2024清洁取暖城市规划建设与后评价报告-中国建筑科学研究院（马文生）

清洁取暖城市规划建设与后评价 马文生 中国建筑科学研究院有限公司 河北·邯郸 2024年5月31日 1工作背景 2规划与建设 3后评价 4总结与展望 工作背景介绍 清洁取暖是能源生产和消费革命、农村生活方式革命、治理雾霾、打好蓝天保卫战的重要内容。 “推进北方地区冬季清洁取暖，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。” “坚决打好蓝天保卫战。今年二氧化硫、氮氧化物排放量要分别下降3%，重点地区细颗粒物（PM2.5）浓度明显下降。” 《大气污染防治行动计划》、《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，确定“2+26”个大气污染传输通道城。 《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作通知》，郑州、鹤壁等首批12个国家清洁取暖试点城成功入选。 《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》，力争用5年左右时间，基本实现雾霾严重城化地区的散煤供暖清洁化。 推进北方地区清洁取暖 坚决打好蓝天保卫战 大气污染传输通道城确定 国家清洁取暖试点城市申报 清洁取暖规划 2017-2021 工作背景介绍 国家清洁取暖城市试点支持5批，从京津冀、汾渭平原到整个北方，涉及15省份共88个城市，中央投入1083亿元，拉动投资超4000亿元，清洁取暖面积179亿平方米，清洁取暖率达75%。2024年中央财政大气污染防治资金安排340亿元，继续支持北方地区冬季清洁取暖，强化治污成效评价和考核激励。到2025年民用散煤消费量相比2017年降幅将超过60%。 1工作背景介绍 2规划与建设 3后评价 4总结与展望 规划建设难点 数据基础薄弱：摸底不扎实，数据缺失 、逻辑性不足，规划偏差大、无法适用 “气荒”“断电” 供需难以平衡：重城镇轻农村、重能源轻建筑，供需侧失衡，出现气慌、返煤等 规模化“返煤” 技术路径受限：农村电网较弱、天然气、可再生能源供应有限，节能、经济、清洁的技术难以适用 监管与评价手段缺乏：缺少合理、有效性监管和评价方法，问题重复出现，限制规划指导作用和建设可持续性 概念性实施 盲目性推广 城市整体规划40余城市全面调查，提出城市级规划、资料收集和数据分析方法 提出城市级规划调研、资料收集和数据分析方法 基于偏相关、多元线性回归和主成分分析法，提出城市数据缺失处理方法，并验证评估 缺失数据处理技术路线图 以建筑耗热量数据缺失填补为例，误差在10%以下 能源供应侧规划 自成体系、独立规划、保障最大负荷、重能源生产、需求侧考虑不足 供需平衡规划城与乡同步规划，能源与建筑整体规划，建立供需平衡规划体系 建筑需求侧规划 重城镇轻农村、重设计轻运行、重新建轻改造 综合资源规划方法 将供应侧和需求侧的各种资源作为一个整体进行协调的规划方法 供应侧找到更节能经济、环保可靠的能源替代或应用，需求侧建筑节能视为能源资源，供需进行平衡规划 现状分析 目标设定 供应侧分析 需求侧预测 综合资源供需平衡 保障条件 效益分析 技术路线配置优化 关键因素分析 零碳建筑 供需平衡规划充分认识降需增效，既有建筑节能改造、新建建筑能效提升是关键 既有建筑能效提升 新建建筑能效提升 设计阶段较原有水平降 低能源使用70%-80%， 迈向超低能耗建筑 通过可再生能源满足剩 余20%-30%能源需求 最终使新建建筑和既有 建筑在2030-2050年达到零能耗/零碳建筑 近零能耗建筑 改造前后能效提升率≥30% 技术路径匹配 住建部科技计划项目“北方地区清洁取暖技术适用性评价体系研究”建立清洁取暖技术适用性分析体系，提出适用条件和发展路线 清洁热源 技术类型 技术发展路线与适用条件 清洁燃煤 大型抽凝式热电联产机组 适合作为大中型城市集中供热基础热源，应充分利用存量机组的供热能力扩大供热范围，鼓励进行乏汽供热改造。做好热电机组灵活性改造工作，提升电网调峰能力 背压式热电联产机组 适合作为城镇集中供热基础热源，新建热电联产应优先考虑背压式热电联产机组。 大型燃煤锅炉（房） 适合作为集中供热的调峰热源，与热电联产机组联合运行。在大热网覆盖不到、供热面积有限的区域（如小型县城、中心镇、工矿区等），也可作为基础热源。重点提升燃煤锅炉环保水平，逐步淘汰环保水平落后、能耗高的层燃型锅炉。 工业余热 工业余热供 暖 供暖区域内生产连续稳定并排放余热的工业企业，回收余热满足一定区域内的取暖需求。余热供暖企业应合理确定供暖规模，不影响用户取暖安全和污染治理、错峰生产、重污染应对等环保措施 天然气 燃气热电联产 在气源充足、经济承受能力较强的条件下，可作为大中型城市集中供热的新建基础热源，应安装脱硝设施降低氮氧化物排放浓度。 热电冷三联供 结合电负荷及冷、热负荷需求，适用于政府机关、医院、宾馆、综合商业及办公、机场、交通枢纽等公用建筑。 燃气锅炉（房） 适合作为集中供热的调峰热源，与热电联产机组联合运行，鼓励有条件的地区将环保难以达到超低排放的燃煤调峰锅炉改为燃气调峰锅炉。大热网覆盖不到、供热面积有限的区域，在气源充足、经济承受能力较强的条件下也可作为基础热源。应重点降低燃气锅炉氮氧化物排放浓度。 分户燃气壁挂炉 在气源充足、经济允许条件下，适合热网覆盖不到区域的分散供热，作为集中供热的有效补充，适用于城中村、城郊村等居民用户分散的区域。 清洁热源 技术类型 技术发展路线与适用条件 电能 分散式电供暖 适合非连续性供暖的学校、部队、办公楼等场所，也适用于集中供热管网、燃气管网无法覆盖的老旧城区、城乡结合部、农村或生态要求较高区域的居民住宅 电锅炉供暖 应配套蓄热设施，适合可再生能源消纳压力较大，弃风、弃光问题严重，电网调峰需求较大的地区，可用于单体建筑或小型区域供热 空气源热泵 对冬季室外最低气温有一定要求（一般高于-5℃），适宜作为集中供热的补充，承担单体建筑或小型区域供热（冷），热水系统适用于用户连续取暖，热风机适用于农村地区用户间歇供暖 水源热泵 适用于水量、水温、水质等条件适宜的区域。适宜作为集中供热的补充，承担单体建筑或小型区域供热 地源热泵 适宜于地质条件良好，冬季供暖与夏季制冷基本平衡，易于埋管的建筑或区域，承担单体建筑或小型区域供热（冷） 地热能 中深层地热能供 暖 具有清洁、环保、利用系数高等特点，主要适于地热资源条件良好、地质条件便于回灌的地区 浅层地热能供暖 适用于分布式或分散供暖，可利用范围广，具有较大的市场和节能潜力，优先发展再生水源（含污水、工业废水等），积极发展地源（土壤源），适度发展地表水源（含河流、湖泊等） 生物质能 生物质能区域供 暖 采用生物质热电联产和大型生物质集中供热锅炉，为500万平方米以下的县城大型工商业和公共设施等供暖。其中，生物质热电联产适合为县级区域供暖大型生物质集中供热锅炉适合为产业园区提供供热供暖一体化服务。直燃型生物质集中供暖锅炉应使用生物质成型燃料，配置高效除尘设施 生物质能分散式供暖 采用中小型生物质锅炉等，为居民社区、楼宇、学校等供暖。采用生物天然气及生物质气化技术建设村级生物燃气供应站及小型管网，为农村提供取暖燃气；户式生物质锅炉应使用生物质成型燃料，有稳定燃料供应，配置除尘袋等排放处理设施。 太阳能 太阳能供暖 适合与其他能源结合，实现热水、供暖复合系统的应用，是热网无法覆盖时的有效分散供暖方式。特别适用于办公楼、教学楼等只在白天使用的建筑 太阳能热水 适合小城镇、城乡结合部和广大的农村地区。太阳能集中热水系统也可应用在中大型城市的学校、浴室、体育馆等公共设施和大型居住建筑 技术路径匹配电供暖技术成熟、但配电容量大，农网难以承受、电网升级成本高昂 到2025年，东部地区农村电网户均配变容量不低 于3.5千伏安，中西部、东北地区不低于2.3千伏安 现有电网户均容量可满足群众日常生活，但空气源热泵要增加3千伏安以上，电锅炉、电暖器等5千伏安以上 技术路径匹配超低温空气源热泵技术不断提升，应用范围越来越广 相比其他技术节能50%以上 节约运行费用35%~70% 国家标准《二氧化碳空气源热泵机组》立项CO2空气源热泵技术可在-45℃下稳定运行，平均室外-18℃实测COP在2.8以上 技术路径匹配住建部《城乡建设领域碳达峰实施方案》：探索建筑用电设备智能群控技术， 在满足用电需求前提下，合理调配用电负荷，实现电力少增容、不增容 新产品研发：“智能群控电供暖系统” 电供暖设备+人感+电表+网关+智能群控算法 感知人体，杜绝无效供暖 感知气象，动态按需供暖 感知电容，实现柔性用电 感知习惯，深度机器学习 电力无增容、响应需求侧交易 短时断电率低、无超用电限值风险 11省已试点需求侧响应交易 发改委拟推向全国 郑州市清洁取暖试点城市案例 “郑州模式”—“三提升，两清零，一引领”城区、县城、农村清洁取暖率100% 大力实施热电联产集中供热能力提升工程 热电联产机组改造、配套供热管网建设、西热东送工程 稳步推进可再生能源区域供暖能力提升工程 选择地热能、再生水、空气能等资源较为富集的地区，大力开展可再生能源清洁供暖项目建设，可实现供暖总面积超过1500万㎡ 持续推进建筑能效提升工程 全面完成既有建筑节能改造目标—超过1000万㎡，全部完成测评；新建建筑执行更高水平节能标准 全面完成“双替代”工程，实现全域散煤取暖“清零”平原地区清洁型煤取暖“清零” 按照“宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热”原则和“整县整乡整村”推进要求 积极开展超低能耗建筑发展引领工程打造中原地区超低能耗建筑集群发展新模式 一 一个工作目标 统筹两端推进 实施三步计划 打造四类示范 实现多重效益 多 四 三 二 清洁取暖率 100% 冬季取暖建筑 100% 完成节能改造 热源端坚持“以电为主、可再生能源为辅、多能互补” 用户端坚持“民生工程结合、节能改造为主、适度超前引领” 城区224.52（热源）/346.24（节能改造）万平方米 团场1577.29（热源）/60.26（节能改造）万平方米 连队66.4（热源）/66.44（节能改造）万平方米 光电清洁取暖 惠民 空气源热泵整团推进示范 老旧小区建筑能效提升集中连片示范 连队乡村振兴清洁取暖示范 新疆兵团清洁取暖试点城市案例 1工作背景介绍 2城市规划建设 3后评价 4总结与展望 项目级评价产品检测认证、项目现场检测、智慧化建管与运维 产品检测认证依托6个国家质检中心：国家建筑工程质量监督检验中心、国家空调设备质量监督检验中心、国家 太阳能热水器质量监督检验中心（北京）、国家建筑节能质量监督检验中心、住建部供热质量监督检验中心等 项目级评价产品检测、项目现场检测、智慧化建管与运维 产品到样抽检和工程抽检 在监理和建设单位的见证下，按照有关规定从现场随机抽取试样 ，送至具备相应资质的检测机构进行检验的活动。 针对中标企业提供的批量产品， 实现质量一致性的控制。 判定原则，抽3台，1用2备；用样 合格，则整批合格；用样不合格 ，备样全合格则整批合格。 项目级评价产品检测认证、项目现场检测、智慧化建管与运维 以鹤壁为例：全国首个城乡一体化清洁取暖智慧建管平台（获华夏建设科技进步奖二等奖） 接入鹤壁市热电联产、地源热泵、生物质取暖等4种集中供热热源、266座热力站运行参数和供暖效果数据 地理信息数据库 +管网数据库 +治理成果数据库 城镇智慧供热+农村清洁取暖 项目级评价产品检测认证、项目现场检测、智慧化建管与运维 以北京为例：4级监控，包括企业能力、到样抽检、在线抽检、效果监控 技术类型 分布比例 供暖效果 用电量/用气量 供暖面积 补贴前费用 补贴后费用 空气源热泵 69% 18.8℃ 65.6kWh/㎡ 120㎡ 2976元 2064元 地源热泵 1% 19.8℃ 41.6kWh/㎡