【電力】供暖季=霧霾季 ？今冬清潔能源供暖破魔咒
11月15日，我國(guó)大部分北方進(jìn)入了漫長(zhǎng)而寒冷的冬季，長(zhǎng)安街上的行人們個(gè)個(gè)裹緊冬裝快步前行，商場(chǎng)的櫥窗也布置成了暖色系。同時(shí)，城市也開(kāi)始了一年一度供暖工作，但隨著燃煤鍋爐氣體的冉冉升起，霧霾也來(lái)了。
2013年，“霧霾”成為這個(gè)年度的關(guān)鍵詞。從那一年至今，每到冬天，霧霾天氣都會(huì)籠罩在整個(gè)東北、華北地區(qū)，并逐漸波及到華東、華南。“供暖季”逐漸變成“霧霾季”。
圖1. 我國(guó)地理分區(qū)圖
國(guó)人在盡情享受著集中供暖帶來(lái)的溫暖舒適的同時(shí)，也在經(jīng)受著供暖季巨量的有害氣體排放造成的空氣污染，和隨之而來(lái)的健康威脅，秦嶺-淮河一線幾乎成了霧霾區(qū)的分界線。
急劇的工業(yè)化和城市化導(dǎo)致能源迅猛消耗，人口高度聚集，生態(tài)環(huán)境破壞，都是霧霾形成的時(shí)代背景。具體到形成原因，燃煤采暖、汽車(chē)尾氣、工業(yè)排放等都是主要成因，雖然各因素占比眾說(shuō)紛紜，但是預(yù)計(jì)燃煤鍋爐污染能夠占到霧霾成因的12%-25%。
但今年，由于我國(guó)清潔能源的快速發(fā)展和應(yīng)用，北京能源結(jié)構(gòu)得以調(diào)整，城區(qū)供熱全部無(wú)煤化，久違的藍(lán)天又回來(lái)了！
圖2. 北京市本地細(xì)顆粒排放物來(lái)源解析（數(shù)據(jù)來(lái)源：北京市環(huán)保局）
中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)賀克斌曾公開(kāi)表示，隨著京津冀及周邊地區(qū)燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)等排放的污染物排放量上升，成霾的氣象門(mén)檻逐年降低。氣象條件稍微差一點(diǎn)，就發(fā)生霧霾，再差一點(diǎn)，就發(fā)生重霧霾污染。目前，全國(guó)二氧化硫、氮氧化物等主要大氣污染物排放量均在近2000萬(wàn)噸，而且污染物主要集中排放在東部、京津冀及周邊地區(qū)。
供暖季溫暖和藍(lán)天如何兼得？清潔能源供暖成為打破能源與環(huán)境困局的重要手段。目前清潔能源供暖主要包括天然氣供暖、電力供暖、地?zé)峁┡确绞剑渲须娏┡梢詰?yīng)用光伏、風(fēng)電等可再生能源提供電力。
圖3.各種能源供應(yīng)方式效率及排放情況
圖4.清潔能源供暖的幾種類(lèi)型
清潔能源供暖具有明顯的環(huán)境效益。按4個(gè)月的采暖期算，每平方米采暖面積可節(jié)約0.019噸標(biāo)準(zhǔn)煤。另外，推廣風(fēng)電、光伏等清潔電力供暖技術(shù)，不僅能夠有效利用自然資源，還能減少燃煤煙塵、二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等有害氣體排放，對(duì)改善大氣環(huán)境質(zhì)量具有重要作用。
電力供暖同時(shí)可以有效緩解電源過(guò)剩的現(xiàn)狀。尤其是目前可再生能源資源分布與地區(qū)市場(chǎng)需求矛盾突出，在冬季夜間與燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行矛盾日益突出，被迫減少出力甚至停止運(yùn)行。充分利用風(fēng)電、光伏等電力提供熱源，能夠有效促進(jìn)可再生能源本地消納，緩解棄水、棄風(fēng)和棄光現(xiàn)象。作為棄風(fēng)大省的新疆在電采暖中采用棄風(fēng)供暖模式，不僅全程零排放廢氣，還多消納了9071萬(wàn)千瓦時(shí)的綠色電力，降低了區(qū)域棄風(fēng)率。2019年開(kāi)始，新疆將實(shí)現(xiàn)新建建筑全部采用電采暖和原天然氣集中供暖區(qū)域改為“氣電互補(bǔ)”方式供熱，電采暖面積占到總建筑面積的10%。
北方地區(qū)現(xiàn)有12個(gè)城市成為國(guó)家清潔能源供暖示范試點(diǎn)城市，分別是，：天津、石家莊、唐山、保定、廊坊、衡水、太原、濟(jì)南、鄭州、開(kāi)封、鶴壁、新鄉(xiāng)。這12個(gè)城市將在試點(diǎn)三年期內(nèi)，每年獲得中央財(cái)政資金補(bǔ)貼，補(bǔ)貼按照直轄市每年獎(jiǎng)補(bǔ)10億元，省會(huì)城市每年獎(jiǎng)補(bǔ)7億元，地級(jí)城市每年獎(jiǎng)補(bǔ)5億元，實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)地區(qū)散燒煤供暖全部“銷(xiāo)號(hào)”和清潔替代。
經(jīng)濟(jì)賬是目前清潔能源供暖普及面臨的最大制約因素。由于傳統(tǒng)的燃煤鍋爐集中供暖模式延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)以及燃料價(jià)格較低，其經(jīng)濟(jì)成本在所有采暖方式中最有優(yōu)勢(shì)，而天然氣供暖和電采暖成本相對(duì)較高。以北京市現(xiàn)有氣價(jià)和電價(jià)計(jì)算，房屋面積80平米的市民家庭，一個(gè)采暖季（4個(gè)月）煤電集中供暖費(fèi)用總計(jì)1300元，煤改氣集中供暖的支出是2400元，使用天然氣壁掛爐供暖的支出約4500，電采暖的支出約4800元，清潔能源供暖和傳統(tǒng)供暖模式所需費(fèi)用依然存在較大差距。
圖5. 清潔能源供暖的經(jīng)濟(jì)賬
其次清潔能源供暖還面臨各地天然氣供應(yīng)能力的考驗(yàn)，我國(guó)油氣運(yùn)輸管道和存儲(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，沿途浪費(fèi)率比燃煤運(yùn)輸浪費(fèi)率更高，天然氣企業(yè)盈利狀況不理想，一定程度上還需要依賴(lài)補(bǔ)貼，對(duì)于煤改氣之后大量天然氣的需求恐難滿足。因此風(fēng)電、光伏等可再生能源供暖不失為很好的解決方案。
北方地區(qū)風(fēng)能資源豐富，冬季正是風(fēng)能資源較好的時(shí)候，但是遇到采暖季熱電廠大量供熱時(shí)，風(fēng)電需要給火電讓路，造成大量的棄風(fēng)限電。2016年，國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)超過(guò)60%的棄風(fēng)電量發(fā)生在供暖期，低谷棄風(fēng)電量又占總棄風(fēng)量的80%。風(fēng)電清潔供暖對(duì)提高地區(qū)消納能力，緩解風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行困難具有顯著效果。目前吉林、內(nèi)蒙古、新疆、河北、遼寧、黑龍江、山西、河南、北京等多地都在積極開(kāi)展風(fēng)電供暖工作。
隨著清潔能源供暖技術(shù)的進(jìn)步和模式創(chuàng)新，成本會(huì)逐漸下降，政策上對(duì)于煤改氣等清潔改造項(xiàng)目也有一定的補(bǔ)貼和支持政策。國(guó)家發(fā)改委也明確了市場(chǎng)化定價(jià)的原則，鼓勵(lì)各方投資建設(shè)儲(chǔ)氣設(shè)施，增強(qiáng)天然氣供應(yīng)保障能力。
同時(shí)，由于嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，人們綠色低碳的消費(fèi)觀念在日益增強(qiáng)，逐漸淘汰燃煤供暖是大勢(shì)所趨。
圖6.我國(guó)清潔能源供暖展望
截止目前我國(guó)可再生能源的供暖面積約為7億平方米，預(yù)計(jì)到2020年，將增長(zhǎng)到35億平方米，城鎮(zhèn)中可再生能源供暖面積將由現(xiàn)在6%左右提高到20%左右。也就是說(shuō)到“十三五”末期可再生能源供暖面積將是現(xiàn)在的5倍，不僅能夠減少供暖用煤1.2億噸，對(duì)于空氣質(zhì)量的改善將發(fā)揮重要作用。
今年3月北京最后一座大型燃煤電廠華能正式停產(chǎn)，由此成為了全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)清潔能源發(fā)電的城市。目前北京市霧霾治理已經(jīng)取得了一定成效，供暖季能源結(jié)構(gòu)調(diào)整起到了重要作用。今年冬季北京城六區(qū)供暖將全部由燃煤改成天然氣，清潔能源供暖比例提高到了97%以上，隨著京津冀一體化順利推進(jìn)，到2020年，北京市平原地區(qū)要基本實(shí)現(xiàn)無(wú)煤化，天津市除山區(qū)使用無(wú)煙型煤外，其他地區(qū)取暖散煤基本清零，河北省平原農(nóng)村地區(qū)取暖散煤基本清零，2020年京津冀煤炭消費(fèi)力爭(zhēng)控制在3億噸左右。在能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面的統(tǒng)籌規(guī)劃，將進(jìn)一步擴(kuò)大清潔能源供暖的范圍，為徹底戰(zhàn)勝霧霾迎來(lái)藍(lán)天加速。
近期，全國(guó)各省政府積極實(shí)施“煤改氣”工程，針對(duì)因燃煤機(jī)組被淘汰導(dǎo)致生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)受到影響的企業(yè)和單位，政府鼓勵(lì)企業(yè)自主進(jìn)行“煤改氣”，采用熱電聯(lián)產(chǎn)及建設(shè)分布式能源站。
