付林：清洁供暖的生力军应是以火电厂余热利用为代表的热电联产方式-北极星火力发电网

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从经济高效、节能环保角度，解决北方地区清洁供暖问题有着更有潜力的方式——工业余热利用，生力军应该是以火电厂余热利用为代表的热电联产方式。

(来源：《能源评论》作者：付林作者系清华大学建筑学院教授)

供暖话题的热度越来越高。一是因为供暖是民生问题，国家重视;二是因为供暖排放污染已经成为北方地区，特别是京津冀地区雾霾的主要因素之一，人人关心;三是从可塑性来看，供热产业未来十年可能培育出“大蛋糕”，业界瞩目。

因此，业内人士需要将好事做好，潜心搞研发，用心把握政策方向，避免因短期利益而迷失“方向”，违背了推进清洁供暖事业的初衷。比如“宜气则气、宜电则电、宜清洁煤则清洁煤”，本身的原则非常正确，具体工作者需要以实事求是的精神，科学合理地把“宜”字真正贯彻到实处，但是为什么会导致去年的气荒，其实就是忽略了“宜”字，没有从实际出发，只是看到了“气”字。

宝贵的天然气要用于更为适宜的地方：在城市热网末端承担供暖调峰职能。解决北方地区清洁供暖问题有着更好的方式——工业余热利用，主力军应该是以火电厂余热利用为代表的热电联产方式。

主流：火电厂余热供暖

大幅度降低采暖供暖的大气污染排放，是解决北方地区雾霾问题的关键之一。

截至2016年底，我国北方城镇供暖面积约140亿平方米，其中50%以上仍在使用污染严重的燃煤锅炉，约25%为燃煤热电联产供暖，另有20%左右为天然气或电供暖。在每年还有新增建筑的情况下，清洁热源存量缺口已有70多亿平方米，清洁供暖任务艰巨而急迫。

2017年，国家发改委、国家能源局、国家财政部等十部委共同发布了《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》。文件对北方地热供暖、生物质供暖、太阳能供暖、天然气供暖、电供暖、工业余热供暖、清洁燃煤集中供暖、北方重点地区冬季清洁供暖“煤改气”气源保障总体方案做出了具体安排。

文件中提到的“工业余热供暖”值得高度重视，同时要明确，热电联产集中供暖是解决北方城镇清洁供暖的生力军、主流。在热电联产内部，一定是以利用现有的火力发电厂(包括燃煤和燃气电厂)余热的热电联产为主体，辅助以钢厂、化工厂等工业的余热。

但热电联产集中供暖，也不能沿袭原有模式在城市边上新建一堆燃煤电厂，因为现有的火力发电厂资源都吃不饱，年发电才四千多小时，如果再建热电厂，原来电厂会更闲置，并带来污染环境、投资浪费等问题。因此，核心问题是要把闲置的火力发电的供暖能力发挥出来，去满足北方地区城市供暖需求。目前看来，电厂余热毫无疑问兼具节能环保、经济安全的优势。问题是这些巨大的热量，怎么把它科学合理地挖掘出来，送到城市去?现有技术已经能够输送到200千米以外去供暖，并且比天然气还要便宜。目前在大同、太原、济南、石家庄都有在运行的项目，太原市应用面积已经超过1亿平方米，在建项目有的设计输送距离超过70公里。

我们正在为北京做供暖方案，一是挖掘本地余热，二是从京外引进余热，仅一个冬天就可为北京节约天然气40亿方，而北京一年的天然气消耗量在160亿方左右。随着供暖范围扩大，这样的对比和反差会更明显。

以《规划》中“2+26”城市共50亿平米建筑面积的清洁供暖为例，原规划针对城市37.5亿平米提出：“煤改气”规划为60%，“煤改电”规划为15%，清洁燃煤20%，这就需要天然气供暖30.4亿平米，电采暖7.6亿平米，燃煤供暖10亿平米，其余2亿平米由地热、工业余热、生物质能和太阳能提供。

“2+26”城市人口密度较高，农村分布较为均匀，区内电力和工业发达，工业余热量大，分布广泛。如果采用更为合理的规划，能效利用能够更充分，极大解决供暖季的气荒问题。对于“2+26”城市50亿平米的供暖需求，有41亿平米(其中农村6亿平米)采用区域供暖，其中，电厂余热25亿平米，工业余热3亿平米，燃煤热电联产5亿平米，天然气调峰8亿平米(20%燃气调峰)。初步估算，这一方案比原来的十部委清洁取暖规划方案运行成本减少72%，减少大气污染排放78%，减少天然气用量320亿立方米。

方向：大温差+长距离

在供暖模式的选择上，世界上多数国家都是采用分散供暖，少数国家如俄罗斯、北欧等国采用集中供暖。丹麦、挪威等国在区域供暖方面较为领先，主要是体现在精细化管理方面，在技术上中国和国外已没有太大差距。

目前北欧地区第四代供暖技术是低温供水和低温回水，因为他们供暖规模较小，输送距离较短，所以不用考虑太大的供回水温差。而我国的城镇结构远非如此，之前热电厂都建在城市附近，随着城镇化进程的加快，城市取暖需求扩大，越来越严格的环保要求使得热电厂现在都远离城市，火电厂的热源与热负荷的空间分布并不匹配。

将大温差供暖与长距离热力管网相结合，形成大温差长距离输送火电厂余热的集中供暖新模式，可以在很大程度上解决这种热源与热负荷空间分布不匹配的矛盾，从而满足城市密集区取暖需求和环保要求，同时相比常规热电联产，大温差长输供暖通过深度回收余热可节能30%～50%。而实现其经济性输送的关键在于供回水温差，供回水温差越大，长途管线能输送更多的热量，单位热量的投资折旧成本也就更低。

大温差供暖是我国自主知识产权的一种技术。目前一般热网的实际供水温度在110～130摄氏度之间，回水温度约为60摄氏度;而大温差技术可以做到回水温度在20摄氏度左右。这一变化带来的提升是明显的：将热网供回水温度由传统的120/60摄氏度变为120/20摄氏度后，热网的供回水温差增大，可以提高长输供暖管线的输送能力70%以上。同时，由于回水温度大幅度降低，电厂余热或其他工业余热的回收也变得更加高效和经济。大温差技术使供回水温差高达100摄氏度以上，配合较大的管径，管道温降差值也明显降低。根据某项目反馈的结果，40千米的供暖管网，管网热损对温度的降低影响仅1～2摄氏度。

在经济性上，我们也做过计算，虽然长距离输送技术在管道上的投资增加了，但在一定距离内总体成本与大型燃煤锅炉供暖相当，是天然气供暖成本的一半。以此为基础，可以把燃煤电厂余热作为主要热源，同时配置分布式的天然气调峰热源作为灵活性补充。条件允许的话，甚至可以通过建设超大规模供暖网，实现城市热网之间的互联。

利用京郊燕山石化的余热可满足北京当地超2000万平方米供暖需求。随着大温差、远距离供暖技术得到应用，相比于天然气锅炉供暖而言，余热供暖的经济半径可达200千米以上。在北京300千米半径内，仅现有电厂供暖潜力就达10亿平方米，甚至可满足京津冀地区其他城市的热需求。通过“外热入京”将余热送入北京，同时利用少量天然气配合调峰，即“4座燃气热电中心+燃气分布式调峰+N处余热回收”的方式，相比现行纯靠天然气供暖的模式，不仅减少污染排放，还可减少能耗50%、降低供暖成本1/3。

在此基础上，我们还设想了一种以供暖、天然气和电力为核心的京津冀清洁供暖一体化模式。统筹考虑京津冀地区的能源资源，例如除“外热入京”，还可将北京的天然气资源分出一部分给津、冀等地，通过“热电协同”技术解决该地区乃至邻省的火电深度调峰和可再生能源消纳问题。统筹考虑京津冀地区的供暖、天然气和电力资源，继而进一步实现能源一体化，推动供暖、天然气、可再生能源及电力的协同发展、协同运行。

总体而言，基于火电厂余热利用的热电联产集中取暖方式目前在技术上已渐趋成熟，瓶颈问题主要是热量的结算方式，政策和机制的进一步完善。

清洁供暖是全民关心的话题，“宜气则气，宜电则电”原则已定，关键是把握“宜”的尺度。在我看来，作为一个“少气”国家，天然气要用在更宝贵的地方，工业余热应发挥它更大的作用，火电厂余热供暖大有作为。

原标题：谁是清洁供暖生力军

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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