太陽能+電模式未來有望成清潔取暖主流

——專訪清華大學社會科學學院能源轉型與社會發展研究中心常務副主任何繼江

韓繼園

(中能傳媒能源安全新戰略研究院)

清潔供暖關系到廣大人民群眾的生產生活，是重大的民生工程、民心工程，是促進減污降碳，改善大氣質量環境，實現碳達峰、碳中和任務的重要措施之一。在政策的大力推動下，我國北方清潔取暖工作取得了顯著成效，據統計，截至2021年底，我國北方地區清潔取暖面積約156億平方米，清潔取暖率達73.6%，替代散煤1.5億噸以上。目前，我國清潔供暖還存在哪些問題?出現了哪些新情況、新技術?未來我國清潔供暖的前景如何?帶著這些問題，筆者專訪了清華大學社會科學學院能源轉型與社會發展研究中心常務副主任何繼江。

清潔供暖中太陽能+電的組合更有可持續性

《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勢，煙塵少，排放二氧化硫更少，因為天然氣含硫量很低。但是我不主張把天然氣供暖放在清潔供暖之列，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的58%，所以它并不低碳。第二，天然氣燃燒會產生氮氧化物，氮氧化物也是一種污染物，在PM2.5當中，氮氧化物是其中的一個重要來源。第三，天然氣供暖存在安全問題，如果天然氣管道在鋪設的過程中質量出現問題，泄露和爆炸的風險始終存在。所以我不想把天然氣供熱放在清潔供暖里面，或者說它只是一個階段性的產品。從長期來看，天然氣供暖比重還要進一步降低。我在歐洲考察時曾做過仔細比較，發現以荷蘭國境線為標志，荷蘭的PM2.5顯著高于德國、法國，其中天然氣的利用是一個重要原因，天然氣在荷蘭能源系統中的比重幾乎占到60%。

從供暖的角度來看，太陽能在我國的應用比例一直較低，因為冬天太陽能相對較差，洗澡的熱水還勉強，若給房間供熱要弱一些。但實際上這方面并不存在太多技術障礙，只是需要一個比較大的儲熱水箱。在歐洲的家庭我遇到很多容量500千克的儲熱水箱，甚至一噸重的水箱，這樣就有一個大的儲熱設施來調節太陽能的余缺。

地熱有資源的局限性，比如河南和河北保定的雄縣等地，地熱資源較好，地熱供暖占比很高，但不是每個地方都有地熱資源，它的資源局限性很明顯。

生物質碳排放較低，在農村取用材料也比較方便，缺點是有顆粒物的排放，也正因如此，生物質曾被生態環境部列為高污染燃料，現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燃料受到政策限制。目前，我們可以通過供熱鍋爐技術改造大幅度減少顆粒物排放。好的生物質爐子，剛剛開始燃燒的時候，顆粒物會多一點，之后顆粒物就很低了。

在核能供暖方面，典型的有山東海陽核電站，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，我認為更有可持續發展空間的是太陽能+電供熱的組合方式。

各地應根據自身特點選擇適合的供暖路線

《能源決策參考》：不同地區的清潔供暖方式是否存在差異?城市和農村的清潔供暖是否也存在較大不同?

何繼江：是的，一個是資源稟賦問題，有什么資源就利用什么資源。此外，對技術路線的選擇與地方政府的財政政策、財政能力也是相關的。比如，很多地方在淘汰燃煤爐子。有的地方是改成燒生物質的爐子，政府送爐子或者補貼爐子;而北京是用空氣源熱泵替代煤爐，政府補貼費用會高很多。

我國城市主要是集中供暖系統，以燃煤電廠和燃煤鍋爐為主，同時還有工業余熱，如鋼鐵廠、水泥廠等的余熱，對于人口密集的城市，工業余熱的熱源非常合適。

我國農村地區集中供暖有較大的困難，可以做一些清潔供暖的村級小熱網，另一種是各戶獨立供暖。獨立供暖中，生物質取暖爐可以扮演重要的角色，另一個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，可為一個村莊或一個園區提供供熱系統。

電供暖將成為主流技術路線

《能源決策參考》：我國的清潔供暖出現了哪些新情況、新技術?未來前景如何?

何繼江：從新情況、新技術角度講，我認為，對全社會而言，電供暖將成為主流技術路線，特別是在建筑節能技術普遍推廣的狀況下。

電供暖又分兩個方向，一個是熱泵方向，一個是電直熱方向。熱泵產熱效率比較高，用1份電可以產出3份甚至5份熱量，所以這個技術非常好。但是熱泵供暖也有一些局限性，如對超低溫、極寒天氣適應性較差。比如在低于零下5攝氏度的時候，熱泵就可能開始結霜，不同廠家的設備差異就會顯現出來，有些廠家的設備適應性較好，有些設備則不太理想，這樣就會出現一些麻煩，故障率上升。氣溫進一步降低的話，熱泵的能效會越來越差。此外，熱泵的一次性投資比較大，對很多的農村百姓來講，接受有困難。在北京這樣有大規模補貼的情況下能夠接受，在百姓經濟收入較低、地方財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，包括室內和室外。

第二種技術就是電直熱技術，有優點也有缺點。缺點如熱轉換效率沒有熱泵高，熱轉換效率最高接近百分之百，不像熱泵可以產生3到5倍的熱量。它也有自身的優點，只要有電的地方就能供熱，布局靈活。在電直熱技術方面，依托清華大學優勢學科，中熵科技研發出新型半導體制熱材料，可生產出低溫輻射電熱膜，裸模厚度大概只有0.07毫米，透明材質，不占用空間，安裝布置簡單靈活，還可做成地暖。其熱轉換效率可達到99.45%，發熱方式是類似太陽的光波輻射，體感更溫暖。還搭配了一套智能數字監控系統，可分區設置不同供熱標準。在間歇性供熱方面非常節能，可即開即熱。

目前我們還在嘗試在鄉村用光伏供電，并解決供暖問題。我們在一個鄉村兩層樓的民宿200平米宅基地建光伏發電，第一解決日常照明問題、電氣化的問題，第二解決電供暖問題，第三解決電炊事問題，第四解決電交通問題。通過光伏實現一個家庭的零碳排放。

清潔供暖政策鼓勵應集成推進

《能源決策參考》：在清潔供暖方面還面臨哪些問題和困難?您有何意見建議?

何繼江：我們現在的難點之一就是節能做得不好，浪費了大量的能源。對此，我們可以用溫控來解決這個問題，通過智能管理的方法來提高節能水平，也可以提高供暖的體驗。

在清潔供暖方面，政府的決心很大，老百姓也得到了實惠。很多村莊看不到煙了，環境更好。但目前看，針對清潔取暖，單項政策較多，建議政策鼓勵能集成推進，如建筑保溫、供暖設施、光伏發電等協調推進。另外單項措施里面往往有非常強的產品技術路線綁定，比如只推熱泵，到具體產品上，甚至指定品牌，這不利于市場競爭和技術進步，也容易產生一些腐敗問題和質量問題等。

建議把農村的清潔供暖與建筑節能改造和光伏建設結合在一起，給予農村光伏發電光伏供暖更多支持。農村用光伏發電，白天的時候光伏發的電大部分自己消化掉，晚上用電網的電，電網給予一定的優惠政策。白天多出的電又可以上網賣出，這樣電量基本平衡。同時大幅減輕了老百姓的負擔。建議對農村光伏建設提供優惠的金融政策。以前是送熱泵或者送爐子，現在可以把光伏建設、建筑保溫和電氣化供暖等打包在一起，給予貸款優惠或者補貼，這樣就可以解決農村可持續的清潔供暖問題。

《能源決策參考》：國外在清潔供暖方面有什么我們可以借鑒的經驗嗎?

何繼江：在供暖方面，國外的節能意識很強。比如國外用的燃氣壁掛爐都是冷凝式的，而且必須要冷凝式的，歐洲現在禁止售賣非冷凝式的燃氣壁掛爐，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調多能互補，如熱泵+太陽能、生物質+太陽能、生物質+電等，多種能源組合。此外他們供暖的用戶體驗特別細致，不同功能的房間溫度都有區別，如衛生間最熱，其次是臥室，再次是客廳，廚房溫度最低，實際上這也體現了節能。相比之下，我們的供暖用暖就比較粗放，供暖效果用戶體驗差距也很大。