赵文瑛:北方地区冬季清洁取暖未来发展的思考

作者:赵文瑛    来源:炉具网    日期:2021-05-25 17:05:43    浏览:733
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        炉具网讯:5月11日,由中国农村能源行业协会主办、一城一家网络科技有限公司和山西启迪同远能源科技有限公司协办的“2021中国农村清洁取暖高峰论坛暨县域清洁取暖发展峰会”在河北廊坊召开。清洁取暖领域专家赵文瑛博士作了“北方地区冬季清洁取暖未来发展的思考”主题报告,炉具网现将发言整理如下,以飨读者。

赵文瑛:北方地区冬季清洁取暖未来发展的思考

赵文瑛博士作报告

        报告的题目叫“北方地区冬季清洁取暖未来发展的思考”,分三个部分:一是回顾过去几年清洁取暖取得的一些成绩、发生的一些改变;二是分析一下目前面临的新形势、新挑战、新机遇;三是对未来发展趋势的思考。

        回顾总结

        2021年是实施《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》的关键一年,即将面临收官,但“收官”不是最后一年,2021年只是一个阶段性目标的完成和实现,针对“十四五”甚至更长时期,面临着大量已经完成改造的存量用户,如何做好运维监管、如何建立长效机制、如何做到不返煤,应该说清洁取暖是一项长期、持久的系统工程,还有很长的路要走,还有很多的事要做。

        一是农村地区仍是主战场。按照“五年规划”和今年的政府工作报告要求,2021年北方地区清洁取暖率要达到70%,目前来看,农村地区仍然是清洁取暖的主战场。整个北方农村地区共6500余万户,约72亿平米。截至2019年年底,农村清洁取暖户数约2300万户,清洁取暖率为31%,相当于还有4000多万农户没有实现清洁取暖,任重而道远。当然,从清洁取暖的要求来讲,并不要求所有农村地区实现100%清洁取暖,但在“双碳”战略和农村能源革命背景下,如此多农户的能源转型问题会成为一个非常重要的课题。

        二是试点示范成效显著。“十三五”期间,农村清洁取暖主要在重点地区推进,实施路径以煤改气、煤改电为主。初步估计,2016-2019年财政和社会资本共计投入2000多亿元。今年4月,财政部等四部门又将20个城市确定为2021年大气污染防治资金支持的北方地区冬季清洁取暖项目,新一轮试点城市进一步从重点地区扩大到了非重点地区的东北和西北的部分城市,相当于目前总共有4批试点城市。四批试点城市试点结束后,预计中央奖补资金累计拨付774亿元。

        三是中期适时调整。中期评估是一个非常重要的节点,之后的政策与最早的“五年规划”相比,有了很大的调整和改进。一是技术路径选择更加科学合理。城镇地区以热电联产、生物质集中供热为主。重点地区农村,着重推进“煤改气”“煤改电”,但前提是要“以供定改、先立后破”,并且要同步推进生物质、地热、太阳能。相当于传统的“煤改气”“煤改电”和现在的生物质、地热、太阳能在重点地区的地位和优先顺序是基本一样的。非重点地区农村,根据“就地取材”原则,着重推进生物质、地热和太阳能,在具备条件的地方才推进“煤改气”“煤改电”,从技术路径的优先顺序上有所变化,更加强调因地制宜,更加强调老百姓的承受能力。二是明确了相关标准。首先从清洁取暖定义的角度承认了“生物质成型燃料+专用炉具”这种技术路线,要求在非重点地区农村去推广。对于生物质集中供热明确要求达到“达标排放”。从以上几点变化来看,对于生物质清洁取暖,目前是一个比较鼓励的态度。三是保障能源供应是前提。这两年文件中提到最多的几个词就是“以供定改、先立后破、有序推进”,其中一个重要的前提,就是在任何情况下,要确保老百姓的温暖过冬,这是一个底线,其中洁净煤发挥着一个兜底保障“双保险”的作用。四是科学管理。针对越来越多的改造存量,越来越重视提升后续的运维服务能力和水平。

新形势、新挑战、新机遇

        碳达峰、碳中和已成为我国坚定的发展方向,整个产业结构、能源结构也会发生深度调整,能源生产消费也会发生深刻变革。

        目前,我国能源生产消费所产生的二氧化碳排放达到100亿吨的量级,其中,电力领域占比约40%,工业领域占比约37%,减排任务艰巨。实现“双碳”目标,能源低碳转型是关键。早在2014年中央财经领导小组第六次会议上,习近平总书记就提出了“四个革命、一个合作”能源安全新战略,我国能源转型主要内容包括,一是化石能源的高效清洁利用;二是非化石能源逐步替代化石能源,这两个方面未来一定时期内仍是我国能源转型的基本出发点,这是由中国能源资源禀赋和生产消费现状所决定的。从碳达峰的角度来看,首先还是要立足于化石能源的高效清洁利用,强化能源双控;其次是大力提高非化石能源消费占比,从增量到存量逐步替代化石能源。

        碳中和是一个非常有难度的事情,除了上述能做的事情之外,还要考虑一些负碳技术。因为“负碳”部分的贡献大小决定了能源结构中化石能源的保留量,而化石能源保有量的多少影响着能源转型难度和系统的安全裕度。从各领域低碳转型发展来看,提高终端电气化率是一个非常重要的举措。国家电网也有一个预测,到2060年终端电气化消费比重要达到66%左右。国家电网每年都在大力推进电能替代工作,到目前为止,累计完成替代电量7274亿千瓦时,预计十四五期间替代电量达到6000亿千瓦时。

        从“双碳”愿景看,大趋势还是非化石能源替代化石能源成为主体能源,构建以新能源为主体的新型电力系统。但转型发展有一个前提,就是要保证整个电力、热力的安全稳定供应,包括满足不同时间尺度(日负荷、周负荷、月负荷、季负荷)下的系统需求,也包括应对一些极端天气如年初美国德州遭遇的极寒天气下的安全稳定供应,同时还要考虑经济可承受的问题,这是非化石能源逐步替代化石能源的大前提。

        当然,面临的挑战是非常大的。新能源为主体的新型电力系统下,未来风、光会有一个大规模的发展,但是风、光具有间歇性、波动性、置信容量低的问题。储能是未来的一个方向,但是储能技术需要解决长周期(>日)、大规模、低成本、高安全的问题。还有一个潜在的战略路径就是氢能,通过新能源电解水制氢将不稳定的风、光转化为氢,既可作为直接用于终端的二次能源,又可以作为一种长周期、大规模的化学储能,当然这还需要未来十年内氢能的“制储运用”全产业链的成熟完善、核心设备和材料的突破,技术经济性的不断提高。

        然后就是兜底问题,煤炭和煤电在未来很长一段时间仍然要发挥一个兜底保供的作用。虽然它是一个逐渐被替代的过程,但煤炭、煤电在未来能源结构中的保有量是多少,取决于整个能源结构、电力供应结构中可替代的能力,可替代的能力指的是清洁低碳、稳定可靠的电力、热力,包括像核电、水电、生物质、天然气以及储能电站等等。风、光的话,目前从电力规划的角度,基本上还无法算入电力平衡。

        还有一个就是机遇,北方农村地区仍有4000余万户使用散煤等非清洁取暖方式。粗略测算,北方居民取暖过程二氧化碳排放量约6.5亿吨,量也不小。在“双碳”战略目标下,整个供热领域的清洁化、低碳化发展,是一个非常重要的方向。

发展趋势

        一是清洁低碳化。目前,国家层面正在研究制定分领域、分行业碳达峰实施方案,供热领域的清洁低碳发展是实现“双碳”目标的重要内容。新形势下,农村清洁取暖不仅关系着污染物减排、美丽乡村建设,也是农村能源革命、清洁低碳能源体系建设的重要内容。首先用户侧要做好建筑节能,要不断提升终端设备能效,包括高效的炉具、热泵等技术。热源侧存量上要不断提升现役热电联产机组的供热能力,加强余热的利用,进一步挖潜增效,扩大存量供热能力。在“双碳”战略之下,国家也提到要严控煤电的新增,当然严控新增并不等于不新增,对于电力、热力有缺口的地方,还是要上一些。对于增量部分要积极推进一些清洁、低碳的技术,包括生物质、地热、太阳能等。从各种技术路线对比来看,生物质在运行成本、老百姓的承受能力、季节特性等方面具有一定优势,未来应该尽可能地利用现有的生物质解决部分供热问题。

        二是建立长效机制。目前存在农户用不起或不舍得用,经济条件较差的农民直接恢复了散煤取暖的成本问题;部分地方补贴已经明确退坡,运行成本较高、没有补贴易返煤的可持续性问题;存量改造关注和管理不够,可能会造成居民后期运维费用高,导致前期工作逐步失效的运维管理问题。建立长效机制,首先还是要不断优化清洁取暖的实施路径,逐步替代现有污染大、能效低、成本高的取暖方式,改善严重依赖持续运行补贴的局面;其次是要推广一些先进高效的产品设备的应用;还有要逐步建立清洁取暖运维监管平台,强化后续的运维。运维管理涉及到数据统计、运维服务、设备运行智能管理、散煤监控等等。

        三是探索推进南方清洁取暖。南方清洁取暖在《2021年能源工作指导意见》中已经被明确提出,首先在长江流域和南方发达地区,鼓励以市场化方式为主,因地制宜发展清洁取暖,培育产品制造和服务企业。同时,要研究推进西南高寒地区清洁取暖改造,因为清洁取暖不仅仅是北方的事情,在“双碳”战略目标下,清洁取暖是一个全局性的问题,或者说是整个供热领域的问题。

        四是可持续的商业模式。尤其是在农村地区推进清洁取暖,商业模式非常重要。农村资源及用能分散,分布式能源项目单体量小,但总需求体量大,与城市园区综合能源服务商业模式不同。针对农村生物质,适宜“分散收集、分布生产、就近使用”利用方式,“政府支持、农民参与、企业运营”运营模式,建立可融资的商业模式。

        最后提几点建议。一是多元供给。因地制宜鼓励风、光、生物质、地热等多能互补的低碳能源供给体系,建立农村清洁能源收储-加工产业链体系;二是多措并举。加大农房建筑节能改造力度,节约能源,探索低成本围护结构节能改造在农村建筑中的应用,开发推广清洁高效炉具、生物质直燃锅炉等产品;三是统筹衔接。和农村污染治理、生态治理、美丽乡村建设、绿色金融等政策相结合,走绿色低碳发展之路,低成本推进“碳减排”和“碳中和”;四是支持政策。结合农村资源条件,因地制宜,鼓励村镇生物质锅炉集中供热、分户式生物质燃料+专用炉具作为农村清洁取暖适宜的技术路线;发挥集中/分户式生物质利用相关标准指导作用,地方避免“一刀切”;五是市场模式。探索村镇地区生物质供暖合适的市场模式,“生物质能示范村”,生物质燃料在农村可采用分散式的“一村一厂”代加工模式,降低中间运输成本及保证供应;在小城镇宜采用大中型生物质锅炉集中供暖。政府+企业+金融+村委会(合作社)+农户。

        在清洁取暖推进过程中,尤其农村地区要注意成本,什么样的成本老百姓可以接受?只有成本可接受,清洁取暖才能持续的做下去。目前生物质相关的行业标准已经有了,下一步要发挥这些行业标准的指导作用,尤其对地方政府的指导,来避免具体政策中的“一刀切”问题。

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