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1、冬季供暖现状前景调研 2019年10月目录2019冬季供暖现状分析11.引言32.北方供暖基本情况43.集中清洁供暖技术经济性分析73.1 热电联产供暖73.2 先进燃煤工业锅炉供暖83.3 地热供暖（热泵技术）93.4 集中供暖技术经济性对比104.分散清洁供暖技术经济性分析114.1 优质煤+先进燃煤炉具取暖114.2 分散清洁供暖技术经济性对比125.清洁供暖能源结构预测136.1 2017 年清洁供暖任务超额完成136.2 从经济承受力来看，没有补贴，“双替代”成本高146.3 从能源供应来看，天然气缺口大，峰谷差加大141. 引言随着人们生活水平的提高，冬季取暖需求将长期存在。当前，
2、我国北方地区清洁取暖比例低，特别是部分地区冬季大量使用散烧煤，大气污染物排放量大，迫切需要推进清洁取暖，这关系到北方地区居民温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。2017 年，“电代煤”和“气代煤”（以下简称“双替代”）政策的推动下，京津冀及周边地区实际完成“双替代”近 600 万户，据估算，减少散煤约 1800 万吨。其中“2+26”城市完成 475 万户（超额 17%完成任务）。但同时也应该看到大力推进“煤改气”，曾令华北地区一度出现“气荒”，一些地区冬季天然气供需缺口达到 10%-20%。一方面反映了我国对清洁供暖、改善大气环境的迫切需求，另一
3、方面我国的清洁取暖难以依靠一两种能源来解决（能源供给与经济性压力），另外在供热管网、电网、天然气管网与调峰等基础设施方面还存着很多短板。当前情况下，发挥清洁煤、电力、天然气、地热等多种清洁能源的优势，宜煤则煤、宜气则气、宜电则电，多能互补，是我国北方地区实现清洁供暖的可行方式。2. 北方供暖基本情况2.1 供暖区域和时间冬季采暖是我国北方居民的生活需求。中国供暖分界线位于北纬 33 度附近的秦岭和淮河一带，历史可追溯至上世纪 50 年代，中国在苏联援助下为城市居民安装集中供热系统。但当时的中国正面临严峻能源短缺，于是作为中国南北分界线的”秦淮线”就成为集中供暖的界限。根据北方地区冬季清洁取暖规
4、划（2017-2021 年），北方地区包括北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、陕西、甘肃、宁夏、新疆、青海等 14 个省（区、市）以及河南省部分地区，涵盖了京津冀大气污染传输通道的“2+26”个重点城市（含雄安新区，下同），具体包括：北京市、天津市，河北省石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸市，山西省太原、阳泉、长治、晋城市，山东省济南、淄博、济宁、德州、聊城、滨州、菏泽市，河南省郑州、开封、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳市的行政区域。（2）取暖总面积约 206 亿平方米截至 2016 年底，我国北方地区城乡建筑取暖总面积约 206 亿平方米。其中，城镇建筑取暖
5、面积 141亿平方米，农村建筑取暖面积 65 亿平方米。“2+26”城市城乡建筑取暖面积约 50 亿平方米。2.2 供暖用能现以煤炭为主（1）用能结构根据 2016 年底数据，我国北方地区取暖使用能源以燃煤为主，燃煤取暖面积约占总取暖面积的 83%，天然气、电、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等合计约占 17%。取暖用煤年消耗约 4 亿吨标煤，其中散烧煤（含低效小锅炉用煤）约 2 亿吨标煤，主要分布在农村地区。北方地区供热平均综合能耗约 22 千克标煤/平方米，其中，城镇约 19 千克标煤/平方米，农村约 27 千克标煤/平方米。（2）供暖热源在北方城镇地区，主要通过热电联产、大型区域锅炉房
6、等集中供暖设施满足取暖需求，承担供暖面积约 70 亿平方米，集中供暖尚未覆盖的区域以燃煤小锅炉、天然气、电、可再生能源等分散供暖作为补充。城乡结合部、农村等地区则多数为分散供暖，大量使用柴灶、火炕、炉子或土暖气等供暖，少部分采用天然气、电、可再生能源供暖。（3）热网系统截至 2016 年底，我国城镇集中供热管网总里程达到 31.2 万公里，其中供热一级网长度约 9.6 万公里，供热二级网长度约 21.6 万公里。集中供热管网主要分布在城市，城市集中供热管网总里程约 23.3万公里，占城镇集中供热管网总里程的 74.6%，县城集中供热管网总里程约 7.9 万公里，占城镇集中供热管网总里程的 25
7、.4%。（4）热用户热用户取暖系统包括室内末端设备和取暖建筑。室内末端设备主要有散热器、地面辐射、发热电缆或电热膜、空调等，以散热器为主。北方地区城镇新建建筑执行节能强制性标准比例基本达到 100%，节能建筑占城镇民用建筑面积比重超过 50%。农村取暖建筑中仅 20%采取了一定节能措施。3. 集中清洁供暖技术经济性分析集中供暖清洁化主要包括三个途径：一是通过热电联产等集中供热替代；二是采用优质煤+先进锅炉技术；三是使用天然气、电、生物质等清洁燃料替代燃煤。集中供暖优点有：提高能源利用率、节约能源。有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生。 减少工作人员及燃料、灰
8、渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。易于实现科学管理，提高供热质量。3.1 热电联产供暖热电联产供热的燃料主要以煤炭为主，也采用天然气、燃油等燃料。采用热电联产技术，由于发电部分的固有的热力学冷源损失用作供热，从而节约了燃料，能源利用效率比单纯发电约提高一倍以上。在适用范围方面，热电联产首先考虑的就是供热半径，热负荷是否在经济的供热半径以内，否则热网投资太大会影响热价。根据热电联产管理办法（发改能源2016617 号）的要求，以热水为供热介质的热电联产机组，供热半径一般按 20 公里考虑，供热范围内原则上不再另行规划建设抽凝热电联产机组。以蒸汽为供热介质的热电联产机组，供热半径一般
9、按 10 公里考虑。我们计算技术经济性取值：烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别按照 5mg/m3、35mg/m3、50mg/m3 （超低排放），综合能效 85%，煤价 540 元/吨。3.2 先进燃煤工业锅炉供暖我国自主研发的高效工业煤粉锅炉燃烧充分，技术成熟，可将工业锅炉热效率提高 20%30%，达90%以上。采用空气分级燃烧技术，逆喷式悬浮燃烧方式可有效降低 SO2 和 NOx 的生成。目前已广泛应用于城市工业供汽和供热。煤粉锅炉较传统链条锅炉节煤 30%左右；烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放可以达到 10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3，采用布袋除尘器、低硫煤和湿法脱硫装置或活性半焦
10、吸附技术，应用低过量空气系数、空气分级燃烧技术等使 NOx200mg/m3，再应用 SCR 或 SNCR，达到超低排放标准。在适用范围方面，煤粉锅炉系统对燃料煤粉有一定要求，煤种以褐煤、长焰煤为主，而且要求煤质比较稳定。我们计算技术经济性取值：能效 90%，煤价 800 元/吨(优质煤)。3.3 地热供暖（热泵技术）采用热泵技术取暖，可以把热量从低温传送到高温，包括水源热泵、地源热泵以及空气源热泵。如果其冷端通过管道埋植于水中，称之为水源热泵；若冷端通过管道埋植于土壤中，称之为地源热泵。水源热泵、地源热泵目前主要应用在北方冬季寒冷的地区。这里以水源热泵进行计算。消耗的电能来自超低排放的燃煤发电
11、，其烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别按照 5mg/m3、35mg/m3、50mg/m3，能耗按照 309kgce/kWh 计算。按照 COP 值（制热量与输入能量比值）为 5 计算，电价按照 0.5 元/kWh 计算。3.4 集中供暖技术经济性对比清洁燃煤和清洁能源取暖均有污染物排放，但排放环节和排放量不同，燃煤、燃气取暖等污染物排放发生在取暖过程；电取暖、热泵取暖（空气源、地源、水源）、太阳能取暖等污染物排放发生在取暖前的电力生产过程。采用全生命周期方法科学、全面评价不同取暖方式节能环保效果。以普通燃煤锅炉为基准，传统燃煤工业锅炉以层燃式链条炉为主，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别按照 50
12、mg/m3、300mg/m3、300mg/m3（锅炉大气污染物排放标准 GB13271），能效按照 60%计算，煤价按照 540 元/吨计算。从能耗来看，地热供暖最低，天然气锅炉、先进燃煤锅炉、热电联产相当，传统燃煤锅炉最高；从污染物排放来看，地热供暖、天然气锅炉、先进燃煤锅炉、热电联产基本相当，传统燃煤锅炉最高；从经济性来看，地热供暖、先进燃煤锅炉、热电联产运行成本基本相当，天然气锅炉最高。4. 分散清洁供暖技术经济性分析在农村地区和城市集中供暖覆盖不到的部分区域，以分散供暖为主。传统燃煤炉具取暖污染较为严重，可以用优质煤+先进炉具、电取暖、天然气取暖和热泵等技术来替代。4.1 优质煤+先进
13、燃煤炉具取暖采用优质煤配先进燃煤取暖炉具可以实现清洁取暖。商品煤质量管理暂行办法规定京津冀及周边地区、长三角、珠三角限制销售和使用灰分（Ad）16%、硫分（St,d）1%的散煤。北京、天津等地方也制定了煤炭质量相关标准来规范煤炭的使用。其中北京市制定了低硫煤及制品（DB11/097-2014）；天津制定了工业和民用煤质量地方标准；河北制定了洁净型煤（DB13/1055-2009）和工业和民用燃料煤（DB13/2081-2014）。以上标准对民用及工业动力等用途的煤炭产品进行了规定。根据第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册和民用水暖煤炉通用技术条件2016 年报批稿，烟尘、二氧化硫、氮氧
14、化物排放分别按照 50mg/m3、100mg/m3、150mg/m3，能效按照 70%计算，吨煤价格 1000 元。4.2 分散清洁供暖技术经济性对比以传统燃煤炉具取暖作为清洁采暖的基准，根据第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册和民用水暖煤炉通用技术条件2016 年报批稿，传统燃煤炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别按照 400mg/m3、350mg/m3、300mg/m3，能效 40%，吨煤价格 600 元。按照典型民宅（100m2）的采暖热负荷指标 23.5W/m2，全年供暖季累积热负荷为 29GJ。设备成本按照十年折旧均摊到每年。 从能耗来看，燃气炉、南方地区空气源热泵、先进燃煤炉
15、比较低，电采暖、普通炉、北方地区空气源热泵比较高；从污染物排放来看，普通炉最高，先进燃煤炉次之，燃气炉、空气源热泵、电采暖较低；从燃料成本方面，电采暖最高，空气源热泵、燃气炉较高，先进燃煤炉最低；从费用年值来看（考虑设备），空气源热泵最高，电采暖次之，先进燃煤炉最低。5. 清洁供暖能源结构预测5.1 2017 年清洁供暖任务超额完成2017 年，“电代煤”和“气代煤”政策的推动下，京津冀及周边地区实际完成“双替代”（“气代煤”和“电代煤”）近 600 万户，据估算，减少散煤约 1800 万吨。其中“2+26”城市完成 475 万户（超额 17%完成任务），建成约 1 万平方公里的“散煤禁燃区”，农村清洁取暖破题。从减煤途径来看，以“气代煤”为主，占比近七成，“气代煤”主要分布在河北；“电代煤”总体规模占比不足 30%，主要分布在北京、天津和河南。2017 年，京津冀及周边地区实际淘汰 10 万余台燃煤小锅炉。其中，“2+26”城市淘汰 4.4 万台，淘汰小煤炉等散煤燃烧设施 10 万多个。根据环保部公报，2017 年全国平均 PM2.5 浓度同比下降 6.5%，其中 74 个城市及京津冀、长三角和珠三角地区 PM2.5 平均浓度分别下降 6%、9.9%、4.3%、6.2%。5.2 从经济承受力来看，没有补贴，
