【电力】供暖季=雾霾季 ？今冬清洁能源供暖破魔咒
11月15日，我国大部分北方进入了漫长而寒冷的冬季，长安街上的行人们个个裹紧冬装快步前行，商场的橱窗也布置成了暖色系。同时，城市也开始了一年一度供暖工作，但随着燃煤锅炉气体的冉冉升起，雾霾也来了。
2013年，“雾霾”成为这个年度的关键词。从那一年至今，每到冬天，雾霾天气都会笼罩在整个东北、华北地区，并逐渐波及到华东、华南。“供暖季”逐渐变成“雾霾季”。
图1. 我国地理分区图
国人在尽情享受着集中供暖带来的温暖舒适的同时，也在经受着供暖季巨量的有害气体排放造成的空气污染，和随之而来的健康威胁，秦岭-淮河一线几乎成了雾霾区的分界线。
急剧的工业化和城市化导致能源迅猛消耗，人口高度聚集，生态环境破坏，都是雾霾形成的时代背景。具体到形成原因，燃煤采暖、汽车尾气、工业排放等都是主要成因，虽然各因素占比众说纷纭，但是预计燃煤锅炉污染能够占到雾霾成因的12%-25%。
但今年，由于我国清洁能源的快速发展和应用，北京能源结构得以调整，城区供热全部无煤化，久违的蓝天又回来了！
图2. 北京市本地细颗粒排放物来源解析（数据来源：北京市环保局）
中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌曾公开表示，随着京津冀及周边地区燃煤、机动车等排放的污染物排放量上升，成霾的气象门槛逐年降低。气象条件稍微差一点，就发生雾霾，再差一点，就发生重雾霾污染。目前，全国二氧化硫、氮氧化物等主要大气污染物排放量均在近2000万吨，而且污染物主要集中排放在东部、京津冀及周边地区。
供暖季温暖和蓝天如何兼得？清洁能源供暖成为打破能源与环境困局的重要手段。目前清洁能源供暖主要包括天然气供暖、电力供暖、地热供暖等方式，其中电力供暖可以应用光伏、风电等可再生能源提供电力。
图3.各种能源供应方式效率及排放情况
图4.清洁能源供暖的几种类型
清洁能源供暖具有明显的环境效益。按4个月的采暖期算，每平方米采暖面积可节约0.019吨标准煤。另外，推广风电、光伏等清洁电力供暖技术，不仅能够有效利用自然资源，还能减少燃煤烟尘、二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等有害气体排放，对改善大气环境质量具有重要作用。
电力供暖同时可以有效缓解电源过剩的现状。尤其是目前可再生能源资源分布与地区市场需求矛盾突出，在冬季夜间与燃煤热电联产机组的运行矛盾日益突出，被迫减少出力甚至停止运行。充分利用风电、光伏等电力提供热源，能够有效促进可再生能源本地消纳，缓解弃水、弃风和弃光现象。作为弃风大省的新疆在电采暖中采用弃风供暖模式，不仅全程零排放废气，还多消纳了9071万千瓦时的绿色电力，降低了区域弃风率。2019年开始，新疆将实现新建建筑全部采用电采暖和原天然气集中供暖区域改为“气电互补”方式供热，电采暖面积占到总建筑面积的10%。
北方地区现有12个城市成为国家清洁能源供暖示范试点城市，分别是，：天津、石家庄、唐山、保定、廊坊、衡水、太原、济南、郑州、开封、鹤壁、新乡。这12个城市将在试点三年期内，每年获得中央财政资金补贴，补贴按照直辖市每年奖补10亿元，省会城市每年奖补7亿元，地级城市每年奖补5亿元，实现试点地区散烧煤供暖全部“销号”和清洁替代。
经济账是目前清洁能源供暖普及面临的最大制约因素。由于传统的燃煤锅炉集中供暖模式延续时间长以及燃料价格较低，其经济成本在所有采暖方式中最有优势，而天然气供暖和电采暖成本相对较高。以北京市现有气价和电价计算，房屋面积80平米的市民家庭，一个采暖季（4个月）煤电集中供暖费用总计1300元，煤改气集中供暖的支出是2400元，使用天然气壁挂炉供暖的支出约4500，电采暖的支出约4800元，清洁能源供暖和传统供暖模式所需费用依然存在较大差距。
图5. 清洁能源供暖的经济账
其次清洁能源供暖还面临各地天然气供应能力的考验，我国油气运输管道和存储设施建设滞后，沿途浪费率比燃煤运输浪费率更高，天然气企业盈利状况不理想，一定程度上还需要依赖补贴，对于煤改气之后大量天然气的需求恐难满足。因此风电、光伏等可再生能源供暖不失为很好的解决方案。
北方地区风能资源丰富，冬季正是风能资源较好的时候，但是遇到采暖季热电厂大量供热时，风电需要给火电让路，造成大量的弃风限电。2016年，国家电网经营区超过60%的弃风电量发生在供暖期，低谷弃风电量又占总弃风量的80%。风电清洁供暖对提高地区消纳能力，缓解风电并网运行困难具有显著效果。目前吉林、内蒙古、新疆、河北、辽宁、黑龙江、山西、河南、北京等多地都在积极开展风电供暖工作。
随着清洁能源供暖技术的进步和模式创新，成本会逐渐下降，政策上对于煤改气等清洁改造项目也有一定的补贴和支持政策。国家发改委也明确了市场化定价的原则，鼓励各方投资建设储气设施，增强天然气供应保障能力。
同时，由于严峻的环境问题，人们绿色低碳的消费观念在日益增强，逐渐淘汰燃煤供暖是大势所趋。
图6.我国清洁能源供暖展望
截止目前我国可再生能源的供暖面积约为7亿平方米，预计到2020年，将增长到35亿平方米，城镇中可再生能源供暖面积将由现在6%左右提高到20%左右。也就是说到“十三五”末期可再生能源供暖面积将是现在的5倍，不仅能够减少供暖用煤1.2亿吨，对于空气质量的改善将发挥重要作用。
今年3月北京最后一座大型燃煤电厂华能正式停产，由此成为了全国首个实现清洁能源发电的城市。目前北京市雾霾治理已经取得了一定成效，供暖季能源结构调整起到了重要作用。今年冬季北京城六区供暖将全部由燃煤改成天然气，清洁能源供暖比例提高到了97%以上，随着京津冀一体化顺利推进，到2020年，北京市平原地区要基本实现无煤化，天津市除山区使用无烟型煤外，其他地区取暖散煤基本清零，河北省平原农村地区取暖散煤基本清零，2020年京津冀煤炭消费力争控制在3亿吨左右。在能源结构、产业结构方面的统筹规划，将进一步扩大清洁能源供暖的范围，为彻底战胜雾霾迎来蓝天加速。
近期，全国各省政府积极实施“煤改气”工程，针对因燃煤机组被淘汰导致生产经营活动受到影响的企业和单位，政府鼓励企业自主进行“煤改气”，采用热电联产及建设分布式能源站。
