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碳達峰碳中和背景下推進供熱低碳轉型的路徑思考

文章來源:《中國能源》雜志張建國2022-03-15 10:02

我國建筑供熱現狀及需求判斷

 
     目前,我國北方城鎮地區已擁有152億平方米的供暖建筑規模,其中集中供熱面積約達110億平方米,北方城鎮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,北方城鎮供暖二氧化碳排放超過全國建筑運行能耗相關二氧化碳排放總量的1/4,供熱管網總長度達46.8萬千米,其中一級管網、二級管網分別約占26%、74%。從熱源結構看,仍以燃煤清潔利用為主,主要通過熱電聯產、大型區域鍋爐房等集中供暖設施滿足供暖需求,集中供暖尚未覆蓋的區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。根據中國城鎮供熱協會對部分供熱企業的調查統計數據顯示,2020年,北方城鎮建筑供熱熱源中的燃煤熱電聯產約占55.6%、燃氣熱電聯產約占5.9%,燃煤鍋爐約占17.9%,燃氣鍋爐約占18.4%,電供暖(包括直接電熱供暖和熱泵供暖)、工業余熱等其他熱源占比較低。相比2019年,熱電聯產總占比上升三個百分點,燃煤鍋爐占比下降1.4個百分點,燃氣鍋爐占比下降1.6個百分點,顯示了在清潔取暖政策推動下北方城鎮供熱的熱源結構正逐步優化。目前,北方城鎮地區新建建筑執行節能強制性標準比例基本達到100%,節能建筑占城鎮民用建筑面積比重超過56%。2015年—2019年,北方城鎮集中供暖面積年均增長6.9%(約7.6億平方米),隨著城鎮化的發展,未來我國北方城鎮建筑冬季供暖面積還將繼續擴大,預計到2035年將達到200億平方米左右。未來通過建筑節能改造和供熱系統節能運行,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1.6億噸標準煤熱量,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一步加大,其供暖能耗將逐步進入峰值期。隨著時間推移,早期建設的采暖建筑將逐漸到壽命期,預計到2035年以后,北方城鎮傳統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。
 
     我國北方農村冬季采暖多數為分散采暖方式,使用火炕、土暖氣供暖,散煤燃燒占比仍較高,農村地區建制鎮約有4億平方米的集中供熱面積。2019年,我國北方農村供暖建筑面積達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模由少到多、由慢及快,目前,超過80%的城鎮家庭和約30%的農村家庭已安置了取暖設備,但總體仍處于簡易低效、低品質水平。截至2019年底,夏熱冬冷地區僅城鎮住宅建筑面積就有約70億平方米,其中燃氣壁掛爐取暖有約800萬戶,各類暖氣片取暖達490萬戶,小太陽、電暖風等設備約有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%,主要利用工業余熱、熱電聯產、水源熱泵等技術,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,該地區家庭采暖能耗年均增速約達20%;采暖能耗在住宅總能耗中占比也提升至20%左右,采暖用能結構中電力、天然氣分別約占70%、30%;采暖具有采暖周期較短、室內外溫差較小、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3千克標準煤/平方米左右,僅維持基本的、較低水平的采暖服務。隨著未來住宅建筑面積和采暖服務水平的進一步提升,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和低碳轉型帶來新挑戰。
 
     除了房間采暖,我國居民生活熱水用能也持續增長。目前,我國已基本實現了城鎮家庭熱水器的普及,城鎮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,而生活熱水設備以燃氣熱水器和電熱水器為主,其次是太陽能、電熱泵熱水器,還有少量的小區集中生活熱水,戶均生活熱水能耗為100?kgce/(戶·年)左右,未來將繼續保持增長態勢,有可能達到目前水平的三倍。
 
     綜上可以判斷,我國北方城鎮供暖用能需求將逐漸進入峰值期,未來15年盡管供暖面積還將進一步增長,但單位面積采暖能耗強度有望下降30%-50%,北方城鎮供暖用能總量將不斷下降;隨著清潔取暖行動的深入推進,北方農村供暖總能耗有望下降,用能結構更加清潔;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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