障清洁供暖均衡发展。为缓解天然气供暖推进过程中出现的天然气保供和农村用气安全压力,各地要坚持宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热。在城镇地区,重点发展清洁燃煤集中供暖……在农村地区,重点发展生物质能供暖……在具备条件的城镇和农村地区,按照以供定改原则继续发展‘煤改电’‘煤改气’”。


一、政策要大反转吗?


征求意见函一经推出,“煤改气”成为了千夫所指的“口诛笔伐”的对象,“政策大反转,主推清洁煤供暖”、“发布意见解决煤改气烂摊子”、“国家煤改电煤改气失败啦,燃煤供暖要卷土重来啦”……一时间,对“清洁供暖”未来政策导向的社会解读众说纷纭。那么,国家能源局此次推出“新政”,重点“提名”清洁燃煤集中供暖用意何在?清洁取暖下一步导向是否真的如上述解读那样将迎“政策大反转”?


答案是:反转谈不上,因为国家一直强调因地制宜推进散煤替代,农村大气治污清除散煤燃烧是不可动摇的战略目标,任何断章取义式的解读并不能改变大方向。但是对于“煤改气”,确实踩了刹车。


结合“为缓解天然气供暖推进过程中出现的天然气保供和农村用气安全压力”这句话,可以很明显看出,国家已经认识到大规模“煤改气”带来的“保供和安全”双重压力,更加强调“因地制宜”了。


二、散煤要卷土重来了吗?


这本身就是“伪命题”,因为对于城镇集中供热来说,散煤从来没有离开过。事实上,城镇地区集中供热现在都是以清洁燃煤热电联产为主的。征求意见函恰恰与当前实际相吻合。


而且,从文件来看,现在着重提出“重点发展清洁燃煤集中供暖,提升城镇及周边地区的清洁燃煤集中供暖面积”,只是一个阶段性的权宜之计,是为缓解燃气、电力因保障供应成本太高带来的清洁取暖改造压力。毕竟清洁煤集中供暖技术推广也已有多年,实际效果并不理想,存在的问题也很多,难以达成目前我国快速治理大气污染的目标要求。


对此,生态环境部一位负责人近日亦专门对中国能源报指出,“京津冀及周边、汾渭平原地区,坚定不移按已定技术路线推进清洁取暖。”能源发展不能单纯讨论经济性,应更多考虑社会和环境效益。中央财政大气污染控制专项资金每年有三分之二都投在农村散煤治理上,不能再出现能源逆淘汰问题,要一步一个脚印地扎实推进。


三、大规模煤改气不可行


不可否认的是,随着“煤改气”、“煤改电”等在内的清洁取暖工程持续快速推进,能源供应安全问题凸显,城镇尤其农村地区终端承受力不足、设备安全隐患突出等一系列问题愈发不容忽视。此次文件的出台,对于“煤改气”确实是踩了刹车的!这也是对之前工作的纠偏。


在2018年供暖季期间,住建部专门委托中国城镇供热协会、清华大学等机构开展了北方地区农村清洁取暖一系列调研工作。调研发现,在农村地区盲目大规模推广“煤改气”弊端已现。工程安全隐患突出、气源保障可靠性低,运行费用高、补贴依赖度高、普遍超出农户可承受能力,燃气公司亏损经营等诸多问题,必须引起高度重视。


据中国城镇供热协会农村清洁供热工作委员会主任委员杨旭东估算,若农村地区建筑全部改为天然气供暖,仅京津冀地区每年就会增加150亿立方米天然气需求量,整个北方地区约需增加1000亿立方米/年。国家已提出在用气紧张时“一保重点时段、二保重点地区”,重点时段是冬季采暖,重点地区是城市,这意味着当气源不够时难免要牺牲一部分农村天然气采暖的利益。


“农村不应实行‘煤改气’”,中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿直言。他认为,“煤改气”需要从资源、安全、经济供给条件等全方位考察分析。作为一种高品位的能源,天然气可作为城市热电联产或其他低品位能源的调峰热源,和一些不能连接集中供热网的区域热源,但不宜作为城镇供热的主力热源,在缺乏严格技术经济论证的情况下,更不宜作为农村地区散煤替代的主力能源形式。

四、热泵助力清洁供暖


“因地制宜”是“煤改清洁能源”的重要指导思想。我国北方城镇应以热电联产和高耗能工业为主,再加上燃气末端调峰,形成我国特色的低碳高效城镇供热系统;而北方农村地区则应充分挖掘生物质能、太阳能和空气能等能源资源,根据当地特点发展适宜的清洁取暖途径。


“即便推进‘煤改电’也应科学合理。电直热是高能耗、高污染的方式,且初投资高,电网增容必不可少。空气源热泵适应性最广,但也要依当地条件而定,不可盲目发展。”江亿说。


高效地把电力转换为热量,目前至少有如下的成熟技术可供选择:热电联产、地源热泵、空气源热泵、低品位余热和生物质。那怎样选择和组合上述方式,才能实现清洁和经济的供暖,并且实现热电协同,缓解目前冬季的弃风弃光现象呢?这又取决于被供暖建筑的密集程度。可简单地把北方地区分为高密集度的城镇建筑和低密集度的乡村建筑两类。


4.1 城镇,热泵+热电联产


我国北方地区中等以上城市都已建成较完善的集中供热管网,其80%以上的建筑都可以与城市集中供热管网连接。这就使得这些地区可以充分利用目前的热电厂资源,通过热电联产改造,为建筑提供热量。


在很多制造业比例较低的消费型城市还不能用热电联产方式为城市提供全部供暖热量,必须辅助以其它的热源形式,以使供给侧和需求侧之间热电比匹配。为此需要在这些城市发展一定数量的热泵供热,从而增加需求侧的用电量,并减少对热电联产热源热量的需求。


对于北京来说,合理的匹配应该是热泵提供三分之一建筑的供暖,热电联产提供其余三分之二建筑的热源。这才是整体上一次能源消耗量最少,各种污染物排放最少的整个北京冬季建筑供暖的热源方案。


5.2 农村,热风机+水机


由于中国地域差异大,内地和沿海,能源资源产地与非能源产地,市区和市郊、城市和农村面临的燃煤替代形势迥异。


特别是在农村,在清华大学清华大学建筑学院教授杨旭东看来,未来农村推广大规模清洁取暖可能的技术路径并不多,一是以电为主的高效采暖设施,如低温空气源热泵已经具备大规模推广的基础;再有就是充分利用生物质资源进行清洁取暖,“当然目前生物质在农村应用还有很多需要解决的问题,但方向值得肯定。”


这也是现行政策文件为什么会一以贯之强调“因地制宜推进清洁取暖”,本次征求意见函亦不例外。


对于建筑密集度低的北方广大农村,集中供热网的投资高,运行效率低,因此应发展分散的供热方式。


除了个别利用工业余热和生物质能的供热外,最现实的、高效的和可操作的方式就是分散的空气源热泵方式,这也是北京郊区经过多次反复后,最终作为清洁取暖方式而大量推广的主导方式。


目前在农村推广的空气源热泵供暖有每户一套的空气源热泵热水系统和每室一台的空气源热泵热风机两种方式。前者用热泵制取热水,再通过热水经过房间散热器循环实现供暖。而热泵热风机因为是直接向房间送热风,启动后仅十余分钟就可达到要求的供暖效果。


北京郊区近年来的实践表明,采用一室一台的空气源热泵热风方式,每个冬季每平米农舍耗电量为20到40kWh/㎡,而采用一户一套的空气源热泵热水方式,每个冬季每平米农舍耗电量为40到60kWh/㎡。

五、BOT模式,助力清洁供暖


在多数北方地区,如果只是通过财政补贴、行政降价完全覆盖清洁取暖也不现实。从2018年下半年开始,北方各地政府已经开始根据自身的财政支付能力,采取两个措施来继续实施改造:


第一,化整为零,把之前的大标拆分成小标,减轻自身资金压力,也相应减少企业和施工方垫资的压力。可以看到,今年上半年出现了大量的小标,企业中标后只能安装300~500台;

第二,通过出让供暖的特许经营权,采用BOT模式建设清洁供暖能源站,吸引社会资本、设备厂商、运营方共同投入,完整改造任务。因此,催生了大量的BOT项目。


在公建项目和集中采暖领域,大都采用BOT等模式,且空气源热泵是最主要的热源形式。项目采取BOT方式运作,即由项目公司负责投资建设,以授权特种经营期内按照地方政府的标准收取入网配套费、取暖、制冷费(有冬夏两季采暖制热需求的用户)以及相关政策规定的政府补贴的形式回收资本。


政府确认本项目为特许经营模式,即由项目公司建设、运营、管理、维护、收费,运营期结束后,无偿完整移交给政府或政府指定机构。BOT模式引入社会资本进行建设,不增加地方政府(主管单位)债务压力。是一种双赢的合作模式。


目前,主要的能源形式有很多种:地源热泵、水源热泵、污水源热泵、空气源热泵、电锅炉、天然气锅炉等等,各种能源方式都有自己的优势和劣势。不管采用何种能源形式,在确定项目技术方案时,要了解项目实际情况和具体限制。其中,空气源热泵项目只要设计方案得当,运行成本是最低的。对于社会资本来说,投资回报也是最稳定、周期最短的。


空气源热泵相比其他热源形式,在运行费用、可行性方面有一定的优势,比如在河南地区的一些项目,电价按0.56元/度计算,运行成本在12~14元/平米。而且设备或者系统某一个环节出问题是可以调整的,利于后期设备的再投资(加机器),但是初投资比较大,并且受到安装位置、噪音等问题的限制,因此可以采取多能源互补的形式。总的来说,在政府资金不足的情况下,空气源热泵凭借高效、节能、稳定等特点,可以在清洁供暖中发挥更大的作用。




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