双碳目标下的清洁供暖新趋势

2021年是“十四五”开局之年，也是碳达峰、碳中和目标实践的第一年，随着冬季的到来，北方地区正式进入供暖季，清洁供暖不仅事关广大人民温暖过冬，也是减少碳排放和环境污染的重要工作，应对建筑领域绿色转型的重要手段。

据清洁供热产业委员会(CHIC)统计，截至2020年底，我国北方地区供暖总面积218亿平方米(城镇148亿平方米，农村70亿平方米)，其中清洁供热面积约142亿平方米，清洁供热率达65%。

我国火电机组中40%以上是供热机组，终端用户主要与建筑相关，全球终端能耗中供热占比50%左右。据测算，我国建筑全过程碳排放约占全国碳排放量的50%，粗略测算，北方地区城镇和农村供热碳排放约为10亿～12亿吨。

在双碳目标下，清洁取暖工作仍需要不断巩固取得的成果，未来应将减碳作为发展方向和重要抓手，推动减污降碳协同增效，促进全社会绿色转型发展。同时，为适应新能源为主的新型电力系统，工业余热、生物质、地热、太阳能等其他热源作为重要补充应因地制宜推广，宜用尽用。

目前，我国北方地区的清洁热源基本形成以清洁燃煤集中供热为主、天然气供热为辅，电供暖、工业余热和可再生能源供热等其他热源补充的格局，其中清洁燃煤集中供热中热电联产占比约为90%，燃气锅炉和分布式壁挂炉约分别占45%。

在北方农村地区，以分户式采暖为主，主要方式有生物质采暖、热泵、电暖器、热风机、燃气壁挂炉、地热等。在推进农村地区供热过程中，要统筹考虑经济性和低碳环保性，我国北方农村地区应优先就地或就近利用生物质供热，发展农村循环经济模式;其次是利用电供暖，优先考虑热泵等高能效电供暖方式，同时可与分布式光伏充分结合，并将地热等其他热源作为补充热源进行因地制宜的利用。洁净煤中短期主要起到兜底保障能源的作用。

在北方城镇地区，未来一段时间内燃煤热电联产集中供热占比会不断下降，但仍要承担基础性热源功能，尤其是在严寒、寒冷地区，预测在2060年碳中和目标下，我国电力装机结构中仍会保留一定量的热电机组以保障供热需求，相应碳排放由负碳源抵消。

在“3060”目标下，建筑部门电气化水平提升潜力很大，如果以2060年可再生能源占比提升至80%计算，我国清洁供暖需要大力发展工业余热、生物质、地热、太阳能等其他热源。

工业余热是工业生产的“尾部”产品，利用余热既不会影响生产工艺，也不会影响生产耗能，属于额外得来的“附加值”。我国北方地区高能耗产业聚集，生产过程中释放出来的余热资源非常丰富，主要以中低品位余热资源为主，占比约为60%。

我国余热资源开发利用率仅为43%，其中高品位余热资源基本得到充分利用，已开发利用的比例超过80%，而中低品位热源尚未得到有效利用，可利用热泵、储热、移动式供热等技术推动余热资源可及性得到进一步提升。

另外，在电能替代环节，热泵供热是使用电供热比较好的方式，利用高品位电能作为驱动，从低品位热源中提取更多的热量用来供热，能源利用效率高，运行成本低，在华北地区已有较多应用。但对于东北、南方等地区需要进一步解决结霜、能效等问题。

生物质能是分布式供热的重要方式。我国生物质资源丰富，能源化潜力大，截至2018年底，我国北方地区生物质能(含农林生物质和城镇垃圾)清洁供暖折合0.9亿吨标准煤。生物质热电联产可为城镇集中供暖提供稳定的零碳热源，分户式生物质供暖采用生物质成型颗粒+专用炉具的方式，具有非常明显的污染物减排效果。

以生物质能为核心建立城镇和农村的循环经济体系，可以满足热、电、气等部分需求，实现农林废弃物等生物质的资源化、减量化、能源化利用，是未来构建农村低碳能源体系、低碳社区的重要内容。

在双碳模式下，随着新能源大规模利用，多元互动、灵活高效的分布式能源将成为清洁供暖的重要形态，在此模式下，建筑的角色也在开始改变，建筑既可以是能源的消费者，也可以成为能源的生产者，产销一体、多能互补将成为我国清洁供暖的新趋势。