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资料来源:IEA
图1 全球供热主要消费部门
国际能源署发布的数据显示,自2010年以来,全球供热领域的能源消耗基本保持稳定。供热能源强度每年下降约2.6%,与建筑面积的增长速度大致相同。加拿大、中国、欧盟、俄罗斯和美国等主要供热市场的能源强度都有所改善。化石燃料仍是大部分建筑物空间采暖和热水供应的主要能量来源。这一时期,全球与建筑物供热相关的碳排放量总体基本保持不变。
2010~2017年间,全球热泵和可再生能源供热设备的销量以每年5%左右的速度持续增长,到2017年,已占到当年供热设备总销量的10%,但还无法企及化石燃料供热设备的销售规模。碳密集型和低效率的加热技术仍是全球供热市场的主流。化石燃料供热设备占供热设备总销量的50%左右,效率较低的传统电供热设备销量约占25%(见图2)。
资料来源:IEA
图2 全球供热市场技术分布
在中国、欧洲和俄罗斯的很多地区,区域供热系统在满足建筑物供暖需求(特别是空间采暖)方面继续发挥重要作用。区域供热在能源价值链中的灵活性更强,拥有更多的低碳发展空间,可为建筑物供热低碳化积极贡献力量。此外,最近几年效率高于90%的冷凝式燃气锅炉逐渐取代效率低于80%的燃煤、燃油锅炉和传统燃气锅炉。但这并不足以实现国际能源署可持续发展情景(SDS)目标(即将全球平均温升控制在2℃以内的气候目标)。为达成SDS目标,到2030年,全球热泵、太阳能供热和现代的区域供热所占比例应达到新增供热规模的三分之一以上。
迄今为止,已有3个国家在配合《巴黎协定》提交的国家自主贡献文件中明确提到在其民用建筑或商业建筑中使用热泵用于水的加热。加勒比海地区、中东地区和撒哈拉以南非洲地区的22个国家提到将太阳能作为其可持续能源行动的一部分,用于建筑物的供热和制冷。
(二)
可再生能源供热情况
根据国际能源署的数据,近年来,全球可再生能源供热保持着约2.6%的年均增长率,2010~2017年间从393Mtoe(百万吨油当量)增至472Mtoe(百万吨油当量),涨幅接近20%。2017年,可再生能源供热占全球供热的9%。
从热源类型看,尽管近年来太阳能供热、地热能供热及可再生能源电力供热得到了大力的推广,但目前全球大部分可再生能源供热还是来自于生物质能源(见图3)。
资料来源:IEA
图3 各种热源的可再生能源供热
从消费部门看,建筑物房屋和农业部门的可再生能源供热增速(27%)是工业部门可再生能源供热增速(13%)的两倍有余。工业部门可再生能源供热绝大部分是生物质能供热。对于建筑物房屋和农业部门,生物质能供热约占可再生能源供热的一半,可再生能源电力供热也占据相当大的比重。
从消费地区看,欧盟是全球可再生能源供热的最大消费地区,其次是美国和中国。作为全球主要的可再生能源供热消费国家/地区,巴西、中国、欧盟、印度和美国的可再生能源供热消费量加起来,约占全球总量的三分之二(见图4)。
资料来源:IEA
图4 各国/地区的可再生能源供热
国际能源署预计,2018~2023年间全球可再生能源供热将增长20%,其中,供热增长的三分之二来自中国、欧盟、印度和美国,生物质能供热对供热增长的贡献最大。按照上述增幅计算,到2023年,全球供热来源中可再生能源占比将增至12%。目标和政策是可再生能源供热增长的重要驱动力,各国政府尚需采取更加积极的措施和行动来部署可再生能源供热。
(三)
供热技术发展情况
1.生物质能供热
在各种可再生能源供热中,生物质能供热的增长速度略低(9%),但生物质能供热的效率提升空间很大。此外,生物质能源的传统应用,比方说明火烹饪,可以被现代的可再生能源供热方式取代,如沼气池和各种炊具。
国际能源署发布的数据显示,2017年,全球可再生能源直接供热中约70%来自于生物质能源(不包括传统方式应用的生物质能源)。工业部门的生物质能供热比例高于建筑物房屋的生物质能供热比例。目前,生物质能源可满足全球约8%的工业供热需求,这主要集中在制造生物质废料和残渣的工业部门。
预计到2023年,工业部门的生物质能源消耗将增长13%。尤其在水泥制造部门以及糖和乙醇制造部门,生物质能源还有很大的开发潜力。对建筑物而言,到2023年,生物质能供热预计将增长8%,低于过去6年期间16%的增长速度。欧盟民用建筑的生物质能供热消费在全球的占比最高(54%),其中以法国、德国和意大利的消费最多。意大利引领欧洲颗粒炉市场。美国仍然是建筑物房屋消费生物质能供热最多的国家。
在欧洲,生物质能主要用于供热、交通和电力,其中,供热占总使用比例的75%。生物质能在欧洲的供热主要用于三个领域:一是用于分散式民用供热,德国、意大利、法国、奥地利应用较多。二是用于集中式区域供热,代表国家有丹麦、瑞典、立陶宛、芬兰。三是用于工业供热,典型的国家有比利时、芬兰、爱尔兰、葡萄牙、瑞典、斯洛文尼亚。在政府的推动之下,丹麦对生物质能的应用度最高。2016年,丹麦生物质能占能源消费总量的28%,预计到2020年,这一比例将提升至38%。
资料来源:IEA
图5 2012~2023年全球生物质能供热消费(2018年后为预测数据)
2.太阳能供热
太阳能供热是增长最快的可再生能源供热技术,在过去十年中累计装机容量增加了250%,但近年来增速有所放缓(见图6)。全世界太阳能供热装机容量大部分由小型家用太阳能供热装机(用于为单户住宅提供热水)构成,同时,太阳能供热也越来越多地出现在区域供热系统以及一些工业应用中。
国际能源署发布的数据显示,2017年,全球太阳能供热总装机同比增长3.5%,达到472吉瓦(热),比全球太阳能光伏发电总装机高出20%。到2023年,全球建筑物房屋的太阳能供热消费预计将增加40%以上,达到46Mtoe(百万吨油当量)。
虽然独立的太阳能热水器装置在全球市场占主导地位,但在以丹麦为首的若干国家,大型太阳能供热系统与区域供热系统或大型建筑物相连接的案例获得推广。截至2017年底,全球大约有300个装机大于350千瓦(热)的大型太阳能供热系统处于运行状态,总容量为1140兆瓦(热)。这种大规模的太阳能供热系统在经济性上通常优于小型系统。
太阳能供热的工业应用潜力巨大,特别是在食品饮料、纺织、农业和化学品等低温供热需求增长的工业部门。2017年是工业部门太阳能供热应用创纪录的一年,17个国家的124个项目共增加了超过130兆瓦(热)的太阳能供热装机(涨幅46%),其中最大的是阿曼Miraah项目1期100兆瓦(热)太阳能供热工程,该项目主要用于提高石油采收率。
资料来源:IEA
图6 全球太阳能供热装机情况
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