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科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 都芃 策劃 陳瑜
近年來，以核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等為代表的清潔能源在我國(guó)能源消費(fèi)中的占比不斷提升。國(guó)家發(fā)展改革委公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)清潔能源消費(fèi)占比達(dá)到25.5%。正如一條“鯰魚”，雛形初現(xiàn)的清潔能源供暖攪動(dòng)傳統(tǒng)能源主導(dǎo)的供暖領(lǐng)域，為供暖領(lǐng)域瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo)，開展智慧轉(zhuǎn)型，帶來更多可能。
山西靈丘縣，群山環(huán)抱。西北風(fēng)呼嘯著掠過山尖，整個(gè)縣城冷得在風(fēng)中打顫。去年入冬以來，靈丘縣室外氣溫多次突破零下10攝氏度。但在該縣五靈鎮(zhèn)易地扶貧搬遷戶王期兵的家中，暖氣熏得人暖洋洋的，室溫達(dá)到20攝氏度。
2020年12月底，山西靈丘風(fēng)電供暖項(xiàng)目首臺(tái)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。
不再需要燒煤，憑借風(fēng)電供暖，王期兵享受到了和城市同樣的供暖服務(wù)。“咋也沒想到吹了一輩子的山風(fēng)，現(xiàn)在能供暖了。”王期兵感到不可思議。
近年來，以核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等為代表的清潔能源在我國(guó)能源消費(fèi)中的占比不斷提升。國(guó)家發(fā)展改革委公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)清潔能源消費(fèi)占比達(dá)到25.5%。
在冬季大氣污染治理以及“雙碳”目標(biāo)壓力下，我國(guó)居民的取暖方式正變得“百花齊放”，核能供暖、風(fēng)電供暖、生物質(zhì)能供暖、地?zé)崮芄┡惹鍧嵞茉垂┡绞郊铀倨占啊?/p>
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中明確，太陽(yáng)能熱利用、地?zé)崮芄┡⑸镔|(zhì)供熱、生物質(zhì)燃料等非電利用規(guī)模達(dá)到6000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。
面對(duì)既定的“雙碳”目標(biāo)，推動(dòng)供暖能源清潔化、低碳化已從一道“選答題”逐漸成為“必答題”，我國(guó)正在加速探索如何“解題”。
清潔能源供暖，雨后春筍般發(fā)展
“不用燒煤了以后，我們把鍋爐都當(dāng)廢鐵賣了。”山東海陽(yáng)市豐源熱力有限公司是海陽(yáng)市供熱特許經(jīng)營(yíng)企業(yè)，該公司生產(chǎn)技術(shù)部經(jīng)理李常科告訴科技日?qǐng)?bào)記者，自核能供暖啟用后，該公司原有換熱站40噸熱水鍋爐已經(jīng)拆除。
2021年，依托海陽(yáng)核電站，我國(guó)首個(gè)也是最大的商用核能供熱項(xiàng)目“暖核一號(hào)”二期工程正式投運(yùn)，供暖范圍覆蓋海陽(yáng)主城區(qū)，讓20萬居民享受到了核能帶來的溫暖，海陽(yáng)也成為我國(guó)首個(gè)“零碳”供暖城市。
2021年，我國(guó)首個(gè)也是最大的商用核能供熱項(xiàng)目“暖核一號(hào)”二期工程正式投運(yùn)。
同年，秦山核電與海鹽縣簽訂協(xié)議，雙方合作開展“浙江海鹽核能供熱示范工程”，這是我國(guó)南方地區(qū)首個(gè)核能供熱工程。建成后的首個(gè)供暖季，4000余戶海鹽居民享受到了和北方城市一樣的“暖氣自由”。預(yù)計(jì)到2025年，該項(xiàng)目全面建成后，供暖面積將達(dá)到400萬平方米，基本覆蓋海鹽主城區(qū)和秦山街道、澉浦鎮(zhèn)。
2022年末，遼寧紅沿河鎮(zhèn)也依托當(dāng)?shù)丶t沿河核電站，成為東北首個(gè)核能供暖地區(qū)。
清潔能源參與供暖并非近年才有的新鮮事。
在2016年底召開的中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會(huì)議上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容。要按照企業(yè)為主、政府推動(dòng)、居民可承受的方針，宜氣則氣，宜電則電，盡可能利用清潔能源，加快提高清潔供暖比重。
隨后，清潔能源供暖如雨后春筍般發(fā)展。
“暖核一號(hào)”一期工程在2019年11月率先建成。風(fēng)電供暖則起步更早。2018年，國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)家電投）于山西靈丘縣投資建設(shè)40萬千瓦風(fēng)電供暖項(xiàng)目，成為我國(guó)目前建設(shè)的最大風(fēng)電供暖項(xiàng)目。7000余名易地扶貧搬遷居民享受到了風(fēng)電帶來的溫暖。
過去數(shù)年間，在內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林等風(fēng)電資源較為充足的地區(qū)，國(guó)家電投、國(guó)家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)等大型能源企業(yè)先后投資建設(shè)多個(gè)風(fēng)電供暖項(xiàng)目，總裝機(jī)容量突破百萬千瓦。
“風(fēng)電供暖需要先將電能轉(zhuǎn)化為熱能。”山西靈丘風(fēng)電供暖項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、國(guó)家電投河北公司（雄安公司）晉北區(qū)域新能源總站副站長(zhǎng)曹孝斌向記者介紹，風(fēng)電供暖常用的電熱轉(zhuǎn)化設(shè)備為蓄熱電鍋爐。以山西靈丘風(fēng)電供暖項(xiàng)目所用蓄熱電鍋爐為例，其主要包括電阻絲及蓄熱磚。蓄熱磚由氧化鎂磚和氧化鋁磚組成，能夠被加熱到700攝氏度以上并進(jìn)行儲(chǔ)熱。除熱源不同外，蓄熱電鍋爐的換熱原理和換熱流程與傳統(tǒng)燃煤鍋爐基本一致，因此基礎(chǔ)設(shè)施可實(shí)現(xiàn)共通共用。
除集中供暖外，近年來，清潔能源在分布式供暖中也逐漸扮演重要角色。生物質(zhì)能作為其中之一，在農(nóng)村地區(qū)散煤替代中發(fā)揮著重要作用。
生物質(zhì)能是秸稈等農(nóng)林廢棄物經(jīng)專業(yè)加工后制成的清潔能源。雖然燃燒過程會(huì)釋放部分二氧化碳，但從全生命周期來看，其仍然是零碳排放能源，且相比散煤較少產(chǎn)生硫氧化物、氮氧化物等污染物。
隨著相關(guān)技術(shù)不斷取得突破，生物質(zhì)能發(fā)展逐漸加速。如上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱上海成套院）憑借國(guó)內(nèi)首次研發(fā)出的黑顆粒高溫水洗技術(shù)，開發(fā)出了移動(dòng)式綠能顆粒生產(chǎn)裝置“秸能一號(hào)”，有效破解了生物質(zhì)能燃料儲(chǔ)運(yùn)不便、價(jià)高質(zhì)低等瓶頸。目前，該裝置已在黑龍江省佳木斯市“一區(qū)三縣”開展供暖散煤替代試運(yùn)行，預(yù)計(jì)將在2024年實(shí)現(xiàn)佳木斯全市域農(nóng)村約1000萬平方米清潔取暖散煤替代。
算經(jīng)濟(jì)賬，更要算生態(tài)賬
“溫暖一座城 湛藍(lán)一片天”，這是海陽(yáng)開展核能供暖時(shí)經(jīng)常提到的一句口號(hào)，后來這句口號(hào)又補(bǔ)充了半句，“少交一塊錢”。
2021年，海陽(yáng)核電“暖核一號(hào)”二期工程正式投運(yùn)后，海陽(yáng)居民的取暖費(fèi)不升反降，由過去的每平方米22元降至21元。核能供暖給當(dāng)?shù)鼐用駧砹丝吹靡姷膶?shí)惠。
取暖費(fèi)下降背后，是供暖企業(yè)省下的真金白銀。
此前供暖季，當(dāng)?shù)毓┡疽獜暮颖钡鹊刭?gòu)買至少18萬噸原煤，燃煤鍋爐配套的脫硫設(shè)備等還需額外耗電。不再需要燃煤供暖后，其一年僅耗電量便可減少900萬度。開啟核能供暖后，海陽(yáng)市已將12臺(tái)燃煤鍋爐全部拆除，熱力企業(yè)改為從核電站購(gòu)買熱源，再利用原有管網(wǎng)輸送熱源，由此省去了大筆設(shè)備、人工、運(yùn)維等費(fèi)用，居民取暖成本得以降低。
海鹽居民對(duì)此同樣有切身感受。此前海鹽縣楓葉小區(qū)取暖主要依靠小區(qū)自建的天然氣供暖設(shè)備，每個(gè)供暖季物業(yè)向居民收取每平方米46元的取暖費(fèi)。而在核能供暖覆蓋該小區(qū)后，其取暖費(fèi)價(jià)格下降為每平方米30元。
2021年底，我國(guó)南方地區(qū)首個(gè)核能供熱工程——浙江海鹽核能供熱示范工程投產(chǎn)。中核集團(tuán)供圖
居民得實(shí)惠，企業(yè)同樣不吃虧。
風(fēng)電企業(yè)開展供暖業(yè)務(wù)更加看重其消納“棄風(fēng)”的價(jià)值。由于風(fēng)電具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，通常一定區(qū)域范圍內(nèi)的風(fēng)電存在上網(wǎng)總量限制，即發(fā)出的電力并不一定能夠全部并入電網(wǎng)，超出限制無法上網(wǎng)的風(fēng)電被稱為“棄風(fēng)”。風(fēng)電供暖項(xiàng)目則為消納“棄風(fēng)”提供了適宜場(chǎng)景。
曹孝斌表示，風(fēng)電供暖項(xiàng)目能為風(fēng)電企業(yè)帶來整體效益改善。按照相關(guān)規(guī)定，風(fēng)電供暖項(xiàng)目所用電量可以按照一定比例轉(zhuǎn)換為風(fēng)電場(chǎng)增加的上網(wǎng)電量。
以山西靈丘風(fēng)電供暖項(xiàng)目為例，其每個(gè)采暖季可消耗電力約1億千瓦時(shí)，其中可利用電網(wǎng)谷段電力約9600萬千瓦時(shí)。
“如果這部分谷段電力全部來自原本的‘棄風(fēng)’電力，即使按照平價(jià)電價(jià)計(jì)算，增加的這部分上網(wǎng)電量每年便可為電廠增收2810余萬元。”在曹孝斌看來，在風(fēng)電限電較高的區(qū)域，此類項(xiàng)目意義更大，可以顯著提升風(fēng)電利用率，減少限電損失。
清潔能源供暖不僅要算經(jīng)濟(jì)賬，更要算生態(tài)賬，生態(tài)賬比經(jīng)濟(jì)賬更加亮眼。
山東核電提供的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年1月底，“暖核一號(hào)”項(xiàng)目已完成三個(gè)供暖季，正在進(jìn)行第四個(gè)供暖季供暖任務(wù)，累計(jì)對(duì)外提供清潔熱量381.5萬吉焦，減少原煤消耗34.3萬噸，減排二氧化碳63萬噸；靈丘40萬千瓦風(fēng)電供暖項(xiàng)目，發(fā)電及供暖每年可為國(guó)家節(jié)約標(biāo)煤28萬噸，減排二氧化碳80萬噸。
上海成套院董事長(zhǎng)、黨委書記顧皚在談到生物質(zhì)能參與供暖時(shí)表示，未來碳交易市場(chǎng)的不斷發(fā)展，或?qū)⒂行胶馇鍧嵞茉垂┡瘞淼纳鷳B(tài)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。“比如北京目前碳交易價(jià)格每噸二氧化碳約為100元，而每噸生物質(zhì)能顆粒燃料可減排二氧化碳2.6噸，那么便可額外獲得收益260元。”
“宜”字當(dāng)先，不能盲目上馬
面對(duì)清潔能源供暖這道“必答題”，一系列“答案”已浮出水面。雖然選擇眾多，但因地制宜仍然是首要標(biāo)準(zhǔn)。
2021年底，山東東營(yíng)空港產(chǎn)業(yè)園中深層地?zé)峁┡?xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行。
中國(guó)工程院院士倪維斗看好生物質(zhì)能供暖在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用。他認(rèn)為，對(duì)缺少集中供暖基礎(chǔ)設(shè)施的農(nóng)村地區(qū)，生物質(zhì)能供暖作為分布式的清潔能源供暖方式是更加適宜的選擇。
生物質(zhì)能原料來自于農(nóng)林廢棄物，獲取便捷，經(jīng)專業(yè)加工后可直接燃燒使用，無需額外購(gòu)買設(shè)備，具有成本低、使用便利的特性，適于農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用。但倪維斗也強(qiáng)調(diào)，生物質(zhì)能屬于分布式能源，應(yīng)就近利用，一旦運(yùn)輸距離過長(zhǎng)，不僅成本提升，其運(yùn)輸過程也會(huì)額外消耗大量能源，應(yīng)因地制宜進(jìn)行規(guī)劃。
在集中供暖中應(yīng)用清潔能源，選擇什么樣的清潔能源供暖方式同樣重要。清潔能源開發(fā)受環(huán)境因素影響大，不同的清潔能源供暖方式有著顯著的區(qū)域性。
目前核能供暖的覆蓋范圍最高可達(dá)核電站周邊200至300公里，但采用熱電聯(lián)產(chǎn)式的核能供暖機(jī)組運(yùn)行時(shí)需大量冷水進(jìn)行冷卻，因此僅適用于部分沿海地區(qū)。內(nèi)陸地區(qū)想用上核能供暖，則要寄希望于低溫供熱堆。如中核集團(tuán)研發(fā)的“燕龍”泳池式低溫供熱堆已列入吉林省遼源市相關(guān)項(xiàng)目規(guī)劃。
風(fēng)電供暖則對(duì)地區(qū)風(fēng)力資源有著較高要求，尤其看重當(dāng)?shù)仉妰r(jià)成本。“風(fēng)電供暖項(xiàng)目建設(shè)要因地制宜，除風(fēng)力資源外，還要充分考慮當(dāng)?shù)胤骞入妰r(jià)差、電成本或供熱補(bǔ)貼政策等因素。”曹孝斌提到，目前不同地區(qū)對(duì)于風(fēng)電供暖用電價(jià)格仍未有統(tǒng)一的政策標(biāo)準(zhǔn)，如部分地區(qū)可參照享受居民“煤改電”用電電價(jià)，但也有部分地區(qū)無相關(guān)政策。
對(duì)缺乏供暖基礎(chǔ)設(shè)施的南方地區(qū)，政府、企業(yè)、居民間的配合至關(guān)重要。
負(fù)責(zé)海鹽核能供暖項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)的浙江零碳熱力有限責(zé)任公司總經(jīng)理陳鸝鸝提到，其所在公司主要負(fù)責(zé)海鹽核能供熱工程主管網(wǎng)建設(shè)，而主管網(wǎng)到居民家中的配套支網(wǎng)建設(shè)主體并不明確，權(quán)責(zé)劃分不清晰，導(dǎo)致資金無法落實(shí)，項(xiàng)目推進(jìn)困難，有待相關(guān)部門提供進(jìn)一步的政策指引。
同時(shí)，陳鸝鸝表示，南方地區(qū)開展清潔能源集中供暖面臨管網(wǎng)建設(shè)工程量大，項(xiàng)目投資額度大等瓶頸。項(xiàng)目建設(shè)亟須拓寬融資渠道，落實(shí)政策扶持，并加深居民對(duì)于核能供暖的認(rèn)知與了解。
清潔能源供暖作為新興事物正蓬勃發(fā)展，但目前仍面臨較大不確定性，各地區(qū)需結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦、資金情況、相關(guān)政策摸索前行。
“不論是集中還是分布式清潔能源供暖，都在特定區(qū)域和一定邊界下具備較好效益和推廣價(jià)值，不同技術(shù)選擇都需要因地制宜、一事一議，定制化地進(jìn)行路線選擇和方案設(shè)計(jì)。” 顧皚總結(jié)道。
2021年底，河北平泉市分布式光伏+電取暖項(xiàng)目建成并投入使用。
不僅要瞄準(zhǔn)未來，還要兼顧當(dāng)下
清潔能源供暖方興未艾，但與此同時(shí)，部分傳統(tǒng)供暖企業(yè)卻陷入舉步維艱的困境。
在2022年供暖季中，黑龍江鶴崗等多個(gè)地區(qū)因供暖公司虧損加劇，導(dǎo)致供暖暫停。
清潔供熱產(chǎn)業(yè)委員會(huì)宣傳部部長(zhǎng)孫小宇告訴記者：“目前北方集中供暖的熱價(jià)都是政府批復(fù)的指導(dǎo)熱價(jià)，市場(chǎng)的調(diào)節(jié)能力不足。近兩年煤炭?jī)r(jià)格大幅上漲，多地?zé)醿r(jià)處于‘倒掛’狀態(tài)，許多企業(yè)在‘賠本’供熱。”
孫小宇建議，當(dāng)下應(yīng)開展熱力市場(chǎng)化改革，理順能源價(jià)格與熱價(jià)關(guān)系，實(shí)施能源價(jià)格與熱價(jià)聯(lián)動(dòng)。建立成本信息檔案，健全有效的成本約束機(jī)制，明確合理價(jià)格及聯(lián)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，使政府定價(jià)能夠覆蓋各環(huán)節(jié)成本，實(shí)現(xiàn)政府的民生責(zé)任、居民的取暖需求以及企業(yè)的合法權(quán)益相統(tǒng)一。
對(duì)清潔能源供暖來說，熱價(jià)同樣是有力的“指揮棒”。讓熱價(jià)“動(dòng)起來”，不僅將改善傳統(tǒng)供暖企業(yè)生存狀況，同時(shí)也有利于清潔能源供暖發(fā)展。
一方面，以煤炭為代表的傳統(tǒng)化石能源價(jià)格時(shí)有波動(dòng)，當(dāng)與熱價(jià)聯(lián)動(dòng)后，成本較為穩(wěn)定的清潔能源將更具優(yōu)勢(shì)，增加地方政府和企業(yè)的投資積極性。
國(guó)家電投核能發(fā)展總工程師，山東核電有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)吳放舉例說，核能供暖項(xiàng)目投產(chǎn)后，核燃料價(jià)格占總成本比重較小，也更加穩(wěn)定，不會(huì)受到化石能源價(jià)格波動(dòng)影響。
另一方面，清潔能源供暖也亟須建立符合自身特點(diǎn)的熱價(jià)體系。
曹孝斌認(rèn)為，現(xiàn)有的熱價(jià)定價(jià)機(jī)制仍是以火電為基準(zhǔn)，作為未來新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，清潔能源綜合價(jià)值應(yīng)高于火電。因此推廣應(yīng)用清潔能源供暖項(xiàng)目，需要建立相應(yīng)的成本監(jiān)審體系，提高清潔能源熱價(jià)定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)清潔能源價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
熱價(jià)改革著眼于解燃眉之急。瞄準(zhǔn)未來，供暖領(lǐng)域正醞釀一場(chǎng)真正的智慧轉(zhuǎn)型。
全面提升供熱系統(tǒng)能效與智能化水平，構(gòu)建安全低碳、清潔高效、智慧經(jīng)濟(jì)的新型供熱系統(tǒng)，推進(jìn)城鄉(xiāng)供熱節(jié)能低碳轉(zhuǎn)型，將成為推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)落實(shí)的重要舉措，清潔能源也將在其中扮演重要角色。
孫小宇表示，智慧供熱是未來供熱領(lǐng)域的一場(chǎng)系統(tǒng)化改革，在熱源側(cè)要推動(dòng)清潔能源更多參與供暖并推廣多能互補(bǔ)模式；在熱網(wǎng)側(cè)則要推進(jìn)系統(tǒng)節(jié)能降碳改造，提升建筑能效水平；用戶端需要進(jìn)一步普及熱計(jì)量收費(fèi)替代傳統(tǒng)的按取暖面積收費(fèi)，為智慧供熱打下基礎(chǔ)。
正如一條“鯰魚”，雛形初現(xiàn)的清潔能源供暖攪動(dòng)傳統(tǒng)能源主導(dǎo)的供暖領(lǐng)域，為供暖領(lǐng)域瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo)，開展智慧轉(zhuǎn)型，帶來更多可能。
（文中圖片除標(biāo)注外由國(guó)家電投提供）
