7位专家谈清洁供热未来趋势:多能互补 效率优先
慧聪供热采暖网据不完全统计,截至2019年底,我国北方地区供热总面积211亿平方米,包括城镇供热面积141亿平方米,农村供热面积70亿平方米,其中,清洁供热面积116亿平方米,清洁供热率达55%,全国涉及清洁供热企业8200家,较2016年增加1400家,实现总收入8900亿元,从业人员超过117万人,清洁供热产业正成为快速成长的新兴产业和国民经济的组成部分。
这一系列数据披露于近日发布的《中国清洁供热产业发展报告2020》(简称《报告》),《中国清洁供热产业发展报告(2020)》由清洁供热产业委员会(CHIC)组织编写,原科技部副部长刘燕华先生作序,周宏春研究员担任主编,国务院发展研究中心、国家节能中心、中国建筑科学研究院、电力规划设计总院、清华大学等单位的专家参与编写。
报告撷取7位清洁供热行业著名专家的观点,展示专家视野下的清洁供热未来趋势。以下是部分专家观点节选:
(1)江亿:热电联产与工业余热利用
能耗强度降低的主要原因如下:一是建筑围护结构保温水平提高;二是高效和清洁供暖热源方式占比迅速提高;三是供暖效率提高。
热电厂和工业余热都不能采用一个热源服务于一个热网的模式,应该实现区域大联网,多个热源为一个大热网连个供热。实现跨区域大联网,多热源并网运行,将是未来发展趋势。
(2)吴吟:能源多元化与煤炭
要抓住清洁供暖的工作重点、重点领域、关键制约因素,科学推进散煤治理工作。
第一,长远考虑,综合规划,系统性解决农村能源问题。不仅要考虑冬季供暖,还应该考虑炊事用能和制冷、供热水等新的用能需求,实现多联供;与解决农业秸秆、果树枝丫、畜禽粪便等废弃物的能源化利用相结合,实现多联消;与实施乡村振兴战略、建设社会主义新农村相结合。综合规划,统筹能源等基础设施与社会公共服务设施的建设和投入。
第二,温度对口,梯级利用,始终把节能提效放在首位,高等级能源应当用于发电或提供动力,低等级能源最适合用于供暖。把农宅保温节能改造放在优先位置,有条件的地方还可以开展农宅增温改造,推广装配式农宅等。
第三,因地制宜,低碳发展,尽可能利用可再生能源。大力推进“宜柴则柴”,将秸秆、果树枝丫、15畜禽粪便资源变废为宝;推进利用地源热泵、水源热泵、空气源热泵等技术;发展太阳能发电供暖技术。
第四,实事求是,量力而行,科学推进农村清洁供暖工作。建立农民和政府共同承担的机制,农户承担费用以区域经济承受能力平均值为限。坚持实事求是,不能强制推行电代煤、气代煤,特别是不能顾头不顾尾,开“空头支票”。
第五,城乡一体,统筹推进,提高农村能源专业化服务水平。把农村散煤治理、清洁供暖纳入农村公共事务管理,加强城乡一体化规划和监管。鼓励和引导大企业走进农村,开展区域性散煤治理和清洁供暖,提供市场化、专业化服务。
(3)贺克斌:大气污染与减排
每一个阶段的措施不应是全新的,任何创新都应该是有传承的。“大气十条”的成果要进行巩固和深化。从2016年开始,“大气十条”第一篇稿子里还没有“双散”,2016年以后它不断在调整。另外,对于“2+26”城市的跟踪服务和严格监管是2017年开始出现的,这些好的做法应该在“十四五”时期持续执行。
重点区域范围随着时段的发展应该有新的考虑,扩大重点区域范围。京津冀、长三角、珠三角,目前国家已经在“蓝天三年保卫战”规划中,汾渭地区也成为施政重点,对于川渝、长江经济带也要给予关注。
要持续优化能源、产业和交通结构。实行全国煤炭总量控制,持续推进煤炭清洁高效集中利用;加强清洁燃料替代,扩大无煤区范围,推动农村能源清洁化;实施基于环境绩效的错峰生产;创新运输组织,优化铁路-公路-水运相结合的运输结构。
要实施国家减排行动计划,在打赢“蓝天三年保卫战”已经打响,还需要“十四五”时期继续发力。国家柴油机清洁行动计划,对于氮氧化物和PM2.5浓度降低是非常有潜力的。
加大科技支撑和能力建设力度。“十四五”时期及中长期空气质量改善规划应该建立顶层设计,规划的制定应该长短结合。编制“蓝天保卫战”科技能力建设规划,还要提升科技能力。
(4)徐锭明:能源发展与生物质
能源革命已经进入新阶段,呈现出新的特点:第一,信息化数字化是趋势;第二,联网化共享化是必然;第三,分散化低碳化是路径;第四,可负担可靠可持续。
未来能源方向为“两化两转型”。去碳化和数字化的关系是:①智能化必然是去碳化和绿色化;②绿色化必然是数字化、智能化。未来能源方向必然实现两化两融合,去碳化带来绿色化转型、数字化16带来智能化转型。两化两转型结果,绿色化发展可再生能源,智能化建设能源互联网,所以两化两转型是未来中国能源工业实现高质量发展必然趋势,是能源工业实现高质量发展的必由之路。
生物质能将是中国未来可再生能源发展的重要生力军。①可再生能源大规模发展是人类必然之选;②能源革命关键词是“重构”+“科技”;③能源革命的特点是多维度的。
(5)付林:大温差供暖与2025新模式
将大温差供暖与长距离热力管网相结合,形成大温差长距离输送火电厂余热的集中供暖新模式,可以在很大程度上解决这种热源与热负荷空间分布不匹配的矛盾,从而满足城市密集区取暖需求和环保要求。可以把燃煤电厂余热作为主要热源,同时配置分布式的天然气调峰热源作为灵活性补充。基于火电厂余热利用的热电联产集中供暖方式目前在技术上已渐趋成熟,瓶颈问题主要是热量的结算方式,政策和机制的进一步完善。
“中国清洁供热2025”可概括为“一个模式、两个目标、三个效果、四个改变、五个特征”,这一模式为我国北方地区城镇清洁供热提供了整体解决方案。模式具有以下五大特征:第一,降低热网回水温度。采用三级热网逐级降低热网回水温度,热力站变成能源站,最终热网回水温度可降低至10℃,有利于低品位热源的接入,实现多热源联网和供热参数整合。第二,余热利用。我国余热现状资源丰富,足以满足未来北方供热需求。该模式下热源2/3的热量来自于电厂和其他工业的低品位余热。第三,长输供热。采用大温差、大管径以及多级泵等技术,保障200公里长输和大规模利用余热的供热经济性。第四,燃气末端调峰。结合季节性储气,电厂余热和工业余热承担基础负荷,天然气在热网末端为供热调峰,提高供热经济性,平衡余热波动,保障供热安全。第五,热电协同。热电联产、热泵及蓄热工艺相结合,与纯凝电厂相比,电力调峰幅度更大、更加灵活,为可再生能源发电上网创造条件。
这五个特征将带来以下四个方面的改变:一是以余热为主的低品位热源取代燃煤,实现近零碳供热;二是根据回水温度的不同,两级管网改变为长输热网、城市热网、庭院热网三级管网;三是热力站改变为能源站,分为分布式能源站和集中式能源站,功能从单纯隔压换热改变为降低热网回水温度、热源调峰和隔压;四是储能与热泵结合,热力、天然气服务于电力,实现热电气协同。进而达到“三个效果”,即能耗比锅炉下降90%、污染和碳排放比天然气降低90%、供热成本与燃煤锅炉相当,最终将实现“低排放”和“低成本”两个目标。
(6)杨旭东:农村清洁供暖与生物质
北方清洁供暖的重点和难点都在农村。主要难点包括以下几个方面:①农村建筑保温水平差,采17暖能耗高,而建筑形式复杂多样,建筑布局分散,因此实施建筑节能改造的难度比城市建筑大;②农村地区清洁热源供应不足,相关基础设施薄弱;③农村多年来形成烧煤和直接燃烧生物质的传统,对清洁供暖的意义缺乏认识,不易改变;④缺乏经济适用的农村清洁供热技术、产品及推广模式;⑤农村经济水平偏低,自发推动清洁化改造较难实现;⑥缺乏好的商业模式,目前推进以政府补贴为主,银行及社会资本不愿介入。
农村推广生物质技术方面要坚持“四一原则”,即:每户中等房屋的清洁能源改造(含围炉结构改造)成本不能超过一万元;每年运行费用不能超过1000元;设备运行实现一键式操作;做好一个顶层规划,以便于推广和复制。
(7)汪集旸:地热能与地球充电/热宝
“地球充电/热宝”是指以地球介质为载体的“地热+”多能互补储/供能系统。该系统可将各种形式的能量储存于地下并按需求取出加以利用,具有规模大、应用广、跨季节、成本低的优点。
应重视“地热+”的思维及应用。可将“地热+”的内涵概括为:天(太阳能)地(地热能)合一、动(风能、海洋能、生物质能)静(地热能)结合。将地热这一地球本土的未来能源和来自太阳系的其他新能源及可再生能源(诸如太阳能、风能、生物质能、海洋能等)结合起来一并加以开发利用,真正做到“多能互补、一能多用”,在实际工作中发挥更大的作用。
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