山東省城鄉居民冬季清潔采暖分析

于 紅,張一清,宋華嶺

(山東工商學院 a.山東能源經濟協同創新中心;b.工商管理學院; c.半島經濟研究院,山東 煙臺 264005)

煤炭消費與霧霾形成密切相關,根據權威環保機構測算,散煤燃燒污染物排放量高達火電用(燃)煤的5～10倍,散煤燃燒污染物排放中的煙塵、SO2、NOx分別占排放總量的23.2%、15.2%和4.4%,居民生活取暖中的散煤燃燒對PM2.5的貢獻高達32%。根據抽樣調查數據推算,2016年山東城鄉居民散煤使用量為1 359萬噸,這部分散燒煤多為價格便宜但污染大的煙煤,其中有相當數量是劣質煙煤,而且是直接燃燒直接排放,很大程度上導致了冬季污染物排放居高不下。為推動農村采暖方式轉型,促進新舊動能轉換,政府對農戶清潔采暖給予了補貼政策,但主要依靠行政手段,且同一區域內清潔采暖方式和補貼標準實行“一刀切”,導致農村居民清潔采暖的接受度較低,農村清潔采暖方式及補貼機制逐漸成為重點關注的熱點問題。

當前國內外學者對能源系統方案評價以及農村采暖季的環境問題進行了深入研究,Johansson、Paladi等測定了匈牙利木柴爐采暖的CO2排放與室外溫度、房屋保溫的關系[1-2];Miro Ristimaki等使用LCC方法測定了集中供熱、光伏建筑一體化供熱、地源熱泵供熱以及光伏—地源熱泵一體化供熱4種能源系統方案的經濟環境成本[3];Jablonska等對斯洛伐克農村地區采暖季PM2.5問題進行了深入研究,結果表明農村采暖季中的PM2.5濃度很高[4]。國內學者王婧等使用LCA方法構建了村鎮能源系統評價模型,評估了12個能源系統方案的綜合經濟成本[5];支國瑞等學者認為我國能源統計嚴重低估了農村散煤直接燃燒消費量,北方地區的農村散煤燃燒尤為嚴重[6];許光清等采用線性優化方法和合作博弈理論,充分考慮京津冀散煤治理成本以及各自對空氣的影響后,構建了京津冀地區散煤治理資金分配的合作博弈模型,計算出優化后的治理總成本,并使用夏普利值分配資金[7];李雪玉等分析了我國霧霾的成因,發現年均霧霾天數與煤炭消費量正相關,針對散煤治理的難點、現有政策措施以及現階段存在的問題,提出了散煤治理的建議[8-10];劉超波等則介紹了英國、日本、德國治理霧霾的相關經驗及對我國散煤治理的啟示[11];其他學者分別對燃煤減少所產生的污染物減排量、潔凈型煤在不同爐具中的燃燒特性以及散煤治理的低溫空氣源熱泵采暖技術以及做了相應的研究[12-14]。

因此,研究制定山東省城鄉居民清潔采暖的有效方案,實現城鄉居民冬季清潔采暖,對于推進綠色低碳發展,加快新舊動能轉換,實現大氣污染防治目標,破解當前嚴重的大面積霧霾,具有重要的現實意義。

一、山東省城鄉居民冬季采暖現狀

山東城鄉居民采暖能源以燃煤為主,燃煤取暖面積約占總取暖面積80%以上,其他有天然氣、電、地熱能、生物質能、太陽能、工業余熱等。在城鎮地區,主要通過熱電聯產、大型區域鍋爐房等集中供暖設施滿足取暖需求;集中供暖尚未覆蓋的區域以燃煤小鍋爐、天然氣、電、可再生能源等分散供暖為補充;城鄉結合部、農村等地區多數為分散供暖,大量使用柴灶、火炕、爐子或土暖氣等供暖,少部分采用天然氣、電、可再生能源供暖。

山東省有3 000多萬個家庭戶,采用集中供暖的有1 000戶左右,還有2 000萬戶左右沒有集中供暖,2 000萬戶中少部分用電暖氣、空調,60萬戶“氣代煤”,還有300～600萬戶是燒散煤,部分用樹枝秸稈,也有一定比例的家庭,尤其是農戶不采暖。

表1反映了采暖戶數變化趨勢。從表1來看,盡管集中供暖發展較為快速,但散煤燃燒量增長也很迅速,沒有集中采暖的戶數占比很大,快速擴展成本較低的集中供暖(包括地熱能和土壤源冷熱利用等)成為優先選擇,由于采暖設備的初始投入成本與運行成本很高,大規模的財政補貼實現“氣代煤”“電代煤”的清潔采暖方式難以持續。

二、山東省城鄉居民冬季清潔采暖面臨的問題

為推動冬季清潔采暖,促進新舊動能轉換,山東省各地區出臺了補貼政策,但主要依靠行政手段,且同一區域內清潔采暖方式和補貼標準實行“一刀切”,沒有充分考慮到城鄉居民之間貧富差距很大的現實情況,大量低收入城鄉居民對“氣代煤”“電代煤”清潔采暖方式的接受度較低。總體上看,山東省城鄉居民冬季清潔采暖面臨的主要問題有以下幾個方面。

(一)全面推進“氣代煤”“電代煤”政府財政補貼壓力大,難以持續

如果非集中采暖用戶都采用“氣代煤”,按照2 000萬戶,每戶按照濟南市政府補貼6 900元計算,需要1 380億元;按照北京的補貼水平,需要3 728億元,以后每年還需要240～488億元的運行費用補貼,這還不考慮天然氣的供給能力和價格上升,如果采用其他可再生能源替代措施,一次性投入更大。按照每戶1 200方用量,新增加240億方天然氣用于采暖,而2016年山東省天然氣消費總量為98億立方,天然氣供給有很大的缺口。2016年山東省一般公共預算收入為6 099億元,一般公共預算支出突破9 000億元,達到9 258億元。如果增加1 380億至3 728億元的“氣代煤”財政補貼支出,以后每年還要增加240～488億元的年度天然氣補貼支出,在還有大量的沒有脫貧群眾,以及居民的醫療和養老都是很大問題的情況下,山東省“煤改氣”采暖面臨著較大的財政資金壓力。

表1 山東省居民冬季采暖用能情況(%)

注：采暖戶的戶均冬季燃煤量按兩噸計算,不足兩噸的折算成兩噸每戶。

(二)“氣代煤”“電代煤”冬季采暖運行費用高,低收入城鄉居民難以承受

山東省各地市根據其財政狀況,出臺了“氣代煤”采暖設備的補貼政策,補貼額度差異較大,如濟南、濱州補貼2 000元,淄博補貼70%,最多2 700元;德州4 000元,聊城補貼50%,最高4 000元。顯然,政府購買設備的補貼差異較大,沒有考慮“氣代煤”用戶的經濟承受能力;從“氣代煤”運營補貼方面看,地方政府對“煤改氣”用戶采暖季天然氣補貼1 200方,按照每方補貼1元,不考慮價格的變動,補貼后的氣價2～2.3元/立方米,如果價格變化,政府補貼相應的增加,予以抵消。

山東省的七個通道城市,除濟南和淄博人均收入水平較高外,菏澤、濟寧、菏澤、德州、濱州等地區使用散煤取暖的農村居民收入水平也較低,不愿意支出“氣代煤”“電代煤”增加的費用,付出相應的配套資金,從生態補償的角度,收入水平較低的散煤用戶改用“氣代煤”“電代煤”后,其采暖費用的支出不應高于城市集中供暖的居民支出,因此,脫離居民的承受能力,簡單用行政手段推進“煤改氣”難以解決城鄉采暖問題。

(三)隨著收入水平提高,不采暖或生物質采暖的城鄉居民將選擇散煤取暖

根據2017～2021年北方地區冬季清潔取暖規劃,“2+26”城市新增1 200萬戶壁掛爐“煤改氣”用戶,山東省7個通道城市的新增天然氣壁掛爐的用戶5年大致在300萬戶左右,清潔取暖率達到70%。即使到了2021年,山東省有300萬戶實現了壁掛爐氣代煤,目前1 000萬戶非清潔采暖用戶(散煤、秸稈或因收入水平低而無法采暖,從全面建設小康生活角度,不應該再有因收入水平低而無法采暖的用戶),隨著收入水平的提高,將選擇符合其收入水平的散煤采暖,因此,除了倡導“煤改氣”“煤改電”清潔取暖外,也需要大力推廣清潔型煤、節能爐具、蘭炭等應用,從而實現低收入城鄉居民冬季采暖權的公平。

三、對山東省城鄉居民冬季清潔采暖的政策建議

山東省應該結合新舊動能轉換,立足于能源消費和資源保障省情,統籌考慮清潔能源供應、清潔供暖熱源、管網線路、節能建筑等清潔供暖環節工作,因地制宜選擇方式多樣、經濟適用的清潔供暖模式;同時,將清潔供暖與新能源消納結合,發展基于能源互聯網的新技術、新模式、新業態,構建“企業為主、政府推動、居民可承受”的運營模式。具體而言,通過擴大集中供暖規模和范圍,廣泛利用各種可再生能源,清潔化型煤、蘭炭、生物質成型燃料、無煙煤、節能爐具作補充,輔之以少量的在財政可持續補貼情況下與收入水平相適應的“氣代煤”和“電代煤”。

按照因地制宜、因人制宜、因收入水平制宜、因財政補貼水平制宜、居民承受的原則,搞好“氣代煤”“電代煤”和清潔煤利用。對于城鄉生活散煤治理,不能搞“一刀切”,對廣大農村地區仍需燃煤取暖的居民,要查清戶數,統計用量,選擇合適的取暖方式,制定清潔煤炭(潔凈型煤等)替代和節能環保爐具推廣年度目標,并嚴格推進實施,山東省城鄉居民冬季采暖應該著力采取以下措施。

(一)因地制宜選擇供暖熱源

城鎮區域采用綠動力推廣的煤粉鍋爐和地熱能等可再生能源進行集中供暖。集中供暖增量以可再生能源的充分利用為主,充分利用地熱能、太陽能采暖以及土壤源冷熱能利用等。對不能集中供暖的城鎮郊區分散家庭用能,在政府持續的合理補貼情況下,強制進行“以氣代煤”“以電代煤”等清潔化措施。通過分布式集中供暖、地熱能利用、太陽能屋頂和其他可再生能源的利用形式,多渠道多形式,因地制宜,實現低收人群在采暖權上的平等,合理的生態環保效益補償。

非集中供暖的區域,建立多元化的采暖體系。在城鄉結合部居民收入水平較高的區域,采用政府合理補貼下的“氣代煤”和“電代煤”。在其他農村區域或收入水平較低,暫時不能通過清潔供暖替代散燒煤供暖的區域,重點利用“潔凈型煤+環保爐具”“生物質成型燃料+專用爐具”等清潔型煤、節能爐具、蘭炭、無煙煤和生物質壓塊等適合不同收入水平和政府補貼水平的采暖方式。對偏遠農村地區農民家庭分散取暖,禁止燃用劣質散煤,建立行政性監管措施控制劣質煤無序流通,強制性采用清潔高效爐具和清潔化型煤、蘭炭、生物質成型燃料、無煙煤等,減少大氣污染物排放。

1.再生能源供暖

加快推進采用可再生能源進行冬季采暖和夏季制冷,加大儲能系統示范和布局,2020年后選擇技術可靠、成本較低、發展前景廣闊的儲能技術,降低整體能源系統成本;另外,積極開發利用包括中深層地熱能、淺層地熱(冷)能、生物質冷熱電三聯供系統、太陽能熱等,對于地熱供暖、生物質能清潔供暖、太陽能供暖應該采取以下措施。

(1)地熱供暖。積極推進水熱型(中深層)地熱供暖,大力開發淺層地熱能供暖,完善地熱能開發利用行業管理,地熱企業要充分發揮地熱供暖的優勢,不斷提升技術管理水平,在不損害生態環境前提下擴大地熱資源開發,增加地熱供暖面積。

(2)生物質能清潔供暖。生物質能清潔供暖布局靈活,適應性強,適宜就近收集原料、就地加工轉換、就近消費、分布式開發利用。生物質供暖企業可單獨或由第三方建立生物質原料收集體系,推進收、儲、運專業化發展,提高原料保障程度,在生物質資源豐富地區,積極發展生物質熱電聯產、生物質鍋爐供暖。

(3)太陽能供暖。推廣太陽能供暖,積極推進太陽能與常規能源融合,采取集中式與分布式結合的方式進行建筑供暖;進一步推動太陽能熱水應用,在城市新建、改建、擴建有穩定熱水需求的公共建筑和住宅建筑上,推動太陽能熱水系統與建筑的統籌規劃、設計和應用。

2.天然氣供暖

以“2+26”城市為重點,著力推動天然氣替代散燒煤供暖,有條件城市城區和縣城優先發展天然氣供暖,城鄉結合部延伸覆蓋。加快“煤改氣”實施進程,實現標本兼治,降低天然氣使用成本,鼓勵用戶更多使用天然氣、液化石油氣、煤質天然氣清潔能源,在各區市、縣完成“高污染燃料禁燃區”劃定,禁燃區禁止原煤散燒。

隨著生活水平的提升,生物質采暖的農村家庭要實現散煤或天然氣采暖;同時,電采暖用戶也會在“氣代煤”政策下,選擇“氣代煤”,即使政府有足夠的補貼資金,天然氣供應可能也會有問題,因此,要把有限的天然氣集中用于城郊收入水平較高且難以治理的分散用戶民用散煤替代,緩解省內“氣荒”問題。

3.電供暖

從以下幾個方面推進城鄉居民電供暖:

(1)結合采暖區域的熱負荷特性、環保生態要求、電力資源、電網支撐能力等因素,因地制宜發展電供暖,積極推進各種類型的電供暖,鼓勵可再生能源發電規模較大地區實施電供暖,通過“煤改電”和加強電廠環保改造。

(2)盡快出臺“煤改電”補貼及相關配套政策。雖然京津冀地區各級政府出臺了很多政策,但具有實質推動作用的財政補貼、價格政策還較少,政策支持力度和作用還有很大的提升空間。國家電網公司1 050項支持政策中,對實施電能替代有重要推動作用的財政補貼、價格政策只有243個,占比不到25%,不足以調動“煤改電”客戶的積極性和主動性。實踐證明,補貼政策爭取到位,“煤改電”工作就順利,成效就明顯;缺乏政策支持,替代工作難度就增大,山東省應該著重解決電價問題和“煤改電”的初裝費,借鑒濟南市案例經驗,取消基本電價費用,盡快探討出臺“煤改電”的初裝費的相關補貼渠道。

4.清潔燃煤集中供暖

加大城市及周邊現有發電機組供熱改造力度,優先發展生活采暖型熱電聯產項目,積極發展熱、電、冷三聯供和地源熱泵,擴大集中供熱面積;推進燃煤鍋爐“以大代小”和節能環保綜合改造,開展燃煤鍋爐超高能效和超低排放示范,推廣高效節能環保煤粉鍋爐;加快改造和建設智能化清潔燃煤集中供暖系統,使得戶戶實現按需采暖智能化控制,在顯著降低采暖用能(煤)的條件下,降低居民采暖成本,減少政府采暖補貼。

按照一些示范項目運行情況和技術發展趨勢判斷,如果投入“煤改氣”所增加成本的1/3,燃煤供暖鍋爐完全可以實現比天然氣鍋爐排放更清潔的“近零”超清潔排放水平,以煤粉鍋爐為代表的散煤清潔化超低排放改造的投資和運行費用比天然氣替代的代價小得多。

(二)加大農村居民清潔采暖補貼力度

政府必須拿出足夠的財政補貼,加大對農村地區居民的補貼力度,讓低收入農戶實現天然氣或電代煤,農村居民尤其是低收入群體應該享受與其收入水平和支付能力相當的清潔采暖補貼,其清潔采暖補貼應該高于城市地區同等的財政補貼,要充分發揮政府財政資金的帶動作用,在先行實施一批清潔供暖項目的基礎上,鼓勵更多投資主體進入清潔供暖市場。

(三)全面提升熱網系統效率

加快推動熱網和熱源基礎設施建設,實施集中供熱老舊管道改造,提高集中供熱管網輸送能力和安全保障水平。近期,著力解決德州慶云、濱州陽信、菏澤鄄城無集中供熱問題,實現縣以上城市集中供熱全覆蓋,集中供熱普及率達到70%以上;遠期,城區集中供熱普及率達到80%以上。

(四)有效降低用戶取暖能耗

首先,提高建筑用能效率。大力推進建筑節能與綠色建筑發展,實施建筑能效提升工程;提高建筑節能標準,完善綠色節能建筑和建材評價體系,制定分布式能源建筑應用標準,縣級以上城市規劃區內所有新建建筑全面執行綠色建筑節能標準;積極開展既有建筑節能改造行動。

其次,完善高效供暖末端系統。通過各種技術優化,大幅提升供暖效率,節省供暖耗費,實現單位散熱面積的最大化,滿足“供熱低溫化”。

最后,盡快推廣熱計量收費方式。大力推行住宅供熱分戶計量,新建住宅必須全部實現供熱分戶計量,既有住宅要逐步實施供熱分戶計量改造。

四、結束語

為打贏藍天保衛戰,培育壯大綠色低碳新動能,實現能源領域新舊動能轉換,結合山東省城鄉居民采暖實際狀況,深入分析山東省居民的清潔采暖接受度,在遵循公平的原則的前提下,結合精準扶貧,優先保障農村低收入居民供熱,加大對包括農村五保戶在內最低收入居民群體的采暖補貼力度,才能夠制定正確的解決方案,解決好居民的采暖問題。尤其是在大中城市都沒有考慮汽車排放對大氣的污染的額外付出情況下,不能讓剛剛使用散煤采暖的低收入人群,支付的采暖費高于大中城市集中采暖的費用。對這部分低收入居民,如果強制禁止燃煤采暖,采暖設備和運行費用的財政補貼的標準,應該不高于城市集中供暖家庭相同面積、相同舒適度情況下的費用占家庭收入的比重對應的數額,其采暖費用的絕對數額等于或低于城市居民集中供暖的家庭。由此,可以約束地方政府采取脫離當地居民收入水平實際,為了完成自身的任務目標,而對低收入居民采取非自愿的強制行動的沖動。

本文撰寫得到了山東能源經濟協同創新中心(山東省2011計劃)的資助,特此致謝。