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国际能源署:中国拥有全球规模最大集中供暖管网,但是……

【摘要】:
1月25日,国际能源署(IEA)在清华大学发布了《中国区域清洁供暖发展研究报告》,对中国的供热布局及技术现状、面临问题及发展趋势进行了分析。  国际能源署中国合作部副主任DavidBenazeraf对报告进行了讲解,他指出能源资源稀缺性与安全性可能是抑制未来几十年能源需求增长的主要动力。空气质量是影响中国承诺减少低效污染性化石燃料消费的关键因素,由此,政府出台了限制二氧化碳和其他温室气体(GHG)

  1月25日,国际能源署(IEA)在清华大学发布了《中国区域清洁供暖发展研究报告》,对中国的供热布局及技术现状、面临问题及发展趋势进行了分析。

  国际能源署中国合作部副主任David Benazeraf对报告进行了讲解,他指出能源资源稀缺性与安全性可能是抑制未来几十年能源需求增长的主要动力。空气质量是影响中国承诺减少低效污染性化石燃料消费的关键因素,由此,政府出台了限制二氧化碳和其他温室气体(GHG)排放的政策。

  目前,中国拥有全球规模最大的集中供暖管网,2015 年中国热力管网消费的能源比整个英国的能源消费总量都多。但区域集中供暖所消耗的能源依然有约 90%来自煤炭,自 2010 年以来,区域集中供暖所产生的碳排放增加了 30%。

  2015 年欧盟集中供暖中可再生能源占比达 28%,但在中国占比仅为 1%。

  城郊地区供暖燃烧的散煤是空气污染的主要来源之一,相比之下,随着余热的利用率的提高,利用包括清洁高效的燃煤热电联产在内的方法提高区域供暖系统的效率,能够更好地降低对环境的负面影响。

  《报告》认为,中国有必要采取进一步行动,把建设更清洁高效的集中供暖和供冷系统提升为行动重点,推动制定关键政策,开发关键技术,降低集中供暖和供冷系统的能源强度和排放足迹。

  报告的主要结论:

  ◆ 2015 年时中国已建成世界上最大的集中供暖系统,热水管网总长度达到 19.2721 万公里,蒸汽管网总长度达到 1.1692 万公里。

  ◆中国集中供暖在 2015 年消费了 1.85 亿吨标准煤,高于英国全国的能源消费总量。

  ◆ 中国的集中供暖管网目前覆盖的建筑面积达到约 85 亿平方米(m?),自 2005 年以来已经增加了将近两倍,还在继续增加。

  ◆过去十年,中国北方的集中供暖管网覆盖的总建筑面积增加了两倍,基本上接近 2005 年以来北方采暖地区建筑面积增长的总量。

  ◆随着城镇化的持续发展,预计到 2050 年时,中国的建筑面积还会再增加 40%,总面积将超过 800 亿平方米(目前的总建筑面积为 573 亿平方米)。北方采暖地区集中供暖所覆盖的建筑面积增速比城市人口增速要快很多,但是各省之间差距很大。

  ◆中国政府非常重视发展更加清洁高效的集中供暖系统。

  ◆严重的空气污染已经促使一些城市采取了煤改气政策,特别是人口稠密的京津冀地区。

  ◆中国在通过余热回收提高集中供暖管网总体效率方面具有很大潜力。

  ◆节能措施,从持续改进新建建筑能效和对现有建筑物进行深度能源改造到加大热计量的推广和改善热分配的水力平衡,可以发挥重要作用,降低建筑采暖和制冷需求能源强度。

  ◆中国可以利用其丰富的可再生资源,特别是地热资源和生物质,实现集中供暖(和供冷)的能源多元化,降低煤炭消费。可再生能源占到 2015 年欧盟集中供暖所用能源的 28%,但在中国的占比只有 1%。

  ◆实现区域集中能源供应系统的优化和多元化需要因地制宜的定制解决方案,价格公平的商业模式,以及合理的政府监管。

  ↓

  以下为报告部分内容

  中国集中供暖各类热覆盖面积占比 ( (2016 年) )

 

 

  关键信息  随着燃煤锅炉逐渐被淘汰,中国集中供暖的燃料构成正在不断变化。

  改善中国的集中能源供应系统面临几项挑战,包括目前对化石燃料的依赖。燃煤锅炉提供的商业热力所覆盖的建筑面积占总供暖面积的 33%,热电联产(多数燃料为煤炭)占到 51%,燃气锅炉占 12%,其余为其他来源。过度取暖和管网损失占热力生产总量的大约20%,其中管网损失约占热力生产总量的 3-5%(清华大学建筑节能研究中心,2017)。

  集中供暖煤炭燃烧产生的二氧化硫达到了 1074 吨,氮氧化物达到了 652 吨,PM2.5达 279 吨,分别占能源相关的污染总排放量的 5%、3%和 4%。(IEA,2016a)。上述比重是全国范围内的年度数据,因此冬季污染排放占比更高。本世纪初以来所进行的热力改革对建筑性能影响不一(按每平方米采暖需求计算)。虽然中国的建筑改造项目取得了成功,截止到 2015 年,中国北方建筑改造的面积达到大约 10 亿平方米(Liang et al.,2015),但热计量改造方案一直不太成功,一些地方拒绝使用热量表。

 

  中国北方城市集中供暖管网所覆盖的室内采暖建筑面积

 

 

  说明:其他北方采暖地区代表未与集中供暖管网连接的北方采暖地区供暖建筑面积。总计,北方采暖地区建筑面积占到中国建筑物建筑面积的大约十分之一,占到城市建筑面积的将近 40%。

  关键信息 中国北方集中供暖管网覆盖的总建筑面积在过去十年增加了两倍,相当于中国北方采暖地区自 2005 年以来的几乎所有新增建筑面积 。

  截止 2015 年,中国的集中供暖系统覆盖的热水管网总长度达到 19.2721 万公里,蒸汽管网总长度达到 1.1692 万公里。这代表着大约 650 吉瓦热力装机容量 (GWth),其中 14%用于蒸汽生产。大约 49%的集中供暖装机使用了热电联产,在 2015 年生产了大约 481 太瓦时(TWh,1 TWh= 10 12 瓦时 )的热力。中国的集中供暖管网在 2015 年总计生产了 977 太瓦时的热力(住建部, 2015)。尽管集中供冷远没有集中供暖普遍,但其在中国南方覆盖的建筑面积已经相当可观。

  广州市的两大管网总长度为大约 130 公里,制冷建筑面积达到 600 万 平方米,是世界上最大的集中供冷管网之一。中国南方地区的其他城市和夏热冬冷地区也在考虑新建集中供冷或集中冷热联供管网。

 

  2015 年北方采暖地区 ( 城市供暖管网 ) 能源消费情况和 2020 年潜在需求增

 

 

  说明:人口增长代表的是省级到 2020 年的城镇化目标,不包括城市人口增加后扩大集中供暖管网的密度。峰值密度代表的是相对于城市人口增长的集中供暖能源需求增长,进一步增加了集中供暖管网的密度(每人大约 30 平米)。这些改进情景说明了到 2020 年之前建筑能效年均提高约 4%会产生的影响。

  关键信息 由于人口增长和增加管网密度的策略 , 在一些北方采暖地区省份 , 集中供暖能源需求会大幅增加 。

  主要城市管网之间的差异(不算迅速增长的县、乡(镇)、村管网)为了解加大北方采暖地区某些省份的管网密度可能产生的潜在影响提供了有用信息。在一些管网密度高的最为寒冷的省份(例如,黑龙江、辽宁、吉林和北京),集中供暖能源需求大幅增长不太可能,因为其目前的管网密度高,建筑接入集中供暖管网的程度也高。根据增加集中供暖连接和管网密度的规划和政策策略的具体情况,其他省份的集中供暖能源需求可能会大幅增加,比如河北、河南和山东。由于中国北方城区的集中供暖燃料以煤炭为主导,需求增长会给供应链和环境带来很大压力。若不下定决心降低建筑热力需求能源强度,实现热力生产的清洁化,中国北方到2030 年时供暖的一次能源消费总量将会达到 2.5 亿吨标准煤(7.3 艾焦)(清华大学建筑节能研究中心,2015),比 2015 年高大约 35%。

 

  热电联产供装机容量和城镇区域供暖需求

 

 

  关键信息   如果充分回收利用余热,热电联产的供暖产能可以满足 2015 年北方采暖地区热网 80% 左右的供暖需求 。

 

  2015年各省天然气在城乡集中供暖消费中的占比

 

 

  《报告》最后对中国国情下供暖发展提出建议

  政策和规划:以灵活的地方解决方案为先

  需要因地制宜、有针对性的解决方案实现区域集中供暖管网的优化和多元化。

  通过制定增加管网密度、增加分布式(即非集中式)能源潜力的城市规划,可以大大提升集中供暖管网的水平。

  长期规划应系统化,并与余热产业发展规划同步进行。

  提高供暖统计数据将有助于制定更好的政策。

 

  政策和市场:在政府的支持下,逐步促进价格公平

  需要建立清晰的政策框架和可预测的市场环境,为经济有效的热源多元化提供支撑,包括可再生能源和工业余热。

  政策需要确保市场环境促进透明公平的价格,反映电力和热力生产的实际成本,为余热和其他燃料投入提供公平竞争的机会。

  商业模式需要更多以服务和需求为导向。

  清洁能源需要积极的价格信号,以便与煤炭形成竞争,例如,对新建煤炭供暖系统进行征税。

  经济或财政激励对于缓解市场失效(例如,电力和热力的不公平定价)而言可能是必要的,包括融入环境效益,反应集中供暖系统中热力生产的“真实”成本。

 

  需求侧:基于需求评估制定完善的解决方案

  建设新的集中能源供应系统应以需求为基础(首先评估需求),实现系统平衡。

  为确保集中供暖和供冷的可持续发展,改善建筑围护结构降低热力需求至关重要,包括通过改造建筑物和限制建筑室内温度过高来实现(例如,通过使用仪表、传感器和控制系统)。

  行为和节能教育能够为改善需求侧管理提供支撑。

 

  供应侧:逐步发展更为清洁的能源

  供暖应以本地可用热源和集中供暖管网的规模为基础。

  为限制空气污染,在大城市应避免建设燃煤锅炉,在中型城市应把燃煤锅炉数量降到最低或转换为清洁煤。

  热源多种多样,可以采用热电联产、燃气锅炉热回收、工业余热、数据中心余热、可再生能源,但是需要适当的定价信号和市场框架。

  只有在环境影响评价允许的情况下,才可把地热作为一个可选方案。

  要并入更高比例的可再生能源,就需要各种各样的供应来源,通常需要建立允许可变热力生产的商业模式(例如,第三方接入)。

  在具有本地生物质资源的地方,生物质也是集中供暖系统中替代煤炭的一种方案。

  来源:中国能源报

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