劉亞非， 張 有， 焦銘澤， 陳曉夫， 劉廣青， 薛春瑜

(1.北京化工大學，北京100029；2.中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會，北京100125)

1 概述

2016年我國農(nóng)村家庭1.6×108戶，農(nóng)村人口共計6.03×108人，占全國總?cè)丝诘?3.90%[1]。雖然農(nóng)村人口逐年減少，但數(shù)量仍十分龐大。我國北方地區(qū)冬天漫長而寒冷，供暖期多在3個月以上，然而農(nóng)村受到位置偏遠、居住分散、經(jīng)濟欠發(fā)達和能源資源分布不均等多種因素限制，無法實現(xiàn)集中供暖，農(nóng)村以家庭為單位燃燒散煤供暖十分普遍。近年來，供暖期北方尤其是京津冀地區(qū)霧霾天氣頻發(fā)，以可吸入顆粒物(PM10)和細顆粒物(PM2.5)為特征，污染物的區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出，嚴重危害人民群眾身體健康[2]。民用散煤燃燒供暖對環(huán)境污染的貢獻引發(fā)廣泛關(guān)注。2013年9月國務院出臺《大氣污染防治行動計劃》，2017年政府工作報告強調(diào)要堅決打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，全面實施散煤綜合治理，推進北方地區(qū)清潔供暖，計劃實現(xiàn)煤改電、煤改氣300×104戶以上[3]。各地近年也紛紛出臺防治政策，開展禁煤減煤換煤工作；清潔能源得到重視，煤改電、煤改氣和太陽能等清潔供暖方式正在廣泛、快速推廣。

實現(xiàn)我國北方農(nóng)村地區(qū)清潔供暖有利于大氣問題解決，涉及到重大民生問題，對促進農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。本文從供暖方式，包括供暖設(shè)備和能源分析了我國北方農(nóng)村地區(qū)供暖現(xiàn)狀，指出當前清潔供暖所面臨的形勢，針對未來供暖推廣方式和政策提出了對策和建議。

2 供暖現(xiàn)狀

當前我國北方農(nóng)村地區(qū)冬季供暖的現(xiàn)狀為：以散煤供暖為主，能源利用率低，排放大量污染物；清潔供暖措施持續(xù)推進，主要包括清潔煤推廣、節(jié)能高效爐具推廣、煤改電、煤改氣、太陽能等清潔能源替代技術(shù)和集中供熱等，大氣污染問題治理初見成效[4]。

2.1 清潔煤+節(jié)能環(huán)保爐具替代穩(wěn)步推進

我國煤炭資源豐富，是當今世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。由于價格低廉易獲得，散煤成為用戶供暖過程中使用的主要燃料，達到生活用煤的90%左右[5]。爐具行業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國1.6×108戶農(nóng)村家庭中分散供暖約9 300×104戶，其中燃煤供暖約6 600×104戶。全國供暖爐具市場容量約為1.86×108臺，商品化市場保有量約為1.2×108臺。各地供暖期戶均煤炭使用量見圖1，各地節(jié)能環(huán)保爐具市場占有率見圖2。全國供暖期平均戶均煤炭使用量為3.0 t/戶,全國平均節(jié)能環(huán)保爐具市場占有率為23%。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2015年生產(chǎn)的1 300×104臺爐具中，低效劣質(zhì)爐具高達70%以上，供暖期戶均使用燃煤3.0 t以上，民用燃煤每年消耗量逾3×108t[6]。散煤不充分燃燒導致大量顆粒物、二氧化硫、氮氧化物和黑炭等污染物進入大氣中。由于沒有污染物控制裝置，民用燃煤污染物排放量高于工業(yè)和電廠鍋爐5～10倍，造成冬季嚴重的大氣污染[7]。粗制濫造的爐具污染物泄漏引起的室內(nèi)污染已經(jīng)成為威脅居民健康的重大隱患。

圖1 各地供暖期戶均煤炭使用量

圖2 各地節(jié)能環(huán)保爐具市場占有率

2013年9月國務院發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》，明確指出：“減少污染物排放，全面整治燃煤小鍋爐。”“好煤配好爐”是民用散煤燃燒污染治理過程中重要的措施。其中，“好煤”主要指蘭炭、潔凈型煤等清潔煤，“好爐”指技術(shù)改進的節(jié)能高效爐具。不同于一般煙煤，蘭炭具有低揮發(fā)分、低灰分的特點，被認為是能夠降低民用供暖過程中PM2.5排放的重要清潔燃料；潔凈型煤經(jīng)過潔凈化處理和加工成型，配套節(jié)能環(huán)保供暖爐具，能夠?qū)崿F(xiàn)氮氧化物、二氧化硫和煙塵明顯降低。北方多地開展蘭炭、潔凈型煤和配套高效爐具的推廣，計劃于2016—2018年推廣節(jié)能環(huán)保爐具1 000×104臺[8]。

各地在巨大財政補貼基礎(chǔ)上進行清潔煤炭推廣，推廣技術(shù)路徑尚未十分完善，增加了市場對于政策補貼的依賴性。供應體系的不完善造成了潔凈型煤、蘭炭價格上漲、供給困難的狀況。用戶使用過程中覺得“難燒、火力小”，造成了重新使用散煤的“逆替代”現(xiàn)象。京津冀部分地區(qū)“禁煤區(qū)”的劃立導致以往巨資補貼的推廣爐具廢棄，大量資金浪費，反映出政策連續(xù)的重要性。

2.2 清潔能源供暖

① 電供暖

農(nóng)村地區(qū)的電力網(wǎng)絡建設(shè)已較為完善，電力供給充足可靠，然而電能在供暖用能中占比不足10%[5]。相比于散煤燃燒供暖，電供暖一次能源利用率高，能夠明顯降低污染排放，并能在用電低谷期起到調(diào)峰作用。電能替代具有清潔、便捷和高效的優(yōu)勢，合理利用過剩電量，市場潛力巨大。主要技術(shù)包括低溫空氣源熱泵技術(shù)、蓄熱式電供暖等。直熱式電供暖設(shè)備用發(fā)熱板或電阻絲直接加熱，能耗多、運行成本高，極易造成居民重新使用散煤情況的出現(xiàn)，所以原則上禁止使用直熱式電供暖。

電供暖具有明顯的政策支持優(yōu)勢。設(shè)備購買補貼力度大，施行峰谷電價和級差電價等。電量可以精確計量，與燃煤供暖費用接近。煤改電政策下，空氣源熱泵應用得到快速發(fā)展，2016年京津冀地區(qū)完成超過30×104戶裝機任務，預計2020年不能實現(xiàn)集中供暖和煤改氣的地區(qū)全面實現(xiàn)電供暖。電供暖技術(shù)作為新興技術(shù)還有很大進步空間，例如空氣源熱泵易受低溫天氣和結(jié)霜影響，蓄熱式電供暖無法充分保證全天供熱。

② 煤改氣

農(nóng)村地區(qū)煤改氣是指配套設(shè)施完備、燃氣充足地區(qū)使用天然氣在居民生活(炊事和供暖)過程中替代低效高排的散煤。根據(jù)示范點調(diào)查，伴隨著財政補貼，采用天然氣供暖后燃料成本增量較小，用戶使用負擔加大的顧慮基本解除。農(nóng)村地區(qū)使用分戶燃氣鍋爐供暖方式，可以根據(jù)需要開關(guān)調(diào)節(jié)，按需供暖，在保證舒適度的同時極大地避免了熱量的浪費。同時有效地降低了二氧化硫、氮氧化物和顆粒物的排放，實現(xiàn)了環(huán)境效益和社會效益。

由于人口密度低，農(nóng)村地區(qū)的管網(wǎng)、調(diào)壓裝置等基礎(chǔ)設(shè)施工程造價投入要高于城鎮(zhèn)，成本回收期更長。隨著大量煤改氣項目的實施，天然氣供應保障迫在眉睫，僅京津冀地區(qū)2020年的需求都在200×108m3左右[9]?？紤]到我國“富煤少氣”的能源結(jié)構(gòu)，為保障能源安全，在進口天然氣的同時，應合理開發(fā)我國的天然氣資源和提升煤制氣技術(shù)，有序推進煤改氣進度，保證用戶規(guī)模與供應條件匹配。

③ 其他清潔能源的利用

除電能和天然氣外，太陽能、生物質(zhì)能和地熱等清潔能源量大易得，推廣應用也十分廣泛[10]。農(nóng)村能源使用意向調(diào)研表明，太陽房+太陽能集熱器供暖是農(nóng)戶最愿接受的新能源形式[5]。我國西北省份等地日照時間長，適宜太陽能開發(fā)使用；我國每年生物質(zhì)資源總量約7×108t標準煤[11]，生物質(zhì)能的清潔利用可有效解決農(nóng)村農(nóng)作物廢棄物的處理問題，有效利用資源。為了彌補單一技術(shù)措施在供暖過程中的不足，取長補短，太陽能+電、太陽能+燃氣、太陽能+熱泵等多種組合供暖技術(shù)被列為農(nóng)村地區(qū)散煤替代供暖的重要舉措。

2.3 集中供暖

伴隨著新農(nóng)村建設(shè)進一步提高綜合配套設(shè)施，在資源和經(jīng)濟等條件允許的地區(qū)，同步敷設(shè)集中供熱管網(wǎng)，利用周邊熱電聯(lián)產(chǎn)、工業(yè)余熱或者符合規(guī)定的供熱鍋爐，實現(xiàn)集中供熱改造。集中供暖用戶使用簡單方便，安全可靠，尤其是當前農(nóng)村形勢多為留守老人和兒童的情況下，更有利于保障農(nóng)村生活水平。相比于城市，農(nóng)村集中供暖可由經(jīng)過組織培訓的村委會或村民自行組織管理運營，減少了中間環(huán)節(jié)費用，增加農(nóng)民創(chuàng)收和就業(yè)。但農(nóng)村集中供暖管網(wǎng)前期投入高，受資源供應體系、建設(shè)投資和成本回收問題的限制需要引起高度重視[12]。

2.4 建筑節(jié)能

長期以來，農(nóng)村建筑節(jié)能意識不強，更多關(guān)注建筑的外觀。建設(shè)的隨意性導致房屋保溫隔熱效果差，能耗大，舒適性低[13]。因此，為了提高農(nóng)民生活質(zhì)量，應以提高住宅保溫性能和舒適度為重點，將建筑節(jié)能結(jié)合到新農(nóng)村建設(shè)過程中，加大建筑節(jié)能宣傳；增加政府在住宅建設(shè)過程中的有效資金扶植；制定完善法律標準來約束住宅建設(shè)達到節(jié)能環(huán)保效果。做好技術(shù)和政策層面的研究，保障農(nóng)村建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

3 面臨的形勢

近年來各方面工作持續(xù)開展和完善。政策法規(guī)方面，出臺了《民用煤燃燒污染綜合治理技術(shù)指南》[14]；針對優(yōu)質(zhì)清潔煤界定和質(zhì)量標準缺乏，《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》開始實施[15]；供暖爐具、空氣源熱泵等暖通設(shè)備、建筑節(jié)能等相關(guān)行業(yè)標準和國家標準得到制定和修訂[16]。隨著各地政府推廣和建設(shè)工作力度的不斷加大，北方農(nóng)村地區(qū)冬季清潔供暖工作取得了明顯成效，空氣質(zhì)量出現(xiàn)很大好轉(zhuǎn)。但推進過程中出現(xiàn)的很多問題也亟待解決，尤其2017年入冬以來大量煤改氣用戶燃氣供應不足，無法及時實現(xiàn)供暖。各地方不得不重新使用燃煤作為燃料，浪費人力物力，相關(guān)部門公信力下降。

3.1 散煤燃燒大量存在，散煤治理“一刀切”

由于散煤使用分散，量大面廣，治理和監(jiān)管困難，壓減散煤使用，在京津冀部分經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)全面實行無煤化來實現(xiàn)清潔供暖毋庸置疑。但對于一些經(jīng)濟欠發(fā)達和清潔能源資源欠缺的地區(qū)全面禁煤，與能源情況現(xiàn)實不符而造成項目實施困難。考慮到清潔能源供應不足、清潔供暖成本問題和能源安全，煤炭清潔利用對節(jié)能減排也將發(fā)揮巨大作用，大范圍散煤治理“一刀切”還有待商榷。

3.2 清潔供暖市場發(fā)展尚不成熟

當前我國清潔供暖技術(shù)尚未完全成熟，相關(guān)措施或多或少存在短處。大量清潔供暖工程建設(shè)推廣，但清潔能源供應體系不完備。市場缺乏大型企業(yè)進入，小型企業(yè)缺乏技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品質(zhì)量可靠度低。低價競標，工程建設(shè)各個環(huán)節(jié)過多依賴政府財政補貼，不利于良好市場運營機制的建立。同時建設(shè)清潔供暖設(shè)施不等同于清潔能源供暖，建筑節(jié)能工作往往被忽視。

3.3 推廣評估手段缺乏

在清潔供暖項目實施之前，相關(guān)部門對于設(shè)備和實施方案等都會進行反復論證以保證可靠性，但是項目完成之后默認為達到了清潔供暖的效果，缺乏后續(xù)運行效果的評估，忽視了項目推廣的目的。工程運行過程中的問題不能及時發(fā)現(xiàn)，不僅不利于清潔供暖的持續(xù)發(fā)展，反而有可能加劇污染。

4 對策和建議

① 明確責任配套激勵制度，多渠道監(jiān)管煤炭市場生產(chǎn)銷售使用，阻斷劣質(zhì)散煤流通渠道。做好政策和技術(shù)層面設(shè)計，因地制宜，合理規(guī)劃，安排清潔供暖建設(shè)進度。按照階段性實施計劃，發(fā)展多種供暖方式，保障能源安全，保證推廣規(guī)模與資源供應、基礎(chǔ)設(shè)施條件相匹配。確保用戶不因費用高、清潔能源供應不足而重新使用燃煤。

② 加快清潔供暖設(shè)備、技術(shù)、檢測等國家和行業(yè)標準的制定，盡快出臺相關(guān)的團體標準，完善標準體系，加強標準引導，起到規(guī)范行業(yè)管理的作用。

③ 推動用戶、政府和企業(yè)良性合作，實現(xiàn)多方共贏。政府制定因地制宜、多能互補、分步實施的清潔供暖政策，加大對清潔供暖的補貼力度；發(fā)揮市場主導作用，吸引大型企業(yè)進入清潔供暖市場，增強技術(shù)創(chuàng)新，針對各地實際需求，研發(fā)更多操作簡單且經(jīng)濟適用的節(jié)能技術(shù)與節(jié)能設(shè)備。逐步形成資金、技術(shù)和人才聚集的供熱市場。

④ 及時評估推廣效果，確保供暖工程建設(shè)切實可行。建立長效反饋機制，做好技術(shù)支持和售后服務，及時處理和解決出現(xiàn)的新問題。確保政策的有效性和連續(xù)性。

⑤ 加強對農(nóng)村居民的宣傳、培訓，提高用戶的節(jié)能環(huán)保和清潔供暖意識，引導用戶改變傳統(tǒng)使用習慣，推進新農(nóng)村建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。