摘要：面對我國節(jié)能減排工作力度的不斷增大，優(yōu)化北方冬季供暖的運行機制，是穩(wěn)固推進節(jié)能減排工作的重要途徑。該研究以我國五大代表行業(yè)低溫余熱賦存情況為基礎，對我國低溫余熱供暖發(fā)展現(xiàn)狀進行了深入剖析，在對我國當前面臨問題和挑戰(zhàn)進行分析基礎上，提出加快推進低溫余熱供暖的建議，有效提高我國冬季供暖能效，改善生態(tài)環(huán)境。
引言
大力推動節(jié)能減排，加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系，推進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型，仍是我國當前發(fā)展的重要工作。未來在生態(tài)環(huán)境及應對氣候變化的壓力下，節(jié)能減排仍是我國破除環(huán)境障礙、推進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。在當前節(jié)能工作逐步進入“深水區(qū)”，節(jié)能成本不斷上升的情況下，不僅要在高耗能行業(yè)推進節(jié)能減排，還要在北方冬季供暖領域強化余熱供暖。推進節(jié)能減排是推進清潔供暖的重要創(chuàng)新技術途徑?；诖?，本文主要在供應端對低溫余熱的主要品種、資源分布、主要利用技術、途徑和利用現(xiàn)狀，以及需求端對主要地區(qū)供暖規(guī)劃進行深入調(diào)研和分析的基礎上，尋求供需對接，分析利用潛能，以有效推進我國低溫余熱供暖，提高冬季供暖能效，改善生態(tài)環(huán)境。
1各類清潔供暖技術對比分析
決定清潔取暖成效的關鍵是適宜的技術路線。清潔取暖主要包括電、氣、可再生能源、工業(yè)余熱供暖等方式，同時傳統(tǒng)燃煤采暖經(jīng)過超低排放改造后，達到現(xiàn)行污染物排放要求，也屬于清潔取暖的范疇。但各類清潔供暖技術在能效、成本、污染物排放、適用條件等方面存在較大差異，因地制宜選擇最合適的清潔供暖技術，才能在污染排放和經(jīng)濟性方面取得最優(yōu)平衡。
1.1供暖技術成本分析
目前，針對清潔供暖技術途徑的成本，國內(nèi)很多機構、專家進行了分析。2017年4月，國家能源局綜合司發(fā)布了《關于促進可再生能源供熱得出意見》，對燃氣鍋爐、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)鍋爐、空氣源熱泵、土壤源熱泵、中深層地熱、污水源熱泵、太陽能供熱、蓄熱式電鍋爐供熱及燃煤鍋爐等可再生能源供暖的技術經(jīng)濟性進行了分析和比較。2022年發(fā)布的《中國散煤綜合治理調(diào)研報告》中指出，截至2012年底，我國散煤消費量削減4.4億t，較2015年的7.5億t散煤消費量，下降了58.7%。2018年9月，中國建筑科學研究院《清潔取暖技術路線選擇》的主題報告中，對各類清潔取暖技術的成本進行比較分析，如表1和圖1所示。
表１各類清潔技術成本分析
綜合相關研究結果不難發(fā)現(xiàn)，燃煤鍋爐集中供暖的初始投資成本約為45元/㎡，供熱運行成本約為25元/㎡，壽命期內(nèi)年均費用約為27元/㎡；以燃氣為熱源的主要技術路徑中，燃氣鍋爐的壽命期供暖成本要高出燃煤鍋爐約19%，燃氣壁掛爐由于單位面積初始投資較高，導致其壽命期供暖成本要略高于燃氣鍋爐；以工業(yè)低溫余熱為熱源的主要技術路徑中，工業(yè)余熱集中供暖的初始投資成本約為90元/㎡，供熱運營成本約為18元/㎡，壽命期內(nèi)年均費用約為24元/㎡，低于燃煤鍋爐。
綜上所述，在各類清潔供暖技術路線中，工業(yè)余熱集中供暖的壽命期成本最低，僅為24元/㎡，供熱運營成本更是只有18元/㎡，是經(jīng)濟上最合理的城鎮(zhèn)清潔供暖技術路線之一。
圖1各類清潔取暖技術成本分析
1.2技術適用性分析
燃氣鍋爐、燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)、燃氣壁掛爐等以天然氣供暖技術的適用性較廣，幾乎不受氣候、地質(zhì)條件的限制，但是燃氣的利用要受到燃氣管道建設及燃氣資源的影響；空氣源熱泵供暖幾乎不受地質(zhì)條件影響，但是受氣溫影響較大，溫度越低制熱系數(shù)越低，宜工作在-25℃以上，寒冷地區(qū)使用需電輔助加熱；中深層地熱供暖適宜于有豐富中深層地熱資源，且地質(zhì)開采條件好的地區(qū)。工業(yè)余熱供暖幾乎不受氣候、地質(zhì)條件的限制，但在供應側需要有穩(wěn)定的工業(yè)余熱資源，熱源距離居民住宅區(qū)域的距離會對工業(yè)余熱供暖的經(jīng)濟性產(chǎn)生較大影響。
2工業(yè)低溫余熱資源分布情況分析
為了更加準確摸清全國低溫余熱資源總量及各省余熱資源量的分布情況，本文選擇低溫余熱資源較為豐富的鋼鐵行業(yè)、火力發(fā)電行業(yè)、建筑行業(yè)、石油化工行業(yè)以及金屬冶煉行業(yè)代表性產(chǎn)品為研究對象，通過計算產(chǎn)品的總產(chǎn)量或者原料消耗測算出研究對象低溫余熱總量，進而對全國低溫余熱資源總量、地域分布情況進行分析。
分行業(yè)來看，從分析結果中不難看出，我國五大高耗能行業(yè)低溫余熱資源中電力行業(yè)可開發(fā)利用低溫余熱資源潛力占全國可開發(fā)資源潛能總量最多，其次是鋼鐵行業(yè)，見表2。
表２典型高耗能行業(yè)低溫余熱資源量
目前，我國主要高耗能行業(yè)的高品位余熱資源開發(fā)利用程度較高，低品位余熱資源尚有較大的開發(fā)潛力，各行業(yè)平均有30%～40%的余熱資源有待開發(fā)利用。我國各行業(yè)余熱資源分布及利用情況見表3和圖2。
表３搖我國各個行業(yè)余熱資源分布及利用情況
圖2我國高耗能行業(yè)低溫余熱資源占比
分地區(qū)來看（表4），山東省余熱資源量排名首位，折合標準煤4 993.3萬t；其次是江蘇省，資源量折合標準煤4 273.8萬t；然后是內(nèi)蒙古自治區(qū)，其資源量折合標準煤3 380.5萬t。山東、江蘇、內(nèi)蒙古、河北、河南、浙江、安徽、山西、新疆、廣東10?。ㄊ?、區(qū)）余熱資源總量折合標準煤31 522.8萬t，占全國余熱資源總量的61.3%。
表４各?。ㄊ小^(qū)）余熱資源量按范圍分布
3推廣低溫余熱供暖面臨的挑戰(zhàn)與建議
3.1目前面臨的挑戰(zhàn)
（1）從技術路徑選擇看，清潔供暖路徑選擇較為單一，不夠合理。目前一些地方政策出臺比較倉促，沒有充分考慮各種潛在可應用的清潔取暖技術，技術選取較為單一，仍只著眼于煤、氣、電，對其他技術路徑不夠了解和重視。
（2）從穩(wěn)定供應角度看，余熱供暖依賴于企業(yè)生產(chǎn)情況，部分地方政府對熱源的穩(wěn)定供應仍有疑慮。余熱與工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)緊密掛鉤，而地方政府及傳統(tǒng)供熱公司考慮更多的是如何保障穩(wěn)定供應，因此對余熱供暖的熱源穩(wěn)定性仍有較大疑慮。
（3）從熱源匹配角度看，供暖需求與余熱量匹配影響余熱有效利用。供暖需求量和余熱量匹配是一直以來余熱供暖領域探討的問題。絕大部分工業(yè)企業(yè)都位于城鎮(zhèn)周邊，如果僅將余熱用于工廠周邊居民供暖，規(guī)模甚小，大量的工廠余熱未得到有效地利用；如果將工廠余熱輸送到城市用于居民集中供暖，一般距離達10 km甚至更遠，只有長距離輸配才能將更多的城鎮(zhèn)用戶納入余熱利用系統(tǒng)，鋪設管網(wǎng)初投資規(guī)模較大。
3.2推進低溫余熱供暖的政策建議
（1）建立統(tǒng)一的余熱供暖組織管理架構。余熱供暖是1個復雜的體系，涉及住建、環(huán)保、工信、國資等多個部門，工作量大且具有一定的復雜性。企業(yè)在推進的過程中也面臨手續(xù)繁雜、協(xié)調(diào)難度大等難題。建議盡快明確推進余熱供暖的主導部門，自上而下，建立嚴密的管理組織架構，統(tǒng)一管理低溫余熱供暖的推進工作，逐步完善相關的制度設計和管理體系建設。
（2）進一步明確“宜熱則熱”的清潔供暖原則。目前，我國推進清潔供暖的技術路線仍不夠明確，很多地區(qū)在實際推進過程中仍盲目地以“煤改電”“煤改氣”為主，對其他清潔供暖方式態(tài)度過于謹慎。余熱供暖雖然作為重要的熱源之一，越來越受到國家的重視，但推進力度仍然較小，在清潔供暖體系中的地位仍是一種輔助性熱源，清潔煤、電、氣仍是清潔供熱的主要技術推進。建議未來國家進一步明確“宜熱則熱”的清潔供暖原則，提升工業(yè)余熱利用的地位，在現(xiàn)有集中供熱改造項目中優(yōu)先采用工業(yè)余熱供熱的解決方案。
（3）加強技術研發(fā)。供暖是關系到民生的大事，民眾對供暖的質(zhì)量要求較高，低溫余熱供暖企業(yè)在具體項目的實施過程中，應不斷提高熱源的穩(wěn)定性，以及供熱的服務質(zhì)量，不斷提升民眾對低溫余熱供暖的認同感。目前，低溫余熱供暖的相關技術雖然已經(jīng)相對較為成熟，但在實際過程中，仍面臨余熱資源回收、資源整合、長距離運輸、管網(wǎng)系統(tǒng)匹配、提高供熱效率等難題，未來相關行業(yè)企業(yè)還應不斷加大研發(fā)力度，共同推進低溫余熱供暖技術的進步。
4結論
為了加強我國余熱資源利用，推進我國節(jié)能減排進程，本文以北方居民冬季清潔供暖為主要切入點，對清潔供暖領域的余熱供暖現(xiàn)狀進行深入研究。首先從成本、能源利用品質(zhì)和適用條件對各類清潔供暖技術進行分析，發(fā)現(xiàn)低溫余熱供暖占據(jù)較大優(yōu)勢；同時對我國發(fā)展較完善的五大行業(yè)各代表性工藝過程中低溫余熱情況進行分析，對低溫余熱資源進行統(tǒng)計分析，為清潔供暖技術路線選擇提供科學支撐。通過梳理我國低溫余熱資源賦存情況以及低溫余熱供暖發(fā)展現(xiàn)狀，剖析當前我國低溫余熱面臨的問題和挑戰(zhàn)并提出了加快推進低溫余熱供暖的建議。
本文轉自《能源與環(huán)境》。
本文作者：建投河北熱力有限公司/劉文川。
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