推动北方供热助力碳达峰碳中和 余热供暖大有可为

康艳兵  付毕安  吴彦廷

去年入冬以来，受大范围持续极寒天气等因素影响，我国居民采暖保供压力骤增。南方地区新增采暖需求旺盛，加剧电力负荷增长，局部地区出现“拉闸限电”。北方局部地区、时段天然气供应偏紧，煤炭价格大幅提高，供暖保障面临较大压力。我国自主开发的“大温差长距离余热供暖”新技术，为保障冬季居民采暖提供了“安全、清洁、经济”的解决方案，在“碳达峰、碳中和”及清洁供暖要求下，应用前景广阔。

该方案的核心技术是将热网回水温度由通常的60℃左右革命性地降低到20℃左右。与普通热电联产集中供热方式相比，其特点是电厂首站与热网的供回水温差提高近两倍，实现供回水“大温差”。一方面，可显著增强输热能力，大幅降低输热成本，从而可使远距离的余热资源得到经济性利用。该技术突破了原来公认的20公里供热经济半径，其输送距离小于100公里时综合供热成本低于燃煤锅炉，距离小于300公里时比天然气锅炉更经济，可大幅扩展余热供暖的应用场景，使得我国大多数北方城市都可采用余热供暖模式。另一方面，可进一步挖掘余热潜能，大幅降低供热能耗和成本。

目前，大温差长距离余热供暖技术已在大同、太原、石家庄、银川等地得到工程应用，供热面积超过2亿平方米。以太原项目为例，2016年，大温差长距离余热供暖示范工程建成投运，将40多公里外的电厂余热引入市区，形成了以远离城市的电厂余热承担基础供暖负荷的清洁供暖模式。太原市大温差长距离余热供暖工程实现了“安全、清洁、经济”的“三赢”效果，推动了供热领域的技术革命。一是有效提升了民生供暖安全保障水平。历经4个采暖季运行，2020年大温差长距离余热供暖工程供热面积已达到7600万平方米，一个项目便肩负起太原市1/3面积的供热重担；同时，余热供暖大幅节省“以气代煤”清洁供热的冬季天然气需求，缓解了天然气季节性供需突出矛盾，供热和供气实现“双保”。二是节能减排降碳综合效益显著。与传统的燃煤供暖方式相比，每年节约供暖能耗120万吨标准煤左右，与此同时，该项目的实施还直接推动关停了太原市区4台30万千瓦燃煤热电机组，替代燃煤锅炉房4505座，拔掉燃煤烟囱5017根，每年压减燃煤消费约400万吨，减少二氧化碳排放超过700万吨，降低二氧化硫等常规污染物排放近1万吨，能耗、碳排放、常规污染物排放实现“三降”。三是经济性好。该项目每平方米供热面积投资不到100元，与现有燃煤锅炉成本相当，远低于天然气供热。目前，北方众多城市，特别是采暖需求刚性增长的省会城市，纷纷计划采用该技术，以破解资源环境约束日益加大背景下的民生供暖难题。济南、西安、郑州、呼和浩特等城市正积极论证可行性，涉及供热面积超过10亿平方米。

目前，我国城镇供暖面积约150亿平方米，随着居民生活水平日益提高，2030年将达到200亿平方米左右。调研结果显示，我国北方地区余热资源非常丰富，仅当前300兆瓦以上火电机组的余热资源就可满足160亿平方米供热面积的能量需求，进一步考虑利用大型数据中心、钢铁厂、化工厂等余热资源，则可满足2030年全部的供热需求。当前，大温差长距离余热供暖工程应用面积仅占我国余热供暖潜力的1%左右，未来的应用前景非常广阔。到2030年，如果采用该技术解决120亿平方米的供暖需求，与当前北方供暖平均技术水平相比，供暖能耗将节约1.2亿吨标准煤，二氧化碳排放量降低3.1亿吨，二氧化硫等常规污染物排放量减少近43万吨，每年可节省运行费用720亿元。

冬季清洁取暖一头牵着百姓温暖过冬，一头连着蓝天白云，是关系广大人民群众生活的重大民生工程、民心工程。余热供暖为保障民生采暖提供了“安全、经济、清洁”的“三赢”解决方案，并且可为推动北方供热“碳达峰、碳中和”做出重要贡献。保障民生供暖，促进实现碳中和，余热供暖大有可为。

（康艳兵、付毕安单位系中国宏观经济研究院能源研究所，吴彦廷单位系清华大学建筑节能研究中心）