“雙碳”背景下農(nóng)村居民清潔取暖減排效益研究

崔亮，張鈞瑞，李思園

山西財(cái)經(jīng)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西 太原 030006

近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)、居民生活及機(jī)動車等排放大量污染物，造成以細(xì)顆粒物為主要污染物的大氣重污染事件頻發(fā)，給生態(tài)環(huán)境造成極為不利的影響（肖悅等，2017；彭猛等2020）。為了改善空氣質(zhì)量，2018年國務(wù)院出臺了《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》。為了提高取暖質(zhì)量，2013年國務(wù)院頒布了《大氣污染防治行動計(jì)劃》，要加快推進(jìn)“煤改電”和“煤改氣”工程建設(shè)，加快推進(jìn)集中供熱工程建設(shè)。2016年習(xí)近平總書記主持召開中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議，指出“推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容”。

目前關(guān)于清潔取暖方面的研究主要集中在該政策對環(huán)境和居民的影響兩方面。宗亞楠等（2017）采用情景分析法，評估了北京市電廠能源清潔化與末端治理、燃煤鍋爐改造和城區(qū)平房居民采暖改造等措施產(chǎn)生的減排效益，得出的結(jié)論是北京市的一系列改造有效地改善了空氣質(zhì)量。李朋等（2021）基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以京津冀地區(qū)為研究對象，編制了“以電代煤”污染物排放清單，結(jié)果表明，“煤改電”帶來的減排效果明顯。羅宏等（2020）以京津冀大氣污染傳輸通道城市為研究對象，全面梳理了京津冀及周邊地區(qū)清潔取暖補(bǔ)貼政策的實(shí)施情況和問題，結(jié)果表明，地方政府財(cái)政壓力需發(fā)揮中央財(cái)政的作用并開始逐步退坡。趙夢雪等（2020）從經(jīng)濟(jì)、社會、污染減排和溫室氣體減排4個(gè)維度構(gòu)建了清潔取暖綠色低碳績效評價(jià)指標(biāo)體系。

上述研究表明，清潔取暖工程有利于污染物減排，而政策帶來的環(huán)境影響及政府、居民承受的經(jīng)濟(jì)成本有待深入研究，在“雙碳”背景下該政策是否推進(jìn)了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的統(tǒng)一、能否促進(jìn)碳減排尚未明確。鑒于此，本研究從環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)成本角度出發(fā)，探究清潔取暖工程對環(huán)境和居民的影響，核算清潔取暖工程帶來的碳排放情況，以期為清潔取暖工程的進(jìn)一步實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究方法

忻州市實(shí)施清潔取暖改造分為兩個(gè)時(shí)間段：第一階段圍繞市建成區(qū)，以城中村為重點(diǎn)，推進(jìn)實(shí)施集中供熱工程；第二階段將煤改電作為主要措施，改造范圍主要在鄰近建成區(qū)的農(nóng)村及平原地區(qū)農(nóng)村。2018年4月，市大氣污染防治工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室通知將建成區(qū)剩余的 28臺煤粉鍋爐（其中4臺早已停運(yùn)，實(shí)際運(yùn)行為24臺）改用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，建成區(qū)24臺煤粉鍋爐改造情況見表1。

表1 忻州市建成區(qū)燃煤鍋爐改造情況Table 1 Renovation of coal-fired boilers in Xinzhou built-up area

負(fù)責(zé)供熱的廣宇煤電公司，現(xiàn)有兩臺135 MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和兩臺350 MW機(jī)組，所有機(jī)組均有嚴(yán)格的末端治理措施，例如靜電除塵、液氮SCR脫硝和系統(tǒng)脫硫等。

為分析清潔取暖工程帶來的碳排放情況和污染物減排效益，設(shè)置改造前和改造后兩種情景。改造前情景是2016年尚未實(shí)施清潔取暖工程，農(nóng)村居民均采用生活燃煤進(jìn)行取暖；改造后情景是2020年已實(shí)施集中供熱和煤改電工程后，農(nóng)村居民采用清潔取暖。

煤改電的改造方式分為區(qū)域集中供暖和分戶供暖。區(qū)域集中供暖改造是將空氣熱源泵集中后通過管道將熱能輸送至村民家中。分戶供暖適用于戶數(shù)較少，房屋分布不均勻的村落。該方式是由政府以獎代補(bǔ)，鼓勵村民自行購買設(shè)備，由政府進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)貼，同時(shí)電價(jià)采用峰谷段收費(fèi)。以蓄熱式電暖器為例，該設(shè)備可在夜間進(jìn)行充電加熱，便可滿足一戶一天的采暖需求。考慮到采暖設(shè)備存在高昂的費(fèi)用及折舊，僅作為區(qū)域集中供暖的補(bǔ)充。忻州市地形分區(qū)及居民燃煤分布如圖1所示。其中，本研究城中村設(shè)為集中供熱改造區(qū)域，平原地區(qū)為煤改電改造區(qū)域。

圖1 忻州市地形分區(qū)及居民生活燃煤分布區(qū)Figure 1 Topography and residential coal combustion distribution area in Xinzhou City

1.2 數(shù)據(jù)來源

改造前農(nóng)村居民生活燃煤排污量計(jì)算采用排放因子法，計(jì)算公式：

式中：

Ei——污染物排放總量，kg；

i——污染物種類；

m——燃燒技術(shù)類型；

A——活動水平數(shù)據(jù)；

E——排放因子，g·kg-1；

η——大氣污控設(shè)施去除效率，%；

n——居民戶數(shù)；

Q——2016年戶均煤炭消耗量，kg/戶。

關(guān)于居民戶數(shù)的獲取，來自0.5 m空間分辨率Google Earth遙感影像，通過目視解譯判別平房空間分布范圍，利用忻州市地形圖進(jìn)行幾何校正，控制點(diǎn)采用的是九宮格的方式，利用多項(xiàng)式模型進(jìn)行校正，以便提高影像的精度。

平房解譯特征為較規(guī)則的院落，平房之間有界線，在遙感影像3層以上樓房有明顯陰影，并且樓房之間無院墻等界線（崔亮等，2019）。排放因子優(yōu)先采用污染源實(shí)測法，該研究條件受限沒有實(shí)際測量數(shù)據(jù)，采用的是檢索排放因子數(shù)據(jù)庫法（Shi et al.，2014）。主要污染物的排放因子見表2（Zhang et al.，2000；Chen et al.，2005；Chen et al.，2006；Zhang et al.，2008；Zhi et al.，2009；趙文慧等，2015；支國瑞等2015；中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部，2016）。

表2 忻州市生活燃煤和電煤的主要污染物排放因子Table 2 Main pollutant emission factors of residential coal and thermal coal in Xinzhou City kg·t-1

選擇忻州市城區(qū)兩個(gè)典型城鄉(xiāng)交界處農(nóng)村，3個(gè)山區(qū)丘陵地區(qū)農(nóng)村，兩個(gè)典型平原地區(qū)的農(nóng)村進(jìn)行抽樣調(diào)查，對居民散煤、型煤使用量及品質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，獲取忻州市不同區(qū)域居民面源排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即戶均散煤使用量及品質(zhì)，每個(gè)村選取3—4個(gè)典型農(nóng)戶開展入戶調(diào)查，詳細(xì)調(diào)研當(dāng)?shù)鼐用竦娜∨按妒聽t灶型式，并對居民散燒使用的煤質(zhì)進(jìn)行取樣測試和分析，為居民原煤散燒大氣污染物排放量計(jì)算準(zhǔn)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，測得平均干基高位發(fā)熱量為28.5 MJ·kg-1，屬于煙煤。煙煤CO2排放因子采用94600 kg·TJ-1（IPCC，2006），經(jīng)計(jì)算本研究CO2排放因子為 2697 kg·t-1。標(biāo)煤 CO2排放因子采用2540 kg·t-1（涂華等2014），電煤折算標(biāo)煤系數(shù)采用0.7143。

清潔取暖具體的改造戶數(shù)（見表3）以及改造成本來自《忻州市人民政府辦公室關(guān)于印發(fā)忻州市2019年清潔取暖工作實(shí)施方案的通知》。

表3 忻州市2017—2020清潔取暖改造戶數(shù)Table 3 Number of clean heating renovated households in Xinzhou, 2017-2020

2 結(jié)果與分析

2.1 排污量的確定

應(yīng)用遙感衛(wèi)星圖像解譯，根據(jù)地形分布以及村民房屋院落走勢，將村落類型劃分為兩種典型類型，分為平原農(nóng)村和城中村。生活燃煤戶數(shù)的確定，主要是對不同區(qū)域內(nèi)的平房聚集地，進(jìn)行數(shù)字化并利用 GIS空間分析工具計(jì)算每個(gè)數(shù)字化圖斑的面積，即一個(gè)村落的平房總面積。本研究選取建成區(qū)兩種典型區(qū)域的村落，結(jié)合文件確定對應(yīng)的較準(zhǔn)確的戶數(shù)，得出不同類型村落的單位面積戶均建筑面積（見表4）。

表4 忻州市建成區(qū)典型農(nóng)村平房面積與居民戶數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 4 Relationship between area and population of typical rural bungalows in built-up areas of Xinzhou City

經(jīng)過計(jì)算平原農(nóng)村和城中村的戶均建筑面積為400 m2和210 m2。由表5可知，2016年忻州市居民生活燃煤 1.0×106t，產(chǎn)生的 PM10、PM2.5、SO2、NOx的排放總量分別為8820.0、6860.0、7400.0、1600.0 t；2016年忻州市生活燃煤產(chǎn)生的溫室氣體CO2排放總量為2.697×106t。平原農(nóng)村的生活燃煤戶數(shù)為占主要生活燃煤戶數(shù)的79%。忻州市的生活燃煤戶數(shù)集中在平原地區(qū)，為重點(diǎn)改造范圍。

表5 2016年忻州市2種典型農(nóng)村生活燃煤大氣排污量Table 5 The amount of air pollution discharged by two typical residential coal combustion in Xinzhou City in 2016

2.2 集中供熱

忻州市城中村主要采用集中供熱形式。城中村居民改造前使用生活燃煤取暖，購置煤炭費(fèi)用戶均1100元。集中供熱采暖費(fèi)成本為29 yuan·m-2。政府每平米補(bǔ)貼12.5元。忻州市城中村取戶均采暖面積為100 m2，戶均自付1650元，政府每戶平均補(bǔ)貼1250元。2017—2020年農(nóng)村居民的人均可支配收入均值為8750元，采暖費(fèi)占比從12.57%增加至18.85%，增長了約6.28%。2017—2020年農(nóng)村居民收入的平均年增長速度為9.36%，采暖費(fèi)的增長速度僅比收入增長速度低2.08%，實(shí)施補(bǔ)貼依舊加重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。政府方面，改造后補(bǔ)貼比例高達(dá)76%。2017—2020年忻州市城中村實(shí)施集中供熱工程共計(jì)改造了 1.396×105戶，集中供熱的居民需支付采暖費(fèi)2.30×108元，政府補(bǔ)貼1.75×108元，如圖2所示。改造后忻州市城中村取暖總費(fèi)用為 4.13×108元，比改造前增加了2.51×108元。

圖2 集中供熱經(jīng)濟(jì)成本對比Figure 2 Comparison of economic costs of district heating

集中供熱改造的第一步是對城中村的燃煤小鍋爐進(jìn)行拆除，2017年拆除農(nóng)村燃煤小鍋爐共計(jì)5607個(gè)，2018年拆除的鍋爐集中在建成區(qū)，共計(jì)24臺。經(jīng)計(jì)算，可減少生活燃煤消耗量為5.09×104t。如圖3所示，2017—2018年忻州城區(qū)的 PM10、SO2、PM2.5、NOx排放量累計(jì)削減了 324.2、376.7、498.8、81.4 t；其中，SO2和PM2.5的削減量相對突出，分別占總削減量的29%和39%。

圖3 2017—2018年忻州市燃煤鍋爐改造污染物減排效益Figure 3 Pollutant emission reduction benefits of renovation of coal-fired boilers in Xinzhou,2017-2018

第二步是對庭院進(jìn)行改造，完成清潔能源替代。城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ 34—2010）供暖熱負(fù)荷住宅推薦值為40—45 W·m-2，本研究供暖熱負(fù)荷按40 W·m-2進(jìn)行計(jì)算。忻州市采暖時(shí)間為150 d，城中村戶均供暖面積100 m2，則用戶全年采暖累計(jì)熱負(fù)荷為 5.18×104MJ。設(shè)改造前后采暖時(shí)間和面積不變，為了保持用戶的采暖需求，該方案下的用煤量根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算（徐鋼等，2016）：

式中：

Bcoal——所需電煤量，kg；

Q0——采暖需求量，MJ；

β0——發(fā)電效率，取0.386（徐鋼等，2016）；

β1——管網(wǎng)熱效率，取0.9（于春龍，2010）；

β2——熱效率，取0.59（余雪等，2020）；

Qar,net——煤炭低位發(fā)熱量，MJ·kg-1，取 27.8（余雪等，2020）。

根據(jù)式（3）可得出改造后戶均的電煤消耗量為9.1 t。2020年城中村已完成改造的戶數(shù)為1.396×105，改造比例已占94.4%，忻州市城中村集中供熱后PM10、PM2.5、SO2、NO?的排放量分別為316.3、632.1、693.9、993.7 t。

如圖4所示，實(shí)施集中供熱可大幅降低排污量。忻州市城中村集中供熱后 PM10削減比例達(dá)到85.5%，PM2.5和 SO2的減排量分別為 62.7%和67.5%。盡管戶均使用的電煤量為9.1 t，是改造前的5倍，但電煤能源利用率較高，顆粒物排放量有效減少。而NO?排放量增加明顯，增加了151%。

圖4 忻州市集中供熱改造前后城中村污染物排放量Figure 4 Pollutant emission of urban village in the city before and after central heating renovation in Xinzhou City

集中供熱后，忻州市城中村產(chǎn)生的溫室氣體CO2排放總量為 2.111×106t，比改造前增加了1.445×106t，相比改造前CO2排放量顯著增長。由此可見，農(nóng)村居民集中供熱改造不利于碳達(dá)峰。

集中供暖戶均電煤消耗量增加的原因在于戶均集中供熱面積（100 m2）遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的生活燃煤取暖面積，且生活燃煤取暖效果較差，無法達(dá)到集中供熱正常的室內(nèi)溫度。

2.3 煤改電

忻州市平原農(nóng)村主要采用煤改電形式。煤改電區(qū)域集中供暖采用空氣熱源泵，分戶供暖采用蓄熱式電暖器，關(guān)于兩種供暖方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，采用費(fèi)用年值法計(jì)算（于濤等，2014）：

式中：

A——初始投資額，yuan·a-1；

Kj——供暖設(shè)備的初始投資額，104元；

j——供暖設(shè)備編號；

i——基準(zhǔn)折現(xiàn)率，取值3.8%；

mj——設(shè)備的使用年限；其中，空氣源熱泵取15 a，蓄熱式電暖器取10 a，地暖管取25 a；

n——供暖設(shè)備種類數(shù)。

城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ 34—2010）供暖熱負(fù)荷住宅推薦值為40—45 W·m-2，本研究供暖熱負(fù)荷按 40 W·m-2進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)平原農(nóng)村戶均采暖面積為60 m2，采暖時(shí)間為150 d，若實(shí)行全天供暖，則該用戶全年采暖累計(jì)熱負(fù)荷為8640 kW·h-1，即 3.11×104MJ?？諝庠礋岜煤托顭崾诫娕鞯慕?jīng)濟(jì)性如表6所示。

改造前購買煤炭費(fèi)用590 yuan·t-1，平原農(nóng)村戶均使用量為1.69 t，總價(jià)為1000元；由表6可知，改造后，電采暖和空氣源熱泵供暖產(chǎn)生的年綜合成本均大幅上漲。電采暖能源利用率較低，導(dǎo)致每年運(yùn)行費(fèi)用極高，戶均年綜合成本是改造前的近5倍?？諝庠礋岜玫母脑煲淮涡灾Ц兜馁M(fèi)用為異地建設(shè)費(fèi)籌集，戶均需支付為3850元，空氣源熱泵的運(yùn)行供電費(fèi)用高于生活燃煤費(fèi)用和集中供熱費(fèi)用，年綜合成本為3963元。

表6 電采暖和空氣源熱泵的經(jīng)濟(jì)性Table 6 Economic performance of electric heating and air heat pump

根據(jù)走訪調(diào)查，家庭年收入，改造費(fèi)用，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)等因素均會影響農(nóng)村居民對清潔取暖的支付能力和意愿。超過90%的農(nóng)村居民期望將成本控制在2000元以下。由于忻州市并不屬于“2+26”城市名單（武曉紅等，2021），受中央財(cái)政支持力度較小，大部分補(bǔ)貼費(fèi)用需由市政府承擔(dān)，且采暖費(fèi)作為農(nóng)村居民的必要性支出，鼓勵使用清潔能源產(chǎn)生長期的補(bǔ)貼勢必會加重財(cái)政負(fù)擔(dān)。為了避免農(nóng)村居民重新使用生活燃煤，需實(shí)施財(cái)政補(bǔ)貼退坡政策，即逐年減少補(bǔ)貼力度。該研究將財(cái)政補(bǔ)貼退坡年限設(shè)置為7年（宋玲玲等，2020），每年的退坡比例為14.3%，補(bǔ)貼退坡的內(nèi)容設(shè)為采暖價(jià)格補(bǔ)貼。忻州市2020年農(nóng)村居民的可支配收入為9926元，由于補(bǔ)貼力度不斷下降，得出采暖費(fèi)用占農(nóng)村居民收入的比例，具體結(jié)果見表7。

由表7可知，退坡政策實(shí)施后，采暖費(fèi)占農(nóng)村居民收入比從第一年的13%上漲到21%，每年上漲幅度為1%。改造前成本僅占收入的10%。改造后采暖費(fèi)占收入比均大于改造前，當(dāng)?shù)?年政府不再進(jìn)行補(bǔ)貼時(shí)，其收入占比是改造前的1倍左右。

表7 財(cái)政補(bǔ)貼退坡政策對農(nóng)村居民產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性影響Table 7 Economic impact of fiscal subsidy regression policy on rural residents

截至2020年底，平原農(nóng)村已改造6.33×104戶，電采暖和空氣源熱泵集中供暖的改造比例分別為10%和90%。改造前平原農(nóng)村僅需支付1000元購買煤炭費(fèi)用，忻州市平原農(nóng)村居民每年支付7.53×108元。煤改電后，居民每年需支付電費(fèi)1.03×108元、空氣源熱泵用戶需一次支付異地建設(shè)費(fèi)2.19×108元；政府需一次投資1.81×108元、政府年補(bǔ)貼費(fèi)用1.53×108元；平原農(nóng)村未改造用戶需支付購買煤炭費(fèi)用6.90×108元。除一次投資外，改造后平原農(nóng)村比改造前每年多支付1.93×108元。

影響農(nóng)村居民清潔取暖支付能力和意愿的主要因素為居民收入水平，由表7可知，改造后第7年取暖費(fèi)用占人均可支配收入的21%，極大地增加了居民經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

平原農(nóng)村改造前后采暖面積和供暖時(shí)間不變，為了滿足農(nóng)村居民采暖需求，電采暖和空氣源熱泵采暖兩種供暖方案的用煤量可按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：

Q——供暖熱量，MJ；

Dcoal1——電采暖折合成電煤消耗量，kg；

Dcoal2——空氣源熱泵折合成電煤消耗量，kg；

Qar,net——煤炭低位發(fā)熱量，27.8 MJ·kg-1；

η1——發(fā)電效率，取0.386（徐鋼等，2016）；

η2——配電效率，取0.9（張昌，2015）；

η3——電采暖效率，取0.97（張昌，2015）；

P——空氣源熱泵制熱性能系數(shù)，取 2.44。電采暖和空氣源熱泵供暖兩種供暖方式的污染物排放量如表8所示。

由表8可知，相對于生活燃煤，電采暖用戶每戶PM10和PM2.5每年對應(yīng)削減96.2%和86.5%，SO2每年可削減 88.6%，NOx排放增加 4.3%?？諝庠礋岜糜脩裘繎鬚M10、PM2.5、SO2每年對應(yīng)削減98.5%、94.7%、95.5%，NOx消減58.5%明顯好于集中供熱和電采暖。使用空氣源熱泵在所需熱量相同時(shí)，能源利用率遠(yuǎn)高于電采暖，同時(shí)可大幅降低排污量。

表8 平原農(nóng)村用戶兩種供暖方式的污染物排放量Table 8 Pollutant emissions of two heating methods for rural users in plain areas

煤改電后忻州市平原農(nóng)村需要消耗電煤7.7×104t、生活燃煤6.67×105t，改造后忻州市平原農(nóng)村共排放 PM10、PM2.5、SO2、NO?分別為 5899.4、4614.4、4971.7、1133.2 t。忻州市城中村煤改電后污染物排放量如圖5所示，PM10、PM2.5、SO2、NOx減排比例分別為11.2%、10.7%、10.8%、5.9%。

圖5 忻州市煤改電前后平原農(nóng)村污染物排放量對比Figure 5 Pollutant emission of village in the plain before and after central heating renovation in Xinzhou City

改造前平原農(nóng)村每戶每年CO2排放量為4560 kg；改造后電采暖用戶每年CO2排放量為8433 kg，是改造前的1.8倍；空氣源熱泵用戶每年CO2排放量為3352 kg，是改造前的73.5%。忻州市平原農(nóng)村煤改電后每年CO2總排放量為1.94×106t，比改造前減少了9.1×104t。空氣源熱泵改造方式有利于節(jié)能減碳。

利用 GIS空間分析工具，統(tǒng)計(jì)改造后各縣區(qū)PM2.5減排量。如圖6所示，忻府區(qū)的減排量最明顯，其原因?yàn)樵摰貐^(qū)人口密集，經(jīng)濟(jì)活動水平高。其中，忻州市東部地區(qū)減排量較大，得益于清潔取暖工程推廣比例大，降低了PM2.5的排放量。西部地區(qū)減排效果較低，是由于處于山區(qū)，不利于清潔取暖工程的推廣，減排效益較小。

圖6 忻州市PM2.5減排量Figure 6 PM2.5 emission reduction in Xinzhou city

清潔取暖改造后，忻州市PM10、PM2.5、SO2、NOx排放總量分別為分別為 6215.7、5246.5、5565.6、2127.0 t，為改造前的 70.5%、76.5%、75.2%和132.9%。改造后CO2排放總量為405.1×104t，為改造前的1.5倍。

忻州市清潔取暖改造后居民需一次性支付2.19×108元，政府需一次性支付1.81×108元；居民每年需支付11.41×108元，政府每年需補(bǔ)貼3.28×108元；改造后忻州市農(nóng)村居民取暖費(fèi)用比改造前增加了 4.45×108元。

改造后NOx排放量增加的主要原因?yàn)椋耗壳吧轿魇　度济弘姀S大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》NOx排放限值為100 mg·m-3，生活燃煤NOx排放因子僅為煤電排放因子的2倍，清潔取暖后煤炭總量消耗的增加導(dǎo)致了NOx排放量的增加。改造后CO2排放量增加的主要原因?yàn)椋焊脑烨稗r(nóng)村居民生活燃煤取暖時(shí)，使用煤爐白天正常加煤，到了夜晚則封火不再加煤，室內(nèi)溫度普遍較低，因此生活燃煤消耗量較??；而改造后室內(nèi)供暖效果明顯改善，且采暖面積普遍增大，導(dǎo)致電煤消耗增加；此外，目前燃煤電廠未對CO2采用捕集利用等措施，因而造成了CO2排放量的增加。

3 結(jié)論

（1）忻州市農(nóng)村居民清潔取暖改造后CO2排放總量為4.051×106t，為改造前的1.5倍，清潔取暖會造成CO2排放量的陡增，不利于碳達(dá)峰。集中供熱、電采暖和空氣源熱泵3種改造方式中，集中供熱造成的碳排放量最高，是改造前的3.2倍；電采暖次之，是改造前的1.8倍；而空氣源熱泵采暖碳排放量為改造前的73.5%，有利于碳達(dá)峰。

（2）清潔取暖改造后全市農(nóng)村居民需一次性支付2.19×108；每年需支付1.141×1010元，較改造前增加了1.17×108元；政府需一次性支付1.81×108元，每年補(bǔ)貼3.28×108元。取暖費(fèi)用增加的主要原因?yàn)榧泄岣脑旌笕∨娣e普遍增大，導(dǎo)致取暖費(fèi)用的上升；電采暖取暖效率較低，為了保證適宜的室溫需消耗大量的電能從而增加取暖成本；而空氣源熱泵效率較高，在供熱量相同的情況下更具有經(jīng)濟(jì)吸引力，因此具有極大的減排潛力。

（3）全市農(nóng)村居民清潔取暖改造后，PM10、PM2.5、SO2、NOx排放總量分別為 6215.7、5246.5、5565.6、2127.0 t，為改造前的70.5%、76.5%、75.2%、132.9%。從減排效果看，忻州市PM2.5年均質(zhì)量濃度從 2017 年的 58 μg·m-3降至 2021 年的 40 μg·m-3，一定程度上說明清潔取暖有利于空氣質(zhì)量的改善。

（4）從污染物減排效益看，清潔取暖工程具有明顯的減排效果；從經(jīng)濟(jì)性看，集中供熱和煤改電改造后的戶均取暖成本均大于改造前，雖然有補(bǔ)貼，也會給農(nóng)村居民帶來一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。同時(shí)政府多了額外的財(cái)政支出，長期的補(bǔ)貼可能會繼續(xù)加重財(cái)政負(fù)擔(dān)。

北方農(nóng)村居民生活燃煤涉及范圍廣、人口多，且人均收入和地方財(cái)政收入普遍偏低，清潔取暖會加重居民和地方政府的負(fù)擔(dān)。建議清潔取暖工程在經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行多年試點(diǎn)再行推廣，并建議中央財(cái)政對地方政府加強(qiáng)補(bǔ)貼，建立清潔取暖轉(zhuǎn)移支付機(jī)制，保證政策的可持續(xù)性。探索非補(bǔ)貼模式下，由政府統(tǒng)一提供高熱值、低硫煤炭，提高農(nóng)村居民生活燃煤品質(zhì)以減少排污量，并探究利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源為農(nóng)村居民供暖的方案。