可再生能源與山西省清潔取暖協(xié)同發(fā)展研究

王彥斌 張志雄 郭翰林

(1.山西省投資咨詢和發(fā)展規(guī)劃院，山西 太原 030024； 2.山西財經(jīng)大學(xué)，山西 太原 030024)

0 引言

清潔取暖是指利用超低排放的清潔燃煤、天然氣等化石能源，以及地?zé)?、生物質(zhì)、太陽能、水能、風(fēng)能等非化石能源，通過鍋爐、熱泵等高效清潔熱源、高效輸配管網(wǎng)、節(jié)能建筑等環(huán)節(jié)，最終實現(xiàn)低排放、低能耗的取暖方式。為貫徹落實中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第14次會議關(guān)于推進北方地區(qū)冬季清潔取暖的精神，落實《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021年)》，山西省14部門聯(lián)合出臺了《山西省冬季清潔取暖實施方案》，落實國家煤炭消費減量替代及大氣污染防治等具體要求，山西省開展清潔取暖工作勢必以可再生能源為重要抓手，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和環(huán)境空氣質(zhì)量改善。

1 可再生能源供暖發(fā)展現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)

1.1 可再生能源供暖技術(shù)

地?zé)峁┡煞譃樗疅嵝?中深層)地?zé)岷蜏\層地?zé)?，主要是通過熱泵吸收土壤、中深層或淺層地下水、地表水熱量，用于供暖。2018年，山西地?zé)峁┡s1 030萬 m2，主要集中在太原、臨汾、運城等地，規(guī)劃到2021年地?zé)峁┡A(yù)計將達(dá)到1 500萬m2，占供暖總面積的1.3%。

生物質(zhì)供暖可分為農(nóng)林秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)、垃圾焚燒熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)成型燃料鍋爐、生物質(zhì)顆粒燃燒爐、生物質(zhì)制天然氣供暖等技術(shù)。2018年，山西生物質(zhì)能供暖約550萬m2，規(guī)劃到2021年將達(dá)到2 430萬m2，占供暖總面積的2%。

太陽能與其他常規(guī)能源結(jié)合，可實現(xiàn)熱水、供暖綜合應(yīng)用，山西的大部分農(nóng)村地區(qū)冬季光照時間基本滿足家庭供暖需求。但屋頂安裝面積和院內(nèi)可用面積是比較大的制約因素。太陽能供暖在采暖期較短、熱負(fù)荷要求不高的區(qū)域有較大優(yōu)勢，其他區(qū)域需同生物質(zhì)采暖等協(xié)同配合，形成太陽能—多能互補供暖系統(tǒng)。2018年，山西太陽能供暖約10萬 m2，規(guī)劃到2021年將達(dá)到100萬m2，占比0.08%。

一次能源電力供暖主要是利用棄風(fēng)、棄光電力，通過電鍋爐、熱泵、電暖氣等一系列“煤改電”設(shè)備，實施清潔取暖，2018年，山西電供暖約968萬m2，規(guī)劃到2021年將達(dá)到4 300萬m2，占供暖總面積的3.6%。

1.2 可再生能源供暖趨勢和挑戰(zhàn)

1)可再生能源供暖技術(shù)較為成熟，發(fā)展空間大。

山西可再生能源清潔取暖的發(fā)展尚處于起步階段，但由于具備相對豐富的風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能可再生能源資源稟賦，因此在利用可再生能源進行清潔取暖方面具有較大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。同時山西可再生能源供暖技術(shù)已初步形成規(guī)?；膽?yīng)用。從戶用熱水系統(tǒng)起步，經(jīng)過多年的試點示范和市場化應(yīng)用，地?zé)崮?、生物質(zhì)能、太陽能、一次電力(水電，風(fēng)電，太陽能發(fā)電)等多種可用再生能源供暖技術(shù)成熟，已實現(xiàn)商業(yè)化運行的有太原高新區(qū)地?zé)崾痉豆こ?、運城絳縣地?zé)峁峁こ獭x中農(nóng)村地區(qū)太陽能多能互補工程、晉中祁縣生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)工程、運城城區(qū)水源熱泵工程、呂梁地區(qū)太陽能供熱工程等，形成了一定的示范作用。

2)頂層規(guī)劃缺失，各種能源利用規(guī)劃銜接不夠。

為了推動北方地區(qū)清潔取暖工作，山西相繼開展了冬季清潔取暖實施方案、生物質(zhì)發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃、垃圾焚燒發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃、生物質(zhì)天然氣中長期發(fā)展規(guī)劃、地?zé)崮芾弥虚L期發(fā)展規(guī)劃、煤改電工作規(guī)劃等一系列頂層設(shè)計工作，但由于清潔取暖涉及的專業(yè)領(lǐng)域、主管部門、行政區(qū)域多，已經(jīng)開展的各項規(guī)劃編制工作基本上都是只針對各自的領(lǐng)域進行研究，統(tǒng)領(lǐng)性、全局性和針對性不足，急需以縣為單位開展清潔取暖的縣域?qū)ｍ椧?guī)劃工作，一縣一策，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐目稍偕茉促Y源稟賦情況進行布局，科學(xué)制定近遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)和措施，以期達(dá)到可再生能源清潔取暖的穩(wěn)步發(fā)展。

3)單一可再生能源相對城市建筑集中供暖存在供給不足。

無論是山西省還是其他北方地區(qū)，冬季取暖的能源需求具有典型的時效性，城市建筑安裝太陽能等可再生能源存在空間上的局限性，另外可再生能源供給具有本身的不穩(wěn)定性、分散性。以上供給需求的特點，使得對于城市建成區(qū)大面積集中供暖而言，可再生能源都不具備大規(guī)模推廣的優(yōu)勢，單一品種的可再生能源供暖只能在資源十分豐富的前提下實現(xiàn)。山西省多數(shù)地區(qū)需要開發(fā)、推廣基于當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢的多能互補系統(tǒng)，滿足當(dāng)?shù)啬茉葱枨?，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，從而降低成本，實現(xiàn)民生和環(huán)境的最大公約數(shù)。

4)體制機制不完善，投資費用偏高，運行成本高。

與傳統(tǒng)燃煤集中供熱初投資成本50元/m2相比，地?zé)崮?、太陽能的開發(fā)利用初投資高達(dá)150元/m2～250元/m2，處于較高的水平，在實際工作中也存在地?zé)豳Y源勘查程度低，管理體制不完善，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，施工運行管理不專業(yè)造成地?zé)岢鏊疁囟冗_(dá)不到設(shè)計值，公建電供暖項目無法享受煤改電電價優(yōu)惠，生物質(zhì)資源不足，垃圾分類不理想導(dǎo)致熱值不達(dá)標(biāo)等一系列問題，近兩年，為指導(dǎo)可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，山西相繼開展了生物質(zhì)發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃、垃圾焚燒發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃、生物質(zhì)天然氣中長期發(fā)展規(guī)劃、地?zé)崮芾弥虚L期發(fā)展規(guī)劃等一系列頂層設(shè)計工作，都極大的促進了可再生能源供暖行業(yè)的發(fā)展。

2 山西清潔取暖發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 山西取暖現(xiàn)狀和趨勢

山西全省都屬于宜采用集中采暖的寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)，近年來通過加大燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和鍋爐房超低排放改造，煤改氣、煤改電、地?zé)帷⑸镔|(zhì)綜合利用、太陽能、工業(yè)余熱供熱等清潔化取暖的工作力度，顯著提升了全省取暖清潔化水平，明顯減少了冬季大氣污染物排放。

自南向北，山西省冬季取暖時間略有差異，晉南和晉東南地區(qū)基本為11月15日～第二年3月15日，共計4個月，太原、晉中、呂梁、忻州等中部基本為11月1日～3月15日，共計4.5個月，大同、朔州等晉北地區(qū)為10月25日～4月10日，共計5.5個月。

冬季取暖是山西省3 700萬城鄉(xiāng)居民的基本民生需求。2017年年底，山西城市和農(nóng)村地區(qū)建筑采暖面積約14.5億 m2。其中，城鎮(zhèn)建筑采暖面積約9.2億 m2，農(nóng)村建筑采暖面積約5.3億 m2。城鎮(zhèn)主要是通過熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域鍋爐房等方式滿足冬季采暖需求，供暖面積6.9億 m2；集中供暖尚未覆蓋或難以覆蓋的區(qū)域以燃煤小鍋爐、天然氣鍋爐、天然氣壁掛爐、各種形式電采暖、生物質(zhì)顆粒采暖等分散供暖作為補充。農(nóng)村地區(qū)冬季取暖仍然以散燒煤為主。山西冬季取暖以燃煤為主，燃煤采暖面積約占總采暖面積的88%，其他各種能源(天然氣、電、地?zé)?、生物質(zhì)、太陽能、工業(yè)余熱等)合計約占12%。

從總體上看，山西省取暖現(xiàn)狀中存在：城鄉(xiāng)區(qū)域取暖發(fā)展不平衡，清潔取暖占比偏低，清潔能源供應(yīng)存在短板且成本普遍較高，現(xiàn)有電廠供熱能力未充分發(fā)揮，商業(yè)模式創(chuàng)新不足，農(nóng)村地區(qū)建筑節(jié)能水平較低，取暖消費方式落后等問題。

推進清潔取暖，是為了滿足人民日益增長的美好生活需要。預(yù)計到2021年，山西城鄉(xiāng)建筑采暖總面積約15.7億 m2，其中城鎮(zhèn)建筑采暖總面積約10.4億 m2、農(nóng)村建筑采暖總面積約5.3億 m2。全省清潔取暖總面積預(yù)計將達(dá)到11.8億 m2，清潔取暖率75%。

2.2 山西政策和行動

山西省豐富的煤炭資源，造就供熱能源長期以煤為主，用能方式粗放，用能效率較低，所用煤質(zhì)較差的用能現(xiàn)狀。這導(dǎo)致全省環(huán)境空氣質(zhì)量中SO2和PM2.5指數(shù)供暖季飆升，嚴(yán)重影響城鄉(xiāng)居民生產(chǎn)生活和身體健康。

山西省堅決貫徹落實習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想，堅定以人民為中心的發(fā)展思想，確定“清潔替代、節(jié)能環(huán)保、因地制宜、統(tǒng)籌推進、政府推動、軍民一體”的清潔取暖原則。2017年，省財政拿出10億元資金支持“煤改氣”“煤改電”清潔取暖工程，完成了100萬戶以上的冬季清潔取暖工程目標(biāo)任務(wù)。城市建成區(qū)20蒸噸以下、縣城建成區(qū)10蒸噸以下燃煤鍋爐實現(xiàn)“清零”，全省共淘汰燃煤鍋爐11 085臺，其中城市和縣城建成區(qū)淘汰4 068臺。

2018年，繼省會太原市2017年獲批后，作為京津冀及周邊地區(qū)大氣污染傳輸通道“2+26”城市的陽泉市、長治市、晉城市，汾渭平原地區(qū)的晉中市、臨汾市、運城市、呂梁市也納入2018年北方地區(qū)冬季清潔取暖試點城市范圍，將通過推進清潔方式取暖替代散煤燃燒取暖，擴大集中供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)范圍，同步開展既有建筑節(jié)能改造，引導(dǎo)企業(yè)和社會資金投入，運用中央財政獎補資金和地方配套資金，共同推動清潔取暖工作穩(wěn)步開展。

3 山西省有效利用可再生能源供暖的發(fā)展建議

3.1 因地制宜，優(yōu)先發(fā)展，統(tǒng)籌兼顧

鼓勵各地區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)氐挠媚苄枨?、氣候條件、資源條件、大氣污染防治目標(biāo)等各方面因素和特點，在清潔供暖發(fā)展規(guī)劃中充分發(fā)掘可再生能源供暖的潛力，大力支持建設(shè)可再生能源與常規(guī)能源結(jié)合的互補城鎮(zhèn)供熱體系，保證可再生能源供熱熱源優(yōu)先加入熱力管網(wǎng)，優(yōu)先使用可再生能源熱力。

從2017年全國338個城市空氣質(zhì)量排名看，山西臨汾、晉中、呂梁、運城位列200名以外，大氣污染程度嚴(yán)重，對大京津冀區(qū)域大氣污染影響較大。建議將臨汾、晉中等四市與“2+26”污染傳輸通道城市同等對待，統(tǒng)一執(zhí)行《京津冀及周邊地區(qū)2017—2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，對這些區(qū)域，加大大氣污染防治專項資金投入，加大環(huán)保政策約束，率先實現(xiàn)區(qū)域清潔供暖的目標(biāo)。

3.2 加大農(nóng)村節(jié)能改造力度，補足清潔取暖工作短板

山西城鎮(zhèn)化率相對較低，農(nóng)村清潔取暖推廣是清潔取暖工作中任務(wù)最重的部分。農(nóng)村清潔取暖成功的關(guān)鍵是農(nóng)房節(jié)能改造。我省農(nóng)房目前普遍能耗較高，每平方米能耗高達(dá)70 W，采暖能源浪費嚴(yán)重，采暖舒適度不高，亟需進行農(nóng)房節(jié)能改造。按照城市建筑節(jié)能改造標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)房改造費用較高，戶均改造費用在2萬元以上，對政府財政和農(nóng)戶帶來很大負(fù)擔(dān)。因此，建議積極探索農(nóng)村適用的節(jié)能改造方式，達(dá)到既可降低采暖能耗，又能經(jīng)濟可行的目的。同時，積極爭取國家對我省農(nóng)房節(jié)能改造予以專項政策資金支持，先從試點做起，逐步擴大推廣范圍，為我國北方地區(qū)農(nóng)村清潔取暖、農(nóng)房節(jié)能改造探索出切實可行的新路徑。

3.3 研究設(shè)計供暖激勵政策機制，提高項目的經(jīng)濟性

資金政策，充分發(fā)揮中央試點資金作用，鼓勵地方政府創(chuàng)新機制，完善政策，加大對清潔取暖工作的支持力度，對按時完成工作目標(biāo)和重點任務(wù)的地區(qū)，建議予以重點支持。煤改電政策，對居民電采暖試行峰谷時段計價、用電量計價、平段電價計價等多種銷售側(cè)電價政策。完善電采暖輸配電價政策，參加電力市場交易的采暖用電，峰段、平段執(zhí)行相應(yīng)電壓等級的輸配電價，谷段輸配電價按平段輸配電價的50%執(zhí)行。農(nóng)村地區(qū)以村或自然村為單位通過“煤改電”改造使用電采暖或熱泵輔助加熱取暖，采暖用戶與居民家庭“煤改電”采暖執(zhí)行同樣的電價政策。鼓勵電蓄熱、儲能企業(yè)與風(fēng)電、光伏發(fā)電企業(yè)開展直接交易，建立長期穩(wěn)定且價格較低的供用電關(guān)系。在供暖期對“煤改電”居民用戶和執(zhí)行居民電價的非居民用戶，試行電采暖用電市場化競價采購，鼓勵風(fēng)電等可再生能源發(fā)電優(yōu)先參與交易，予以優(yōu)先購電保障。熱電聯(lián)產(chǎn)政策，新建燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)項目優(yōu)先考慮背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機組，研究制定針對背壓機熱電聯(lián)產(chǎn)的兩部制熱價、兩部制電價政策。