碳達(dá)峰碳中和背景下推進(jìn)供熱低碳轉(zhuǎn)型的路徑思考

文章來源:《中國能源》雜志張建國2022-03-15 10:02

我國建筑供熱現(xiàn)狀及需求判斷

 
     目前,我國北方城鎮(zhèn)地區(qū)已擁有152億平方米的供暖建筑規(guī)模,其中集中供熱面積約達(dá)110億平方米,北方城鎮(zhèn)供暖能耗超過建筑部門運行總能耗的1/5,平均單位建筑面積供暖能耗約為14.1?kgce/m2,北方城鎮(zhèn)供暖二氧化碳排放超過全國建筑運行能耗相關(guān)二氧化碳排放總量的1/4,供熱管網(wǎng)總長度達(dá)46.8萬千米,其中一級管網(wǎng)、二級管網(wǎng)分別約占26%、74%。從熱源結(jié)構(gòu)看,仍以燃煤清潔利用為主,主要通過熱電聯(lián)產(chǎn)、大型區(qū)域鍋爐房等集中供暖設(shè)施滿足供暖需求,集中供暖尚未覆蓋的區(qū)域大多以燃煤小鍋爐、天然氣、電、可再生能源等分散供暖作為補充。根據(jù)中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會對部分供熱企業(yè)的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年,北方城鎮(zhèn)建筑供熱熱源中的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)約占55.6%、燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)約占5.9%,燃煤鍋爐約占17.9%,燃?xì)忮仩t約占18.4%,電供暖(包括直接電熱供暖和熱泵供暖)、工業(yè)余熱等其他熱源占比較低。相比2019年,熱電聯(lián)產(chǎn)總占比上升三個百分點,燃煤鍋爐占比下降1.4個百分點,燃?xì)忮仩t占比下降1.6個百分點,顯示了在清潔取暖政策推動下北方城鎮(zhèn)供熱的熱源結(jié)構(gòu)正逐步優(yōu)化。目前,北方城鎮(zhèn)地區(qū)新建建筑執(zhí)行節(jié)能強制性標(biāo)準(zhǔn)比例基本達(dá)到100%,節(jié)能建筑占城鎮(zhèn)民用建筑面積比重超過56%。2015年—2019年,北方城鎮(zhèn)集中供暖面積年均增長6.9%(約7.6億平方米),隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展,未來我國北方城鎮(zhèn)建筑冬季供暖面積還將繼續(xù)擴大,預(yù)計到2035年將達(dá)到200億平方米左右。未來通過建筑節(jié)能改造和供熱系統(tǒng)節(jié)能運行,冬季供暖平均能耗強度有望從目前的14.1?kgce/m2下降到8?kgce/m2左右,屆時200億平方米建筑供暖約需1.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤熱量,將低于目前152億平方米建筑的供暖能耗總量。隨著北方城鎮(zhèn)采暖建筑面積增長速度逐漸放緩,采暖能耗強度下降幅度進(jìn)一步加大,其供暖能耗將逐步進(jìn)入峰值期。隨著時間推移,早期建設(shè)的采暖建筑將逐漸到壽命期,預(yù)計到2035年以后,北方城鎮(zhèn)傳統(tǒng)集中供暖建筑面積將逐漸減少,到2060年降至100億平方米左右。
 
     我國北方農(nóng)村冬季采暖多數(shù)為分散采暖方式,使用火炕、土暖氣供暖,散煤燃燒占比仍較高,農(nóng)村地區(qū)建制鎮(zhèn)約有4億平方米的集中供熱面積。2019年,我國北方農(nóng)村供暖建筑面積達(dá)70億平方米,清潔取暖率約占50%,未來還有35億平方米需要清潔取暖改造。
 
     除了北方采暖外,南方夏熱冬冷地區(qū)家庭采暖需求潛力正在快速釋放。過去20年間,南方家庭取暖市場規(guī)模由少到多、由慢及快,目前,超過80%的城鎮(zhèn)家庭和約30%的農(nóng)村家庭已安置了取暖設(shè)備,但總體仍處于簡易低效、低品質(zhì)水平。截至2019年底,夏熱冬冷地區(qū)僅城鎮(zhèn)住宅建筑面積就有約70億平方米,其中燃?xì)獗趻鞝t取暖有約800萬戶,各類暖氣片取暖達(dá)490萬戶,小太陽、電暖風(fēng)等設(shè)備約有820萬戶;集中供暖面積約8000萬平方米至1億平方米,采暖面積占比不到1%,主要利用工業(yè)余熱、熱電聯(lián)產(chǎn)、水源熱泵等技術(shù),武漢、徐州、合肥是較早一批嘗試集中供暖的南方城市;“十三五”期間,該地區(qū)家庭采暖能耗年均增速約達(dá)20%;采暖能耗在住宅總能耗中占比也提升至20%左右,采暖用能結(jié)構(gòu)中電力、天然氣分別約占70%、30%;采暖具有采暖周期較短、室內(nèi)外溫差較小、房屋保溫性能差、間歇式采暖、不同用戶采暖需求差異性較大、對室內(nèi)熱舒適性心理期望相對較低等基本特征。目前,南方家庭平均采暖能耗強度僅為3千克標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米左右,僅維持基本的、較低水平的采暖服務(wù)。隨著未來住宅建筑面積和采暖服務(wù)水平的進(jìn)一步提升,南方家庭采暖用能還將大幅攀升,給冬季采暖用能保障供應(yīng)和低碳轉(zhuǎn)型帶來新挑戰(zhàn)。
 
     除了房間采暖,我國居民生活熱水用能也持續(xù)增長。目前,我國已基本實現(xiàn)了城鎮(zhèn)家庭熱水器的普及,城鎮(zhèn)典型家庭戶均生活熱水用量約為50升/戶/天,僅為美國、日本戶均生活熱水用量的20%左右,而生活熱水設(shè)備以燃?xì)鉄崴骱碗姛崴鳛橹鳎浯问翘柲?、電熱泵熱水器,還有少量的小區(qū)集中生活熱水,戶均生活熱水能耗為100?kgce/(戶·年)左右,未來將繼續(xù)保持增長態(tài)勢,有可能達(dá)到目前水平的三倍。
 
     綜上可以判斷,我國北方城鎮(zhèn)供暖用能需求將逐漸進(jìn)入峰值期,未來15年盡管供暖面積還將進(jìn)一步增長,但單位面積采暖能耗強度有望下降30%-50%,北方城鎮(zhèn)供暖用能總量將不斷下降;隨著清潔取暖行動的深入推進(jìn),北方農(nóng)村供暖總能耗有望下降,用能結(jié)構(gòu)更加清潔;南方家庭供暖需求還將大幅增長;居民生活熱水用能需求也將顯著增長。

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