通過熱電協(xié)同,，優(yōu)化電、熱,、燃氣構(gòu)成的能源系統(tǒng)的運行,，實現(xiàn)北方地區(qū)清潔取暖

黨的十九大報告強調(diào)堅持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展，提出“產(chǎn)業(yè)興旺,、生態(tài)宜居,、鄉(xiāng)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(nóng)村各項事業(yè)全面發(fā)展,，改善供水,、供電、信息等基礎(chǔ)設(shè)施,。對于北方農(nóng)村來說,，實現(xiàn)清潔取暖，已成為廣大農(nóng)民對美好生活的重要訴求,。

隨著我國城鎮(zhèn)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(jīng)從20年前的室溫低,、高投訴,、熱費上繳率低等民生問題，轉(zhuǎn)變成為目前的室內(nèi)過熱,、高能耗和降低污染物排放等面向生態(tài)文明發(fā)展的新問題,。而對北方農(nóng)村來說，冬季室內(nèi)取暖卻逐漸顯現(xiàn)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(nèi)溫度大多在10—16℃之間,，不足以滿足室內(nèi)舒適性的基本要求；大量散煤低效燃燒導致冬季室內(nèi)外空氣質(zhì)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(nóng)村實現(xiàn)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(guān)污染物的排放，從而改善北方冬季霧霾現(xiàn)象,，并降低北方地區(qū)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(xié)同,，優(yōu)化電,、熱、燃氣構(gòu)成的能源系統(tǒng)的運行,，實現(xiàn)清潔取暖,。

我國目前70%的電力還是由燃煤火力發(fā)電產(chǎn)生，熱電轉(zhuǎn)換效率不足40%,，這就表明約60%的能源在這兩次轉(zhuǎn)換中白白浪費掉,。應(yīng)該怎樣高效地把電力轉(zhuǎn)換為熱量呢？我國目前已有成熟的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù),，比如熱電聯(lián)產(chǎn),、地源熱泵、空氣源熱泵,、低品位余熱和生物質(zhì)等,，以及利用生物質(zhì)能直接燃燒供熱或制取生物質(zhì)燃氣作為供熱熱源，這在生物質(zhì)資源豐富的內(nèi)蒙古,、東北三省等地區(qū)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(xiàn)清潔和經(jīng)濟的供暖,，并且實現(xiàn)熱電協(xié)同，緩解目前冬季的“棄風棄光”現(xiàn)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(qū)分為高密集度的城鎮(zhèn)建筑和低密集度的鄉(xiāng)村建筑兩類,。

對高密集度的城鎮(zhèn)建筑來說,，我國北方地區(qū)中等以上城市都已建成較完善的集中供熱管網(wǎng)，80%以上的建筑都可以與城市集中供熱管網(wǎng)連接,。這就使得這些地區(qū)可以充分利用目前的熱電廠資源,，通過熱電聯(lián)產(chǎn)改造，為建筑提供熱量,。對于建筑密集度低的北方廣大農(nóng)村,，集中供熱網(wǎng)的投資高,，運行效率低,，因此應(yīng)發(fā)展分散的供熱方式,。除了個別利用工業(yè)余熱和生物質(zhì)能的供熱外，最現(xiàn)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(qū)經(jīng)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(nóng)村大規(guī)模采用這種方式運行,，可以使安裝在農(nóng)村的空氣源熱泵成為電力峰谷差調(diào)節(jié)裝置，在實現(xiàn)農(nóng)村清潔取暖,，改善生活狀況的同時,，為破解電力系統(tǒng)的難題、緩解“棄風棄光”現(xiàn)象找到一條新的途徑,。由于參與電力削峰填谷,，農(nóng)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(jīng)濟壓力找到一條新的出路,。

（作者單位：清華大學建筑節(jié)能研究中心）