可再生能源與山西省清潔取暖協同發展研究

王彥斌 張志雄 郭翰林

(1.山西省投資咨詢和發展規劃院，山西 太原 030024； 2.山西財經大學，山西 太原 030024)

0 引言

清潔取暖是指利用超低排放的清潔燃煤、天然氣等化石能源，以及地熱、生物質、太陽能、水能、風能等非化石能源，通過鍋爐、熱泵等高效清潔熱源、高效輸配管網、節能建筑等環節，最終實現低排放、低能耗的取暖方式。為貫徹落實中央財經領導小組第14次會議關于推進北方地區冬季清潔取暖的精神，落實《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017—2021年)》，山西省14部門聯合出臺了《山西省冬季清潔取暖實施方案》，落實國家煤炭消費減量替代及大氣污染防治等具體要求，山西省開展清潔取暖工作勢必以可再生能源為重要抓手，實現能源結構優化和環境空氣質量改善。

1 可再生能源供暖發展現狀和挑戰

1.1 可再生能源供暖技術

地熱供暖可分為水熱型(中深層)地熱和淺層地熱，主要是通過熱泵吸收土壤、中深層或淺層地下水、地表水熱量，用于供暖。2018年，山西地熱供暖約1 030萬 m2，主要集中在太原、臨汾、運城等地，規劃到2021年地熱供暖預計將達到1 500萬m2，占供暖總面積的1.3%。

生物質供暖可分為農林秸稈熱電聯產、垃圾焚燒熱電聯產、生物質成型燃料鍋爐、生物質顆粒燃燒爐、生物質制天然氣供暖等技術。2018年，山西生物質能供暖約550萬m2，規劃到2021年將達到2 430萬m2，占供暖總面積的2%。

太陽能與其他常規能源結合，可實現熱水、供暖綜合應用，山西的大部分農村地區冬季光照時間基本滿足家庭供暖需求。但屋頂安裝面積和院內可用面積是比較大的制約因素。太陽能供暖在采暖期較短、熱負荷要求不高的區域有較大優勢，其他區域需同生物質采暖等協同配合，形成太陽能—多能互補供暖系統。2018年，山西太陽能供暖約10萬 m2，規劃到2021年將達到100萬m2，占比0.08%。

一次能源電力供暖主要是利用棄風、棄光電力，通過電鍋爐、熱泵、電暖氣等一系列“煤改電”設備，實施清潔取暖，2018年，山西電供暖約968萬m2，規劃到2021年將達到4 300萬m2，占供暖總面積的3.6%。

1.2 可再生能源供暖趨勢和挑戰

1)可再生能源供暖技術較為成熟，發展空間大。

山西可再生能源清潔取暖的發展尚處于起步階段，但由于具備相對豐富的風能、太陽能、生物質能可再生能源資源稟賦，因此在利用可再生能源進行清潔取暖方面具有較大的發展潛力和空間。同時山西可再生能源供暖技術已初步形成規模化的應用。從戶用熱水系統起步，經過多年的試點示范和市場化應用，地熱能、生物質能、太陽能、一次電力(水電，風電，太陽能發電)等多種可用再生能源供暖技術成熟，已實現商業化運行的有太原高新區地熱示范工程、運城絳縣地熱供熱工程、晉中農村地區太陽能多能互補工程、晉中祁縣生物質熱電聯產工程、運城城區水源熱泵工程、呂梁地區太陽能供熱工程等，形成了一定的示范作用。

2)頂層規劃缺失，各種能源利用規劃銜接不夠。

為了推動北方地區清潔取暖工作，山西相繼開展了冬季清潔取暖實施方案、生物質發電中長期發展規劃、垃圾焚燒發電中長期發展規劃、生物質天然氣中長期發展規劃、地熱能利用中長期發展規劃、煤改電工作規劃等一系列頂層設計工作，但由于清潔取暖涉及的專業領域、主管部門、行政區域多，已經開展的各項規劃編制工作基本上都是只針對各自的領域進行研究，統領性、全局性和針對性不足，急需以縣為單位開展清潔取暖的縣域專項規劃工作，一縣一策，充分結合當地的可再生能源資源稟賦情況進行布局，科學制定近遠期發展目標和措施，以期達到可再生能源清潔取暖的穩步發展。

3)單一可再生能源相對城市建筑集中供暖存在供給不足。

無論是山西省還是其他北方地區，冬季取暖的能源需求具有典型的時效性，城市建筑安裝太陽能等可再生能源存在空間上的局限性，另外可再生能源供給具有本身的不穩定性、分散性。以上供給需求的特點，使得對于城市建成區大面積集中供暖而言，可再生能源都不具備大規模推廣的優勢，單一品種的可再生能源供暖只能在資源十分豐富的前提下實現。山西省多數地區需要開發、推廣基于當地資源優勢的多能互補系統，滿足當地能源需求，實現資源優化配置，從而降低成本，實現民生和環境的最大公約數。

4)體制機制不完善，投資費用偏高，運行成本高。

與傳統燃煤集中供熱初投資成本50元/m2相比，地熱能、太陽能的開發利用初投資高達150元/m2～250元/m2，處于較高的水平，在實際工作中也存在地熱資源勘查程度低，管理體制不完善，缺乏統一的技術規范和標準，施工運行管理不專業造成地熱出水溫度達不到設計值，公建電供暖項目無法享受煤改電電價優惠，生物質資源不足，垃圾分類不理想導致熱值不達標等一系列問題，近兩年，為指導可再生能源產業發展，山西相繼開展了生物質發電中長期發展規劃、垃圾焚燒發電中長期發展規劃、生物質天然氣中長期發展規劃、地熱能利用中長期發展規劃等一系列頂層設計工作，都極大的促進了可再生能源供暖行業的發展。

2 山西清潔取暖發展現狀

2.1 山西取暖現狀和趨勢

山西全省都屬于宜采用集中采暖的寒冷地區和嚴寒地區，近年來通過加大燃煤熱電聯產和鍋爐房超低排放改造，煤改氣、煤改電、地熱、生物質綜合利用、太陽能、工業余熱供熱等清潔化取暖的工作力度，顯著提升了全省取暖清潔化水平，明顯減少了冬季大氣污染物排放。

自南向北，山西省冬季取暖時間略有差異，晉南和晉東南地區基本為11月15日～第二年3月15日，共計4個月，太原、晉中、呂梁、忻州等中部基本為11月1日～3月15日，共計4.5個月，大同、朔州等晉北地區為10月25日～4月10日，共計5.5個月。

冬季取暖是山西省3 700萬城鄉居民的基本民生需求。2017年年底，山西城市和農村地區建筑采暖面積約14.5億 m2。其中，城鎮建筑采暖面積約9.2億 m2，農村建筑采暖面積約5.3億 m2。城鎮主要是通過熱電聯產、區域鍋爐房等方式滿足冬季采暖需求，供暖面積6.9億 m2；集中供暖尚未覆蓋或難以覆蓋的區域以燃煤小鍋爐、天然氣鍋爐、天然氣壁掛爐、各種形式電采暖、生物質顆粒采暖等分散供暖作為補充。農村地區冬季取暖仍然以散燒煤為主。山西冬季取暖以燃煤為主，燃煤采暖面積約占總采暖面積的88%，其他各種能源(天然氣、電、地熱、生物質、太陽能、工業余熱等)合計約占12%。

從總體上看，山西省取暖現狀中存在：城鄉區域取暖發展不平衡，清潔取暖占比偏低，清潔能源供應存在短板且成本普遍較高，現有電廠供熱能力未充分發揮，商業模式創新不足，農村地區建筑節能水平較低，取暖消費方式落后等問題。

推進清潔取暖，是為了滿足人民日益增長的美好生活需要。預計到2021年，山西城鄉建筑采暖總面積約15.7億 m2，其中城鎮建筑采暖總面積約10.4億 m2、農村建筑采暖總面積約5.3億 m2。全省清潔取暖總面積預計將達到11.8億 m2，清潔取暖率75%。

2.2 山西政策和行動

山西省豐富的煤炭資源，造就供熱能源長期以煤為主，用能方式粗放，用能效率較低，所用煤質較差的用能現狀。這導致全省環境空氣質量中SO2和PM2.5指數供暖季飆升，嚴重影響城鄉居民生產生活和身體健康。

山西省堅決貫徹落實習近平新時代中國特色社會主義思想，堅定以人民為中心的發展思想，確定“清潔替代、節能環保、因地制宜、統籌推進、政府推動、軍民一體”的清潔取暖原則。2017年，省財政拿出10億元資金支持“煤改氣”“煤改電”清潔取暖工程，完成了100萬戶以上的冬季清潔取暖工程目標任務。城市建成區20蒸噸以下、縣城建成區10蒸噸以下燃煤鍋爐實現“清零”，全省共淘汰燃煤鍋爐11 085臺，其中城市和縣城建成區淘汰4 068臺。

2018年，繼省會太原市2017年獲批后，作為京津冀及周邊地區大氣污染傳輸通道“2+26”城市的陽泉市、長治市、晉城市，汾渭平原地區的晉中市、臨汾市、運城市、呂梁市也納入2018年北方地區冬季清潔取暖試點城市范圍，將通過推進清潔方式取暖替代散煤燃燒取暖，擴大集中供熱和熱電聯產范圍，同步開展既有建筑節能改造，引導企業和社會資金投入，運用中央財政獎補資金和地方配套資金，共同推動清潔取暖工作穩步開展。

3 山西省有效利用可再生能源供暖的發展建議

3.1 因地制宜，優先發展，統籌兼顧

鼓勵各地區結合當地的用能需求、氣候條件、資源條件、大氣污染防治目標等各方面因素和特點，在清潔供暖發展規劃中充分發掘可再生能源供暖的潛力，大力支持建設可再生能源與常規能源結合的互補城鎮供熱體系，保證可再生能源供熱熱源優先加入熱力管網，優先使用可再生能源熱力。

從2017年全國338個城市空氣質量排名看，山西臨汾、晉中、呂梁、運城位列200名以外，大氣污染程度嚴重，對大京津冀區域大氣污染影響較大。建議將臨汾、晉中等四市與“2+26”污染傳輸通道城市同等對待，統一執行《京津冀及周邊地區2017—2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，對這些區域，加大大氣污染防治專項資金投入，加大環保政策約束，率先實現區域清潔供暖的目標。

3.2 加大農村節能改造力度，補足清潔取暖工作短板

山西城鎮化率相對較低，農村清潔取暖推廣是清潔取暖工作中任務最重的部分。農村清潔取暖成功的關鍵是農房節能改造。我省農房目前普遍能耗較高，每平方米能耗高達70 W，采暖能源浪費嚴重，采暖舒適度不高，亟需進行農房節能改造。按照城市建筑節能改造標準，農房改造費用較高，戶均改造費用在2萬元以上，對政府財政和農戶帶來很大負擔。因此，建議積極探索農村適用的節能改造方式，達到既可降低采暖能耗，又能經濟可行的目的。同時，積極爭取國家對我省農房節能改造予以專項政策資金支持，先從試點做起，逐步擴大推廣范圍，為我國北方地區農村清潔取暖、農房節能改造探索出切實可行的新路徑。

3.3 研究設計供暖激勵政策機制，提高項目的經濟性

資金政策，充分發揮中央試點資金作用，鼓勵地方政府創新機制，完善政策，加大對清潔取暖工作的支持力度，對按時完成工作目標和重點任務的地區，建議予以重點支持。煤改電政策，對居民電采暖試行峰谷時段計價、用電量計價、平段電價計價等多種銷售側電價政策。完善電采暖輸配電價政策，參加電力市場交易的采暖用電，峰段、平段執行相應電壓等級的輸配電價，谷段輸配電價按平段輸配電價的50%執行。農村地區以村或自然村為單位通過“煤改電”改造使用電采暖或熱泵輔助加熱取暖，采暖用戶與居民家庭“煤改電”采暖執行同樣的電價政策。鼓勵電蓄熱、儲能企業與風電、光伏發電企業開展直接交易，建立長期穩定且價格較低的供用電關系。在供暖期對“煤改電”居民用戶和執行居民電價的非居民用戶，試行電采暖用電市場化競價采購，鼓勵風電等可再生能源發電優先參與交易，予以優先購電保障。熱電聯產政策，新建燃煤熱電聯產項目優先考慮背壓式熱電聯產機組，研究制定針對背壓機熱電聯產的兩部制熱價、兩部制電價政策。