翟羽佳,李舒婷
(華北電力大學 經(jīng)濟與管理學院,北京 102206)
推進北方地區(qū)清潔取暖工作,保障群眾溫暖過冬,持續(xù)提高空氣環(huán)境質(zhì)量,是能源生產(chǎn)、消費革命和農(nóng)村生活方式改革的重要內(nèi)容。2017年,國家發(fā)改委及相關部門制定了《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021年)》,文件指出農(nóng)村地區(qū)要因地制宜,優(yōu)先發(fā)展生物質(zhì)能、太陽能等清潔能源供暖,在具備條件的地區(qū),大力推廣燃氣壁掛爐。同時還提出發(fā)展目標:2021年,“2+26”重點城市的農(nóng)村地區(qū)清潔取暖率達60%以上,其他地區(qū)農(nóng)村清潔取暖率達40%以上。2022年,《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出要加快構(gòu)建以可再生能源為基礎的鄉(xiāng)村清潔能源利用體系,支持建立以地熱能、生物質(zhì)鍋爐為主的鄉(xiāng)村能源站。
目前,我國清潔取暖改造大致存在以下3個方面的問題。①村民方面。不少村民思想還未轉(zhuǎn)變,對清潔取暖改造的認識度不高,擔心清潔取暖的成本與收益問題,散煤復燒的現(xiàn)象時有發(fā)生。②技術方面。某些地區(qū)存在“一刀切”的問題,盲目推廣“煤改氣”“電取暖”等方式,阻礙了清潔取暖的持續(xù)性發(fā)展。廣大農(nóng)村地區(qū)硬件設施有待提升,技術設備不完善,導致很多清潔取暖方式無法實現(xiàn)。③經(jīng)濟方面。清潔取暖改造是一項長期且艱巨的任務,運行成本高,前期清潔取暖改造的資金主要來源于政府,但清潔取暖的可持續(xù)發(fā)展不能依賴政府的補貼,目前尚未形成完整的財政支持體系,為擴大融資途徑,需要多方主體的共同支持。
本文將對我國清潔取暖相關文獻進行全面細致地研究,采用文獻檢索與數(shù)據(jù)分析的方法,梳理清潔取暖的發(fā)文趨勢、學科分布與研究方式,探尋技術上與經(jīng)濟上雙重可行的清潔取暖方式。
清潔取暖[1]是指利用天然氣、電、地熱、生物質(zhì)、太陽能、工業(yè)余熱、清潔化燃煤(超低排放)、核能等清潔化能源,通過高效用能系統(tǒng)實現(xiàn)低排放、低能耗的取暖方式,包含以降低污染物排放和能源消耗為目標的取暖全過程,涉及清潔熱源、高效輸配管網(wǎng)(熱網(wǎng))、節(jié)能建筑(熱用戶) 等環(huán)節(jié)。
根據(jù)清潔取暖這一研究主題,本文檢索在中國知網(wǎng)(CNKI)上發(fā)表的相關文獻并對所選擇的研究文獻進行內(nèi)容剖析,旨在探究我國北方農(nóng)村清潔取暖改造的研究現(xiàn)狀、涉及領域和前沿研究問題,重點是探究中國情境下清潔取暖改造所面臨的挑戰(zhàn)和機遇。清潔取暖這一議題不僅涉及能源經(jīng)濟學領域同時穿插社會學、經(jīng)濟發(fā)展等領域,因此在文獻期刊的選擇中,確定了中國知網(wǎng)為數(shù)據(jù)庫進行文獻檢索??紤]到外文期刊論文的豐富性,使用Elsevier數(shù)據(jù)庫進行了外文期刊的檢索。截止時間為2022年9月1日。在中文數(shù)據(jù)庫中我們以“清潔取暖”為篇關摘索引進行文獻收集,檢索內(nèi)容包括了“農(nóng)村清潔取暖、清潔取暖改造、煤改電政策”等與清潔取暖相關的844篇文獻,考慮到權(quán)威性和知識含量,我們又篩選出核心期刊(北大核心、CSSCI)共計71篇(2017—2022)。在外文數(shù)據(jù)庫中,我們以“Clean heating”和“Chinese rural”為關鍵詞篩選出外文期刊60篇(2017—2022)。作者閱讀了每篇文章的摘要和框架,剔除不相關文獻 4 篇,最終得到有效文獻 127篇。
2.2.1 歷史變化
2017年之前的相關研究中清潔取暖改造偶有提及,但相關度較低。因此,著重研究2017—2022年發(fā)表的127篇文獻,偏向于在中國的大環(huán)境下我國學者展開的同農(nóng)村清潔取暖改造相關的研究。
北方農(nóng)村清潔取暖改造研究發(fā)文趨勢如圖1所示。由圖1可知,我國的農(nóng)村清潔取暖改造研究文獻呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的趨勢,并大致可以分為2個階段。第1階段是2002—2016年,這一階段國家還沒有出臺相關的清潔取暖政策,我國學者對于農(nóng)村清潔取暖改造研究的關注度較低,在核心期刊和外文期刊上發(fā)布的文獻較少(年均0.8篇)且相關研究與清潔取暖的關聯(lián)度不高,只是在研究過程中做一些輔助的必要闡述。第2階段是 2017—2022年(2022年數(shù)據(jù)截止到9月),在此階段我國學者對于我國北方農(nóng)村清潔取暖改造的研究發(fā)文數(shù)急劇上升,從2016年的1篇,到2017年的10篇,再發(fā)展至2021年的26篇,年均發(fā)表數(shù)量為21.9篇。這一階段,由于國家政策的不斷推動,農(nóng)村清潔取暖改造這一話題也受到了學術界的廣泛關注,關于我國北方地區(qū)清潔取暖改造的相關研究得到了快速發(fā)展。隨著國家對清潔取暖改造項目的大力關注,預計在未來這一領域的核心期刊發(fā)文數(shù)量仍將不斷攀升,與該領域相關的研究也將不斷深入并逐漸擴展至各個領域。
圖1 北方農(nóng)村清潔取暖改造研究發(fā)文趨勢Fig.1 Research trends in clean heating renovation in northern rural areas
2.2.2 學科分布
北方農(nóng)村清潔取暖改造研究學科分布如圖2所示,發(fā)文領域主要集中在排名前4位的環(huán)境科學領域、工程領域、能源領域和經(jīng)濟學領域。環(huán)境科學領域中,學者對資源利用的關注度較高;工程領域中,建筑科學與工程領域(36篇)的學者對清潔取暖改造的關注度最高;在能源領域,對于能源與建筑的關注度最高(7篇)對新能源和可再生能源的闡述也處于較高水平(9篇);而經(jīng)濟學的學者則主要來源于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(12篇)以及宏觀經(jīng)濟領域(6篇),他們主要是從宏觀政策和農(nóng)戶意愿的角度分析清潔取暖改造的影響因素。農(nóng)村清潔取暖改造研究代表性作者統(tǒng)計見表1。
圖2 北方農(nóng)村清潔取暖改造研究學科分布Fig.2 Disciplines distribution of clean heating renovation research in northern rural areas
表1 農(nóng)村清潔取暖改造研究代表性作者統(tǒng)計Tab.1 Statistics of representative authors of research on rural clean heating renovation
2.2.3 論證方式研究
從“清潔取暖”文章的研究方法來看,按照年份對文章的研究方法進行了分類整理(剔除存在清潔取暖內(nèi)容,但使用下列研究方法得出的結(jié)論未直接導向該關鍵詞的論文8篇)研究結(jié)果見表2。
表2 農(nóng)村清潔取暖改造研究方法Tab.2 Research methods of rural clean heating renovation 篇
研究發(fā)現(xiàn),從年份來看,早期的清潔取暖研究以論述類文章為主,研究方法比較單一且缺少對案例、模型的研究。隨著研究不斷發(fā)展,采用實證方法對農(nóng)村清潔取暖改造進行研究的文章開始逐漸增加,論述類文章開始減少,案例類、模型類文章開始出現(xiàn)。目前,實證類、模型類的研究文章數(shù)量較多,說明相關研究更加關注科學的研究方法,強調(diào)可靠的研究數(shù)據(jù)及研究的理論基礎。可能因為研究不夠充分或者研究主題較為新穎,目前綜述類的文章發(fā)表極少。
在研究方法的選擇上,中國情景下的清潔取暖研究似乎與實證和論述型的文章更吻合,建議適當增加模型類和案例類的相關研究,對中國農(nóng)村的清潔取暖改造進行深度的挖掘。
環(huán)境污染是國家推行農(nóng)村清潔取暖改造的主要原因,也是學者研究農(nóng)村清潔取暖改造的重要視角。例如,美國自1997年以來已用天然氣取代煤炭發(fā)電,二氧化硫和氮氧化物排放量較1997年的水平分別減少了44%和40%。經(jīng)證實,新西蘭的清潔供暖技術項目也導致排放量和濃度顯著下降[2]。以往的研究發(fā)現(xiàn),1 t煤炭分散燃燒時,二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)的排放量分別約為7、20 和3.6 kg[3]。Ji Dongsheng[4]等基于京津冀典型農(nóng)村地區(qū)的實地觀測和模型分析得出結(jié)論,在北方農(nóng)村地區(qū)實行煤炭禁令能夠有效降低空氣中有機碳、元素碳和的含量。這充分說明了在我國北方農(nóng)村地區(qū)實施清潔取暖改造工程可以有效改善區(qū)域空氣質(zhì)量,實現(xiàn)環(huán)境污染防治。另外,Li Bojia[5]等建立了空氣質(zhì)量供熱模型,并對采暖季濃度變化進行了預測,結(jié)果表明,2030年北京、天津、河北及周邊地區(qū)濃度將較2016年分別下降48%、35%、29%和23%??紤]到清潔能源的發(fā)展,可進一步提高到55%、40%、32%和27%。另外,環(huán)境污染的防治效果還受到清潔取暖改造方式的影響。周衛(wèi)青等[6]以散煤傳統(tǒng)爐具為基準,對比研究了型煤環(huán)保爐具、天然氣壁掛爐、蓄熱式電取暖、空氣源熱泵4種清潔取暖方式的大氣污染物減排效果,發(fā)現(xiàn)其對的削減率分別為99.9%、99.8%、98.4%、95.4%。選擇合適的清潔取暖改造方式,響應“宜電則電、宜氣則氣、宜煤則煤”的號召,在保障居民取暖的同時,取得環(huán)境效益的最大化。
能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與農(nóng)村清潔取暖改造密切相關。雷小苗等[7]從能源轉(zhuǎn)型的角度論證了通過評估資源稟賦特性和分析能源消耗現(xiàn)狀推動農(nóng)村地區(qū)清潔取暖改造的可行性。呂晨等[8]指出,清潔取暖政策實施后,農(nóng)村地區(qū)年標準煤耗總量將較之前下降 20.27%,煤炭、薪柴等一次能源將被電力、天然氣等清潔能源所迅速替代,農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生顯著轉(zhuǎn)變。同時,農(nóng)村清潔取暖改造能夠優(yōu)化能源消費。肖紅波等[9]指出要繼續(xù)推行煤改電和煤改氣的能源政策,在能源改造和升級實施過程中,根據(jù)實際情況鼓勵整村推進,這樣能發(fā)揮規(guī)模效應;對于清潔煤推廣,應在整村或聯(lián)合幾個村實行以燃煤方式統(tǒng)一集中供暖,減少環(huán)境污染和成本。此外,家庭能源結(jié)構(gòu)也占據(jù)著很大的比重。家庭能源結(jié)構(gòu),特別是可持續(xù)使用負擔得起的清潔能源,是社會的重要組成部分,與許多可持續(xù)發(fā)展目標密切相關。Shen Guofeng[10]等學者研究發(fā)現(xiàn),隨著時間的推移,清潔家庭能源用戶的比例在逐級增加,盡管農(nóng)村人口由于城市化而下降,但使用清潔現(xiàn)代能源的絕對人數(shù)增加了。這充分表明,逐漸改變的家庭能源結(jié)構(gòu)和農(nóng)村清潔取暖改造之間存在互相影響的關系。
環(huán)境健康問題也是推進農(nóng)村清潔取暖改造的重要原因之一。Sun Jian等[11]通過闡明作用機制,比較了傳統(tǒng)采暖和清潔采暖措施對的細胞毒性從人類健康的角度強化了“清潔采暖政策”在中國實現(xiàn)減排目標和改善農(nóng)村居民生活環(huán)境方面的價值。更有研究表明,清潔燃料的使用能夠降低關節(jié)炎發(fā)病率[12]、預防腎功能下降[13],對提高居民生活質(zhì)量和保障身體健康具有不可估量的意義和價值。
清潔取暖覆蓋范圍廣、涉及內(nèi)容多,需要各級主體的協(xié)調(diào)與推進。學界對清潔取暖改造的參與主體的研究大致可分為:政府的主導功能、村民的參與意愿以及技術應用研究等。
在清潔取暖的改造中,政府一直發(fā)揮著舉足輕重的推動作用。國家有關部門負責制定總體清潔取暖規(guī)劃,完善價格等方面的機制;地方政府確定具體實施方案,設立進度安排協(xié)調(diào)和目標考核機制。關于政府在清潔取暖改造方面的主導功能研究,主要包括以下4個層面:①制度層面。一系列的政策文件為清潔取暖改造的實施提供了制度保障。2013年國家發(fā)改委發(fā)布的《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》鼓勵農(nóng)村積極推進分布式可再生能源的建設,同時推進小水電、農(nóng)林廢棄物等可再生能源的利用;2016年的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出要加快推進農(nóng)村采暖電能替代,鼓勵應用太陽能熱水器、小風電等小型能源設施。2022年的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出要堅持因地制宜,鼓勵實行分散供暖的農(nóng)村地區(qū)使用生物成型燃料爐具供暖。②投資層面。經(jīng)濟性是制約清潔取暖改造的因素之一。為促進清潔取暖改造的實施,各省份政府出臺了一系列清潔取暖補貼政策。郝春旭等[14]整理了山東省的“煤改氣”補貼政策,主要包括設備購置費用補貼,官網(wǎng)、接駁費用以及運行補貼。其中,淄博市的設備購置費用補貼高達70%,最高可達2 700元/戶,運營補貼1元/m3,最多可補貼1 200元。山東省將清潔取暖項目列入貸款重點支持項目,可適當延長貸款年限,降低貸款利息;為拓寬融資渠道,政府鼓勵特許經(jīng)營權(quán)等質(zhì)押融資方式,支持相關企業(yè)發(fā)行公司債券等多種融資工具。為吸引社會資本投資,政府積極加強與社會資本的合作,出臺特許經(jīng)營、投資補貼等政策,支持社會資本設立產(chǎn)業(yè)投資基金。③組織方面。張夢等[15]指出基層政府和村干部對當?shù)厍闆r最了解,卻沒有話語權(quán),只能被動地接受上層組織的任務。必須在執(zhí)行任務的準政府邏輯與顧及情面的共同體邏輯間進行權(quán)衡并尋求一條生存之道,使國家政策文本在鄉(xiāng)村社會變通執(zhí)行。④具體管理方面。通過對現(xiàn)有清潔取暖項目的分析,王志強等[16]建立了區(qū)域清潔取暖適應性發(fā)展模式,該適應性發(fā)展模式涵蓋電網(wǎng)、用戶和社會,為農(nóng)村地區(qū)合理選擇清潔供暖方式和設備類型提出了理論支持。制定清潔取暖管理體制,強化對清潔取暖產(chǎn)品的全程跟蹤管理,有利于進一步提高清潔取暖改造的實施效力。金玲等[17]發(fā)現(xiàn)北京建立了清潔取暖工作管理與運行監(jiān)控平臺,該平臺可以實時監(jiān)測取暖設備的運行情況,有利于進一步提高管理效率和設備運行效率。
作為清潔取暖改造的直接參與者和改造主體,村民的積極性對該項目的持續(xù)發(fā)展具有關鍵的作用。潘小川等[18]發(fā)現(xiàn)由于固體燃料的燃燒效率低,許多農(nóng)村家庭室內(nèi)污染嚴重,可能會影響人的身體健康甚至導致過早死亡。Huang Ye等[19]分析家庭能源使用和烹飪是影響空氣污染和個人吸入暴露的主要因素,使用液化石油氣等清潔能源有利于減少個人吸入暴露。清潔取暖帶來的收益、面臨的風險以及該項目的持續(xù)性等都會影響村民的改造意愿。晉榮榮等[20]采用二元Probit和OLS計量方法證實了基于清潔取暖利益和風險的感知價值對村民的改造意愿有著重要的影響,農(nóng)戶在面臨是否進行清潔取暖改造的決策時,會根據(jù)現(xiàn)有的信息進行計算評價,從而形成主觀判斷。資本稟賦和政府補貼政策都對村民的改造意愿有著積極的正向調(diào)節(jié)作用。張保留等[21]通過對京津冀的農(nóng)村地區(qū)進行走訪和調(diào)查,發(fā)現(xiàn)不同受訪者對清潔取暖政策的認識程度不同且支付意愿具有差異,部分村民對清潔取暖補貼政策或標準不滿意,但是隨著取暖費用的降低和補貼標準的加強,村民的滿意度會隨之提高。
以上研究表明,村民的清潔取暖改造意愿主要取決于清潔取暖費用是否可承受,費用過高會導致村民產(chǎn)生“抵觸”心理,放棄進行清潔取暖改造,而適宜的補貼和價格優(yōu)惠政策減輕了村民的負擔,從而促使村民進行清潔取暖改造。
傳統(tǒng)的清潔取暖技術路徑存在運行費用高、受區(qū)域限制等問題,在一定程度上阻礙了清潔取暖技術的發(fā)展。訾振寧等[22]提出一種基于能源互聯(lián)網(wǎng)的解決方案:能源互聯(lián)網(wǎng)熱源主力為風力發(fā)電和太陽能發(fā)電,天然氣為補充熱源,具體方案根據(jù)所在地的實際情況制定,因地制宜。該方案能極大地簡化熱力系統(tǒng),有效地調(diào)峰調(diào)頻,具有良好的經(jīng)濟效益。推進農(nóng)村地區(qū)建筑節(jié)能是進行清潔取暖改造的重要內(nèi)容之一。鼓勵采用農(nóng)房與太陽能一體化的設計方案,積極推廣節(jié)能型灶連炕,開展農(nóng)村地區(qū)建筑節(jié)能保溫改造。高源等[23]構(gòu)建了河北地區(qū)“雙替代”農(nóng)宅低碳化改造多目標設計模型,說明了Ⅰ類農(nóng)宅(燃氣壁掛爐)和Ⅱ類農(nóng)宅(空氣源熱泵)的具體改造措施,強調(diào)推進建筑低碳化改造與清潔取暖設備改造同時進行。為保證清潔取暖項目的可持續(xù)性發(fā)展,要考慮到不同清潔取暖方式的經(jīng)濟性、技術性、環(huán)境性。謝倫裕等[24]通過對北京市農(nóng)村居民入戶調(diào)研發(fā)現(xiàn)“煤改氣”“煤改電”優(yōu)化了居民的取暖環(huán)境,提高了取暖安全性。清潔取暖政策帶來的環(huán)境與健康收益遠大于它的實施成本。徐輝等[25]綜合分析了地源熱泵的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益,提出熱泵的節(jié)能值會隨著煤電占比的下降而增加,雖然從技術經(jīng)濟角度來看,熱泵的投資凈現(xiàn)值始終為負,但從綜合收益角度來看,地源熱泵高效節(jié)能值得發(fā)展。
清潔取暖改造是我國雙碳目標實現(xiàn)的重要組成部分,也是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關鍵環(huán)節(jié)。學術界從農(nóng)村清潔取暖改造的現(xiàn)狀、原因、舉措及主體角度開展研究,取得了豐碩的發(fā)展成果,為農(nóng)村清潔取暖改造的實踐提供了理論支持。從研究現(xiàn)狀來看,關于農(nóng)村清潔取暖改造的研究還存在以下不足。
(1)研究大部分聚焦改造的前期工作,包括主體的政策行為和意愿等,針對后期考核評價和反饋機制的研究相對較少。在山東省進行鄉(xiāng)鎮(zhèn)調(diào)研時,筆者發(fā)現(xiàn)清潔取暖改造工程的數(shù)據(jù)結(jié)果很好,但是在實際調(diào)研走訪時發(fā)現(xiàn),部分村民對清潔取暖改造的支持度很低,甚至有村民表面完成改造,但仍依賴散煤取暖。這充分說明,很多地區(qū)對于清潔取暖改造的評價體系還有待完善,全省缺乏統(tǒng)一明確的考評體系。這就導致部分地區(qū)在治理過程中存在“一刀切”的問題,具體操作方面缺乏規(guī)范,對清潔取暖改造工程并不重視。
(2)在政策執(zhí)行的研究中缺乏對中國特色鄉(xiāng)土文化的關注。在農(nóng)村清潔取暖改造中,村干部的作用不容忽視,國家需要依靠掌握地方性知識的村干部將政策落實到鄉(xiāng)村,并不僅僅是利用科層體制壓力套牢村干部,更需要考慮到現(xiàn)實利益及熟人社會的評價對村干部的影響。其次,學者在研究政策和意愿時往往只重視科學性的知識,容易忽視地方性知識,導致研究中很多文化層面的影響因素被忽視。
(3)農(nóng)村清潔取暖改造涉及多個層次和主體,缺少相關模型解釋的研究。在之前的研究方法分析中我們發(fā)現(xiàn),該領域模型設計上比較復雜,因此涉及到的研究較少。但是模型搭建能夠為清潔取暖改造方案的出臺和實施提供比較好的數(shù)據(jù)支撐和效果評測,應當成為下一個階段重點應對的問題。
近年來,我國農(nóng)村地區(qū)清潔取暖工作穩(wěn)步推進,各省市都取得了很大的成效。但是未來清潔取暖改造要求更為科學的清潔供暖體系,這需要政府和村民的大量投入,也需要相關學者的進一步研究。本文對現(xiàn)有文獻梳理之后,提出未來值得關注的3個研究重點。
增強技術創(chuàng)新,將多種清潔供暖方式科學搭配,發(fā)展多形式的農(nóng)村清潔取暖模式。通過閱讀大量資料,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的文獻大多都停留在對不同清潔取暖方式的優(yōu)缺點比較,以及發(fā)展某種單一清潔供暖方式的研究上,忽略了對多能互補方式的探究。目前,多能互補清潔取暖方式具有良好的發(fā)展前景,特別是“太陽能+”供暖模式,已經(jīng)有學者證實多能源互補供熱可以提高可再生能源的貢獻率,增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行效率,加強對這一領域的研究,發(fā)展技術性和經(jīng)濟性高的方式,對推進清潔取暖具有重要的意義。
農(nóng)村清潔取暖問題具有復雜性,針對這個問題要緊密聯(lián)系廣大農(nóng)村地區(qū)實際情況,因地制宜。大部分學者研究籠統(tǒng)的解決方法,而有些技術只能滿足一部分農(nóng)村地區(qū),大部分地區(qū)技術標準不完善,基礎設備設施落后,清潔供暖方式不能一概而論,這需要相關學者提出合理切實的建議,為后續(xù)學者的研究提供方向。
大部分學者在研究可行的清潔取暖方式時,都是從技術上或者經(jīng)濟上進行論述,很少把二者結(jié)合進行討論。具有技術上和經(jīng)濟上的雙重可行性是支持清潔取暖項目持續(xù)發(fā)展的動因。目前我國清潔取暖改造的資金大部分來源于政府補貼,而改造周期長、耗費大,僅僅依賴于政府資金無法滿足清潔取暖項目的持續(xù)性發(fā)展,降低成本、提高效率是技術發(fā)展的方向,更是學者的重點研究方向。