通過熱電協同，優化電、熱、燃氣構成的能源系統的運行，實現北方地區清潔取暖
黨的十九大報告強調堅持農業農村優先發展，提出“產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富裕”的總要求。今年的《政府工作報告》指出，推動農村各項事業全面發展，改善供水、供電、信息等基礎設施。對于北方農村來說，實現清潔取暖，已成為廣大農民對美好生活的重要訴求。
隨著我國城鎮化的飛速進展，北方城市建筑冬季供暖有了顯著改善。城市供暖的主要問題已經從20年前的室溫低、高投訴、熱費上繳率低等民生問題，轉變成為目前的室內過熱、高能耗和降低污染物排放等面向生態文明發展的新問題。而對北方農村來說，冬季室內取暖卻逐漸顯現出多方面問題：盡管戶均耗煤量已超過城市居民水平，但冬季室內溫度大多在10—16℃之間，不足以滿足室內舒適性的基本要求；大量散煤低效燃燒導致冬季室內外空氣質量惡化，并且還成為形成冬季北方大面積PM2.5的污染源之一。
北方農村實現清潔取暖，有助于大幅度降低冬季供暖燃燒形成的PM2.5相關污染物的排放，從而改善北方冬季霧霾現象，并降低北方地區的化石能源消耗總量和碳排放總量。具體而言，需要通過熱電協同，優化電、熱、燃氣構成的能源系統的運行，實現清潔取暖。
我國目前70%的電力還是由燃煤火力發電產生，熱電轉換效率不足40%，這就表明約60%的能源在這兩次轉換中白白浪費掉。應該怎樣高效地把電力轉換為熱量呢？我國目前已有成熟的熱電轉換技術，比如熱電聯產、地源熱泵、空氣源熱泵、低品位余熱和生物質等，以及利用生物質能直接燃燒供熱或制取生物質燃氣作為供熱熱源，這在生物質資源豐富的內蒙古、東北三省等地區也有很多成功案例。那么，怎樣選擇和組合上述方式，才能實現清潔和經濟的供暖，并且實現熱電協同，緩解目前冬季的“棄風棄光”現象呢？這又取決于被供暖建筑的密集程度。可簡單地把北方地區分為高密集度的城鎮建筑和低密集度的鄉村建筑兩類。
對高密集度的城鎮建筑來說，我國北方地區中等以上城市都已建成較完善的集中供熱管網，80%以上的建筑都可以與城市集中供熱管網連接。這就使得這些地區可以充分利用目前的熱電廠資源，通過熱電聯產改造，為建筑提供熱量。對于建筑密集度低的北方廣大農村，集中供熱網的投資高，運行效率低，因此應發展分散的供熱方式。除了個別利用工業余熱和生物質能的供熱外，最現實的、高效的和可操作的方式就是分散的空氣源熱泵方式，這也是北京郊區經過多次反復后，最終作為清潔取暖方式而大量推廣的主導方式。
在農村大規模采用這種方式運行，可以使安裝在農村的空氣源熱泵成為電力峰谷差調節裝置，在實現農村清潔取暖，改善生活狀況的同時，為破解電力系統的難題、緩解“棄風棄光”現象找到一條新的途徑。由于參與電力削峰填谷，農民也可以獲得低價電費的回報，從而為減輕清潔取暖改造的經濟壓力找到一條新的出路。
（作者單位：清華大學建筑節能研究中心）
《 人民日報 》（ 2018年03月26日 05 版）
