推動北方供熱助力碳達峰碳中和 余熱供暖大有可為

康艷兵  付畢安  吳彥廷

去年入冬以來，受大范圍持續極寒天氣等因素影響，我國居民采暖保供壓力驟增。南方地區新增采暖需求旺盛，加劇電力負荷增長，局部地區出現“拉閘限電”。北方局部地區、時段天然氣供應偏緊，煤炭價格大幅提高，供暖保障面臨較大壓力。我國自主開發的“大溫差長距離余熱供暖”新技術，為保障冬季居民采暖提供了“安全、清潔、經濟”的解決方案，在“碳達峰、碳中和”及清潔供暖要求下，應用前景廣闊。

該方案的核心技術是將熱網回水溫度由通常的60℃左右革命性地降低到20℃左右。與普通熱電聯產集中供熱方式相比，其特點是電廠首站與熱網的供回水溫差提高近兩倍，實現供回水“大溫差”。一方面，可顯著增強輸熱能力，大幅降低輸熱成本，從而可使遠距離的余熱資源得到經濟性利用。該技術突破了原來公認的20公里供熱經濟半徑，其輸送距離小于100公里時綜合供熱成本低于燃煤鍋爐，距離小于300公里時比天然氣鍋爐更經濟，可大幅擴展余熱供暖的應用場景，使得我國大多數北方城市都可采用余熱供暖模式。另一方面，可進一步挖掘余熱潛能，大幅降低供熱能耗和成本。

目前，大溫差長距離余熱供暖技術已在大同、太原、石家莊、銀川等地得到工程應用，供熱面積超過2億平方米。以太原項目為例，2016年，大溫差長距離余熱供暖示范工程建成投運，將40多公里外的電廠余熱引入市區，形成了以遠離城市的電廠余熱承擔基礎供暖負荷的清潔供暖模式。太原市大溫差長距離余熱供暖工程實現了“安全、清潔、經濟”的“三贏”效果，推動了供熱領域的技術革命。一是有效提升了民生供暖安全保障水平。歷經4個采暖季運行，2020年大溫差長距離余熱供暖工程供熱面積已達到7600萬平方米，一個項目便肩負起太原市1/3面積的供熱重擔；同時，余熱供暖大幅節省“以氣代煤”清潔供熱的冬季天然氣需求，緩解了天然氣季節性供需突出矛盾，供熱和供氣實現“雙保”。二是節能減排降碳綜合效益顯著。與傳統的燃煤供暖方式相比，每年節約供暖能耗120萬噸標準煤左右，與此同時，該項目的實施還直接推動關停了太原市區4臺30萬千瓦燃煤熱電機組，替代燃煤鍋爐房4505座，拔掉燃煤煙囪5017根，每年壓減燃煤消費約400萬噸，減少二氧化碳排放超過700萬噸，降低二氧化硫等常規污染物排放近1萬噸，能耗、碳排放、常規污染物排放實現“三降”。三是經濟性好。該項目每平方米供熱面積投資不到100元，與現有燃煤鍋爐成本相當，遠低于天然氣供熱。目前，北方眾多城市，特別是采暖需求剛性增長的省會城市，紛紛計劃采用該技術，以破解資源環境約束日益加大背景下的民生供暖難題。濟南、西安、鄭州、呼和浩特等城市正積極論證可行性，涉及供熱面積超過10億平方米。

目前，我國城鎮供暖面積約150億平方米，隨著居民生活水平日益提高，2030年將達到200億平方米左右。調研結果顯示，我國北方地區余熱資源非常豐富，僅當前300兆瓦以上火電機組的余熱資源就可滿足160億平方米供熱面積的能量需求，進一步考慮利用大型數據中心、鋼鐵廠、化工廠等余熱資源，則可滿足2030年全部的供熱需求。當前，大溫差長距離余熱供暖工程應用面積僅占我國余熱供暖潛力的1%左右，未來的應用前景非常廣闊。到2030年，如果采用該技術解決120億平方米的供暖需求，與當前北方供暖平均技術水平相比，供暖能耗將節約1.2億噸標準煤，二氧化碳排放量降低3.1億噸，二氧化硫等常規污染物排放量減少近43萬噸，每年可節省運行費用720億元。

冬季清潔取暖一頭牽著百姓溫暖過冬，一頭連著藍天白云，是關系廣大人民群眾生活的重大民生工程、民心工程。余熱供暖為保障民生采暖提供了“安全、經濟、清潔”的“三贏”解決方案，并且可為推動北方供熱“碳達峰、碳中和”做出重要貢獻。保障民生供暖，促進實現碳中和，余熱供暖大有可為。

（康艷兵、付畢安單位系中國宏觀經濟研究院能源研究所，吳彥廷單位系清華大學建筑節能研究中心）