太陽(yáng)能+電模式未來(lái)有望成清潔取暖主流
——專訪清華大學(xué)社會(huì)科學(xué)學(xué)院能源轉(zhuǎn)型與社會(huì)發(fā)展研究中心常務(wù)副主任何繼江
韓繼園
(中能傳媒能源安全新戰(zhàn)略研究院)
清潔供暖關(guān)系到廣大人民群眾的生產(chǎn)生活,是重大的民生工程、民心工程,是促進(jìn)減污降碳,改善大氣質(zhì)量環(huán)境,實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和任務(wù)的重要措施之一。在政策的大力推動(dòng)下,我國(guó)北方清潔取暖工作取得了顯著成效,據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2021年底,我國(guó)北方地區(qū)清潔取暖面積約156億平方米,清潔取暖率達(dá)73.6%,替代散煤1.5億噸以上。目前,我國(guó)清潔供暖還存在哪些問(wèn)題?出現(xiàn)了哪些新情況、新技術(shù)?未來(lái)我國(guó)清潔供暖的前景如何?帶著這些問(wèn)題,筆者專訪了清華大學(xué)社會(huì)科學(xué)學(xué)院能源轉(zhuǎn)型與社會(huì)發(fā)展研究中心常務(wù)副主任何繼江。
清潔供暖中太陽(yáng)能+電的組合更有可持續(xù)性
《能源決策參考》:您如何看待清潔供暖?不同清潔供暖方式各有哪些利弊?
何繼江:清潔供暖的定義,范圍大的定義包括天然氣供暖,而更嚴(yán)格的定義則不包括天然氣,這之間有顯著的差別。天然氣供暖比煤炭有很多優(yōu)勢(shì),煙塵少,排放二氧化硫更少,因?yàn)樘烊粴夂蛄亢艿汀5俏也恢鲝埌烟烊粴夤┡旁谇鍧嵐┡?,原因有三:第一,天然氣供暖仍有碳排放,它的碳排放大概是煤炭?8%,所以它并不低碳。第二,天然氣燃燒會(huì)產(chǎn)生氮氧化物,氮氧化物也是一種污染物,在PM2.5當(dāng)中,氮氧化物是其中的一個(gè)重要來(lái)源。第三,天然氣供暖存在安全問(wèn)題,如果天然氣管道在鋪設(shè)的過(guò)程中質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題,泄露和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)始終存在。所以我不想把天然氣供熱放在清潔供暖里面,或者說(shuō)它只是一個(gè)階段性的產(chǎn)品。從長(zhǎng)期來(lái)看,天然氣供暖比重還要進(jìn)一步降低。我在歐洲考察時(shí)曾做過(guò)仔細(xì)比較,發(fā)現(xiàn)以荷蘭國(guó)境線為標(biāo)志,荷蘭的PM2.5顯著高于德國(guó)、法國(guó),其中天然氣的利用是一個(gè)重要原因,天然氣在荷蘭能源系統(tǒng)中的比重幾乎占到60%。
從供暖的角度來(lái)看,太陽(yáng)能在我國(guó)的應(yīng)用比例一直較低,因?yàn)槎焯?yáng)能相對(duì)較差,洗澡的熱水還勉強(qiáng),若給房間供熱要弱一些。但實(shí)際上這方面并不存在太多技術(shù)障礙,只是需要一個(gè)比較大的儲(chǔ)熱水箱。在歐洲的家庭我遇到很多容量500千克的儲(chǔ)熱水箱,甚至一噸重的水箱,這樣就有一個(gè)大的儲(chǔ)熱設(shè)施來(lái)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能的余缺。
地?zé)嵊匈Y源的局限性,比如河南和河北保定的雄縣等地,地?zé)豳Y源較好,地?zé)峁┡急群芨撸皇敲總€(gè)地方都有地?zé)豳Y源,它的資源局限性很明顯。
生物質(zhì)碳排放較低,在農(nóng)村取用材料也比較方便,缺點(diǎn)是有顆粒物的排放,也正因如此,生物質(zhì)曾被生態(tài)環(huán)境部列為高污染燃料,現(xiàn)在雖然把它從高污染燃料清單中去掉了,但在很多地方生物質(zhì)燃料受到政策限制。目前,我們可以通過(guò)供熱鍋爐技術(shù)改造大幅度減少顆粒物排放。好的生物質(zhì)爐子,剛剛開(kāi)始燃燒的時(shí)候,顆粒物會(huì)多一點(diǎn),之后顆粒物就很低了。
在核能供暖方面,典型的有山東海陽(yáng)核電站,用余熱供暖,效果很好,但其局限性更明顯,目前有核電站的地方很少。
綜合比較,我認(rèn)為更有可持續(xù)發(fā)展空間的是太陽(yáng)能+電供熱的組合方式。
各地應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)選擇適合的供暖路線
《能源決策參考》:不同地區(qū)的清潔供暖方式是否存在差異?城市和農(nóng)村的清潔供暖是否也存在較大不同?
何繼江:是的,一個(gè)是資源稟賦問(wèn)題,有什么資源就利用什么資源。此外,對(duì)技術(shù)路線的選擇與地方政府的財(cái)政政策、財(cái)政能力也是相關(guān)的。比如,很多地方在淘汰燃煤爐子。有的地方是改成燒生物質(zhì)的爐子,政府送爐子或者補(bǔ)貼爐子;而北京是用空氣源熱泵替代煤爐,政府補(bǔ)貼費(fèi)用會(huì)高很多。
我國(guó)城市主要是集中供暖系統(tǒng),以燃煤電廠和燃煤鍋爐為主,同時(shí)還有工業(yè)余熱,如鋼鐵廠、水泥廠等的余熱,對(duì)于人口密集的城市,工業(yè)余熱的熱源非常合適。
我國(guó)農(nóng)村地區(qū)集中供暖有較大的困難,可以做一些清潔供暖的村級(jí)小熱網(wǎng),另一種是各戶獨(dú)立供暖。獨(dú)立供暖中,生物質(zhì)取暖爐可以扮演重要的角色,另一個(gè)重要的角色是空氣源熱泵,有單戶的熱泵,也有中型或大型的熱泵,可為一個(gè)村莊或一個(gè)園區(qū)提供供熱系統(tǒng)。
電供暖將成為主流技術(shù)路線
《能源決策參考》:我國(guó)的清潔供暖出現(xiàn)了哪些新情況、新技術(shù)?未來(lái)前景如何?
何繼江:從新情況、新技術(shù)角度講,我認(rèn)為,對(duì)全社會(huì)而言,電供暖將成為主流技術(shù)路線,特別是在建筑節(jié)能技術(shù)普遍推廣的狀況下。
電供暖又分兩個(gè)方向,一個(gè)是熱泵方向,一個(gè)是電直熱方向。熱泵產(chǎn)熱效率比較高,用1份電可以產(chǎn)出3份甚至5份熱量,所以這個(gè)技術(shù)非常好。但是熱泵供暖也有一些局限性,如對(duì)超低溫、極寒天氣適應(yīng)性較差。比如在低于零下5攝氏度的時(shí)候,熱泵就可能開(kāi)始結(jié)霜,不同廠家的設(shè)備差異就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái),有些廠家的設(shè)備適應(yīng)性較好,有些設(shè)備則不太理想,這樣就會(huì)出現(xiàn)一些麻煩,故障率上升。氣溫進(jìn)一步降低的話,熱泵的能效會(huì)越來(lái)越差。此外,熱泵的一次性投資比較大,對(duì)很多的農(nóng)村百姓來(lái)講,接受有困難。在北京這樣有大規(guī)模補(bǔ)貼的情況下能夠接受,在百姓經(jīng)濟(jì)收入較低、地方財(cái)政不寬裕的地方就很難接受。此外,熱泵噪音比較大,還要占用一定的空間,包括室內(nèi)和室外。
第二種技術(shù)就是電直熱技術(shù),有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。缺點(diǎn)如熱轉(zhuǎn)換效率沒(méi)有熱泵高,熱轉(zhuǎn)換效率最高接近百分之百,不像熱泵可以產(chǎn)生3到5倍的熱量。它也有自身的優(yōu)點(diǎn),只要有電的地方就能供熱,布局靈活。在電直熱技術(shù)方面,依托清華大學(xué)優(yōu)勢(shì)學(xué)科,中熵科技研發(fā)出新型半導(dǎo)體制熱材料,可生產(chǎn)出低溫輻射電熱膜,裸模厚度大概只有0.07毫米,透明材質(zhì),不占用空間,安裝布置簡(jiǎn)單靈活,還可做成地暖。其熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到99.45%,發(fā)熱方式是類似太陽(yáng)的光波輻射,體感更溫暖。還搭配了一套智能數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),可分區(qū)設(shè)置不同供熱標(biāo)準(zhǔn)。在間歇性供熱方面非常節(jié)能,可即開(kāi)即熱。
目前我們還在嘗試在鄉(xiāng)村用光伏供電,并解決供暖問(wèn)題。我們?cè)谝粋€(gè)鄉(xiāng)村兩層樓的民宿200平米宅基地建光伏發(fā)電,第一解決日常照明問(wèn)題、電氣化的問(wèn)題,第二解決電供暖問(wèn)題,第三解決電炊事問(wèn)題,第四解決電交通問(wèn)題。通過(guò)光伏實(shí)現(xiàn)一個(gè)家庭的零碳排放。
清潔供暖政策鼓勵(lì)應(yīng)集成推進(jìn)
《能源決策參考》:在清潔供暖方面還面臨哪些問(wèn)題和困難?您有何意見(jiàn)建議?
何繼江:我們現(xiàn)在的難點(diǎn)之一就是節(jié)能做得不好,浪費(fèi)了大量的能源。對(duì)此,我們可以用溫控來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,通過(guò)智能管理的方法來(lái)提高節(jié)能水平,也可以提高供暖的體驗(yàn)。
在清潔供暖方面,政府的決心很大,老百姓也得到了實(shí)惠。很多村莊看不到煙了,環(huán)境更好。但目前看,針對(duì)清潔取暖,單項(xiàng)政策較多,建議政策鼓勵(lì)能集成推進(jìn),如建筑保溫、供暖設(shè)施、光伏發(fā)電等協(xié)調(diào)推進(jìn)。另外單項(xiàng)措施里面往往有非常強(qiáng)的產(chǎn)品技術(shù)路線綁定,比如只推熱泵,到具體產(chǎn)品上,甚至指定品牌,這不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)進(jìn)步,也容易產(chǎn)生一些腐敗問(wèn)題和質(zhì)量問(wèn)題等。
建議把農(nóng)村的清潔供暖與建筑節(jié)能改造和光伏建設(shè)結(jié)合在一起,給予農(nóng)村光伏發(fā)電光伏供暖更多支持。農(nóng)村用光伏發(fā)電,白天的時(shí)候光伏發(fā)的電大部分自己消化掉,晚上用電網(wǎng)的電,電網(wǎng)給予一定的優(yōu)惠政策。白天多出的電又可以上網(wǎng)賣出,這樣電量基本平衡。同時(shí)大幅減輕了老百姓的負(fù)擔(dān)。建議對(duì)農(nóng)村光伏建設(shè)提供優(yōu)惠的金融政策。以前是送熱泵或者送爐子,現(xiàn)在可以把光伏建設(shè)、建筑保溫和電氣化供暖等打包在一起,給予貸款優(yōu)惠或者補(bǔ)貼,這樣就可以解決農(nóng)村可持續(xù)的清潔供暖問(wèn)題。
《能源決策參考》:國(guó)外在清潔供暖方面有什么我們可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)嗎?
何繼江:在供暖方面,國(guó)外的節(jié)能意識(shí)很強(qiáng)。比如國(guó)外用的燃?xì)獗趻鞝t都是冷凝式的,而且必須要冷凝式的,歐洲現(xiàn)在禁止售賣非冷凝式的燃?xì)獗趻鞝t,冷凝與非冷凝之間大概差10%的能源消耗。
歐洲在供暖方面很強(qiáng)調(diào)多能互補(bǔ),如熱泵+太陽(yáng)能、生物質(zhì)+太陽(yáng)能、生物質(zhì)+電等,多種能源組合。此外他們供暖的用戶體驗(yàn)特別細(xì)致,不同功能的房間溫度都有區(qū)別,如衛(wèi)生間最熱,其次是臥室,再次是客廳,廚房溫度最低,實(shí)際上這也體現(xiàn)了節(jié)能。相比之下,我們的供暖用暖就比較粗放,供暖效果用戶體驗(yàn)差距也很大。
評(píng)論