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行業(yè)資訊

加快供熱領(lǐng)域碳減排 應(yīng)從源頭降低碳排放強度

加快供熱領(lǐng)域碳減排

應(yīng)從源頭降低碳排放強度

  

“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》首次提出了可再生能源非電利用的具體目標,即規(guī)模要達到 6000萬噸標準煤以上,其中最主要的應(yīng)用就在供熱領(lǐng)域。

  

太陽能低碳供熱技術(shù)較為成熟

  

目前,我國熱力能源消費量占全國終端能源消費總量的55%以上。其中,化石能源供熱供熱總量的90%以上,是碳排放的主要來源之一。

  

供熱需求主要來自建筑用熱和工業(yè)用熱。隨著城鎮(zhèn)化率的提升和南方取暖需求的增長,建筑用熱需求還將進一步增長。如果通過節(jié)能建筑的推廣和能效的提升來減緩需求的增長,建筑用熱需求預(yù)計將在2030年達峰。2021年,工業(yè)用熱占全國熱力消費總量的七成左右。工業(yè)用熱將與工業(yè)終端能源需求變化保持一致,有望于2025年達峰。碳排放方面,隨著熱力需求的達峰,通過加強低碳供熱技術(shù)替代和節(jié)能技術(shù)推廣,供熱領(lǐng)域碳排放有望于2025年達峰。

  

現(xiàn)階段,太陽能、生物質(zhì)能水熱型地熱、熱泵儲熱供熱、工業(yè)余熱低碳供熱技術(shù)較為成熟,在中低高溫供熱領(lǐng)域均有應(yīng)用;電鍋(窯)爐、氫能、核能、干熱巖地熱能技術(shù)則有待進一步研究和突破。

  

在建筑用熱方面,在2030年前,北方地區(qū)可以主要聚焦發(fā)展以工業(yè)余熱回收為主的區(qū)域集中供暖制冷;資源豐富區(qū)域推廣高效熱泵地熱、蓄熱電鍋爐、電熱水機組等聯(lián)合應(yīng)用;南方則可以考慮以空氣源熱泵為主來滿足近中期的需求。在中遠期,熱泵+、儲能等將成為主要替代路徑。農(nóng)村地區(qū)將繼續(xù)推進“煤改電”“煤改生物質(zhì)能”,因地制宜推廣太陽能、地熱能、天然氣、生物質(zhì)能、綠電供熱等技術(shù)。南方農(nóng)村地區(qū)優(yōu)先發(fā)展太陽能空氣源熱泵、污水源熱泵等為主的分戶供暖模式。在中遠期,綠電替代成為農(nóng)村供暖主流,村鎮(zhèn)較密集區(qū)推廣與儲熱結(jié)合的小型區(qū)域供熱系統(tǒng)

  

在工業(yè)用熱方面,2030年前,可以考慮推廣熱泵技術(shù),實現(xiàn)工業(yè)余熱供熱,并結(jié)合太陽能、生物質(zhì)鍋爐等可再生能源供熱;工藝用熱則可以選擇推廣電窯爐應(yīng)用。在中遠期,工業(yè)用熱可發(fā)展電鍋爐等電能替代技術(shù);工藝用熱則可以廣泛應(yīng)用綠氫高溫窯爐、中高溫太陽能聚光技術(shù)以及中高溫熱泵余熱利用等。

  

政策層面對清潔供熱給予更高重視

  

當前我國政策清潔供熱的支持力度較弱,沒有系統(tǒng)化的政策體系。因此,應(yīng)從政策層面對供熱給予更高的重視,尤其是清潔供熱制冷的支持政策,樹立清潔化、低碳化供熱的戰(zhàn)略定位。另外,供熱技術(shù)發(fā)展需要因地制宜。各省的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、供熱網(wǎng)、建筑結(jié)構(gòu)、資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展水平等不盡相同,需要根據(jù)實際情況選擇合理的技術(shù)路線。以秦嶺淮河以南地區(qū)為例,這些地區(qū)供熱時間較短,建設(shè)集中供暖管網(wǎng)的經(jīng)濟性較差,所以采用分布式供熱是更合適的選擇,比如熱泵、小型集中式水能蓄熱式電鍋爐等。

  

空氣源熱泵應(yīng)用目前主要集中在建筑和農(nóng)業(yè),已顯現(xiàn)出較好的經(jīng)濟性。比如,在建筑領(lǐng)域,空氣源熱泵比燃氣取暖便宜不少,在一些煤價相對高的地區(qū),空氣源熱泵煤炭供暖也便宜。此外,空氣源熱泵可以在漠河這種高寒地區(qū)、溫度低到零下35的情況下使用,在比零下35更低的氣溫下,熱泵技術(shù)還可以與其他能源進行耦合使用。

  

為實現(xiàn)系統(tǒng)能效和運行穩(wěn)定性最優(yōu),熱泵供熱系統(tǒng)群控技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用還有待提高。比如,多熱泵機組與其他能源耦合的供熱系統(tǒng),是多能供熱系統(tǒng)的綜合性方案。如果沒有群控系統(tǒng),熱泵就無法達到良好的應(yīng)用效果。

  

近年來,供熱方式正逐步從通過燃燒供暖向無燃燒方式過渡。熱泵供暖就是典型的無燃燒供暖方式,包括地源熱泵、空氣源熱泵等。其中,地源熱泵空氣源熱泵系統(tǒng)的能效更高,但是前期投資成本略高于空氣源熱泵。不過,由于地源熱源來自地下淺層中深層,本身的溫度就較高。因此,后期運行時比空氣源熱泵更加節(jié)電。從全生命周期來看,作為“煤改電”的重要方式之一,地源熱泵具有較好的發(fā)展前景。在何天悅看來,各種技術(shù)各有優(yōu)勢,核心就是因地制宜,看所在地區(qū)或者具體項目更適合用哪種方式可以實現(xiàn)更穩(wěn)定、更經(jīng)濟的低碳供熱。


加快供熱領(lǐng)域碳減排 應(yīng)從源頭降低碳排放強度-地大熱能

  

從源頭降低供熱領(lǐng)域碳排放強度

  

供熱用能低碳轉(zhuǎn)型對建設(shè)新型能源體系、實現(xiàn)“雙碳”目標至關(guān)重要。自然資源保護協(xié)會能源轉(zhuǎn)型項目主任林明徹認為,政府從大氣污染防治和清潔能源發(fā)展的角度對供熱行業(yè)進行了政策性引導(dǎo),如散煤治理、煤改電、煤改氣等,從環(huán)保層面推動了減污降碳的協(xié)同。但從低碳零碳供熱的角度,熱力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型相對滯后,在頂層設(shè)計上還需要進一步明確轉(zhuǎn)型目標和路徑,在實際項目推進中,需要具體解決不同區(qū)域、不同技術(shù)遇到的瓶頸和挑戰(zhàn)。

  

在低碳供熱技術(shù)應(yīng)用上,應(yīng)強調(diào)因地制宜、經(jīng)濟適配、多能互補、熱電協(xié)同等發(fā)展思路。比如,在北方一些已有集中供暖區(qū),新技術(shù)要綜合考慮對已有的熱源集中供熱管網(wǎng)的耦合利用。在支撐政策方面,應(yīng)構(gòu)建以市場機制為主、補貼為輔的激勵約束政策。如針對不同技術(shù)影響收益的關(guān)鍵因素或環(huán)節(jié)實施精準補貼,像熱泵供熱項目的電價優(yōu)惠、光熱供熱項目初始投資補貼等。此外,可以參考發(fā)電項目,將化石能源供熱納入碳市場,為低碳供熱技術(shù)提供碳價支撐,給可再生能源供熱項目發(fā)放綠熱證書、申請CCER等。

  

報告認為,我國供熱低碳轉(zhuǎn)型主要面臨低碳供熱技術(shù)應(yīng)用范圍受限、低碳替代技術(shù)路徑不清晰、配套機制體制不完善等問題。推動供熱低碳替代,首先,應(yīng)通過采取可再生能源供熱推動零碳熱源替代,從源頭降低供熱領(lǐng)域碳排放強度;其次,加強熱能梯次利用,利用工業(yè)余熱供熱,提高能源使用效率;再次,推廣普及集中和區(qū)域供熱,提高電氣化水平,大幅提高建筑能效;最后,加大低碳供熱技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)力度。同時,需要制定精準的補貼激勵政策,根據(jù)不同技術(shù)設(shè)計差異化補貼激勵方案,必要的配套政策可以促進激勵政策效益的最大化,系統(tǒng)的監(jiān)測和評估體系可以確保經(jīng)濟激勵支持政策的效果。從國際經(jīng)驗來看,基于市場化機制的激勵政策,在能源轉(zhuǎn)型中能夠發(fā)揮關(guān)鍵作用。