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4月27日,财政部等四部门联合发布《2022年北方地区冬季清洁取暖拟支持项目名单公示》,将25个项目确定为2022年大气污染防治资金支持的北方地区冬季清洁取暖项目,中央财政对纳入支持范围的城市将给予清洁取暖改造定额奖补,体现了我国对于清洁取暖工作持续不断的重视及支持。而清洁取暖改造中,农村散煤治理是一项重要课题。中国每年使用的燃煤中,除了煤电用煤、工业用煤以外,分散燃煤主要供分布在农村的民用生活、农业生产及村镇企业生产用小型锅炉和小型窑炉等使用。散煤燃烧效率低、污染严重,特别是民用散煤,量大面广、且与居民生活息息相关,治理存在很多挑战。






5月13日上午,能源基金会、清华大学建筑节能研究中心发布了其共同撰写的《农村清洁用能体系助力减污降碳及乡村振兴——中国农村散煤治理综合报告》。从农村散煤使用现状、工作回顾、十四五工作的目标和技术路径、排放情景分析、政策建议等方面进行了研判、预测与建议。本文总结了该份报告的关键内容,与读者交流分享。

散煤类别用量细化、

民用散烧煤的分省用量测算


中国每年使用的燃煤中,散煤占比约15%,其中民用散煤量约为1.5-1.7亿吨,主要分布在北方地区,有8个省或自治区民用散煤用量仍超过一千万吨。华北、汾渭和东北地区是民用散煤的主要消费区域。

民用散煤的健康影响




民用散煤仅占中国能源消费总量的2.9%,却导致了34%的人体健康损害。以总的燃煤消费作为参照,民用散煤占总煤耗的3.9%,生成PM2.5等多种空气污染物导致的健康损失占燃煤总贡献的68%。

农村未来零碳能源情景定量分析



理想情景下农村能源消费量和碳排放量预测


在充分发展农村可再生能源的情况下,2030年能够实现散煤全部替代。在理想情景中,到2060年还可以向城市输出1.2万亿千瓦时的电力和折合8亿吨标准煤的生物质富余量,相当于不少于15亿吨二氧化碳减排能力。

散煤清零的多重收益


实现散煤淘汰可以带来环境、气候、健康、产业和经济等多重收益。每年可减少约10亿吨二氧化碳、300万吨二氧化硫、90万吨氮氧化物、300万吨细颗粒物(PM2.5)的排放,可减少36万人因空气污染过早死亡。相关政策的颁布可促进可再生能源产业发展和现有产业转型,预计创造50多万个就业岗位、2000亿元的年收益。


散煤治理必要性、原则与目标

在“双碳”目标提出的新形势下,应将农村散煤替代作为减污降碳的优先领域,推动农村地区率先实现碳中和,用空气质量驱动实现美丽中国和健康中国,通过农村清洁能源革命,实现农村由能源消费端转向风光和生物质、地热等可再生能源的生产和供应端,打造农村可再生能源产业链,推动乡村振兴,最终实现城乡社会和环境公平发展,人人享有公平的用能权利。农村散煤替代,源于降低污染、改善大气质量的驱动,也要在农村能源转型和消除贫困的过程中,充分实现社会、气候和环境的协调发展、公平发展。


本研究认为农村散煤替代应遵循五位一体的原则:节能改造优先、减少污染改善空气质量、低碳零碳、成本经济可承受、改造效果舒适便捷。这五个方面缺一不可,必须统筹兼顾。



农村民用散煤替代目标包括2025年和2030年两个阶段性目标。2025年,全国农村地区清洁取暖比例将达到60%-80%,可再生能源应用比例达到50%-70%。京津冀及周边地区2025年前实现散煤清零,汾渭平原等其他北方重点地区2027年实现散煤清零。2030年,全国范围90%以上的散煤将完成替代。


农村非民用领域散煤替代目标是,2025年小型锅炉淘汰存量的50%-60%,小型窑炉淘汰存量的65%-70%。2030年,90%以上的散煤将完成替代。


鉴于民用散煤的替代与消除在环境、健康、气候、能源以及社会经济等方面的收益更为显著,同时又面临多重挑战,下文将着重结合民用散煤做进一步探讨。


农村散煤替代路径预测

中国农村地区现状建筑用能折算直接和间接碳排放约4.7亿吨,随着北方清洁取暖行动的推进,以及城镇化进程带来的农村建筑用能面积减小,农村地区生活用能已于2016年达到峰值。设计未来碳中和的路径,首先要从需求侧出发,降低农户的用能需求,提高能源效率,这是农村用能低碳化的基础;从供给侧,应大力发展以生物质能源和屋顶光伏为主的可再生能源。以下从需求侧、供给侧,对农村能源供需平衡情景做出了预测。


能源需求侧发展情景分析


能源供给侧发展情景分析


基于全国农村用能需求、风光及生物质、地热等资源禀赋和经济承受能力,结合国家碳达峰、碳中和的整体目标,本研究提出了各区域实现消除散煤的技术路径。按照气候不同,我们将全国各省份划分为六类地区:京津冀地区、汾渭平原和山东地区、东北地区和内蒙古自治区、西北地区、西南地区,以及华东、华中和华南地区,并将替代路径设置为提高节能效率、城镇化农民上楼、改太阳能、改热泵、改燃气等方式。在理想情景下,至2025年,除西南地区外,其他区域均可实现散煤基本清零,各地区淘汰散煤的技术路径及相应散煤替代贡献率如图所示:


不同技术路径散煤替代贡献率


在农村开展分布式光储直柔、生物质清洁供暖、低温空气源及地源热泵等可再生能源替代方式将占据主导地位。其中,东北、内蒙古等地区要充分利用当地秸秆等生物质资源丰富的优势,大力发展生物质燃气、生物质颗粒、配以高效净化设施的生物质锅炉等。西北地区则应大力发展光储直柔,以及太阳能直热、太阳能暖房等。而短期内,燃气在平原地区农村推广可能仍有一定效率优势。


创新技术和综合应用方案

为实现可持续、可承受及碳中和的目标,替代农村散煤的清洁取暖技术方案建议以下几方面:

01.建筑节能改造

从需求侧出发,降低农户用能需求,是推进农村用能低碳化的基础。需要研究农宅围护结构改造如何设计、实施,提出更加经济适用的解决方案,以标准作为改造的指导,采用适当的技术和试点示范验证其可行性。


由于特定的生活方式、建筑形式和基础设施情况等,农宅节能改造应因地制宜。结合《农村单体居住建筑节能设计标准》(CECS332:2012),以及《农村居住建筑节能设计标准》(GB/T 50824—2013),由于北方农村地区冬季每户常用的房间一般只有一个或两个,与整体保温改造方案相比,对这些常用房间围护结构进行局部保温改造的方案更可取。通过加强北墙、门窗和屋顶的保温性能,可以在节约成本的同时达到满意的节能效果。


在天花板上增加保温材料,或为楼层高度较高的房间增加带有保温树脂隔热板的吊顶,可以减少房间上部无人区域的无效热损失


经济型保温技术可与农村建筑的实际情况、取暖需求和经济水平相结合,实现针对性更强、更加高效的保温目标。采取大用大保(温)、小用小保、不用不保的原则,开展吊顶保温、北墙内保温贴、外窗保温帘、外门保温帘等靶向保温改造,在实现节能30%的基础上确保单户改造总投资平均小于4000元。

02.光储直柔系统

中国未来低碳能源体系将以发展低碳电力为主。因此,在电气化趋势下未来农村能源也将转为以电为主的形式,构建适应未来电力供给和需求模式的新型建筑供配电系统具有重要意义。农村光储直柔系统是发展农村屋顶光伏的重要途径。



光储直柔系统可以同时与农村冬季取暖和电气化系统相集成,通过光伏板和蓄电池相结合,利用低压直流电为电网成本高的地区提供分布式离网电源。在功率损耗方面,分布式电源的成本明显优于远程传输。未来农村家庭光储直柔系统将提供价格合理、清洁且环保的电能,显著改善生活条件和生活质量。

03.生物质能源多途径清洁利用

生物质能源的收集、运输、储存、加工和利用应进行一体化的综合设计和实施。采用分布式生物质颗粒燃料加工新模式可以有效地避免大规模集中处理生物质能源的弊端,是保证生物质能源清洁利用的有效途径。



生物质颗粒燃料的特性决定了其燃烧的特殊性。通过对生物质炉具进行合理化供风设计,可以显著减少颗粒物和一氧化碳等污染物的排放,实现燃烧木质颗粒的细颗粒物排放因子降低至每千克干燃料0.3克、燃烧秸秆颗粒的排放因子降低至每千克干燃料0.8克的水平,两者都远低于散煤的排放因子,且热效率可达到80%以上,远高于散煤土暖气(约30%)。


考虑到农村居民的烹饪需求,一些生物质颗粒取暖炉还配备了烹饪功能。该炉还可以有效利用原有的散热器,解决家用热水问题,从而提高农村居民生活质量。此外,每个家庭都是一个独立的系统,不涉及外部网络改造,也不会增加对电网的需求。


未来生物质能的利用还可以充分和光储直柔系统相结合,构建一体化的农村可再生能源系统。

04.太阳能光热利用

传统的太阳能光热取暖已经在不同的地区进行了尝试,但将这项技术推向市场还需要在现有基础上进行技术创新。图示通过耦合太阳能集热器和反射器,有效解决了冬季和夏季太阳辐射强度和需求之间的不匹配问题,将水平太阳能集热器阵列与底部以一定倾斜角度放置的反射器相结合,可以提高冬季收集的热量,减少夏季过热,从而更适合应用于冬季取暖。


05.高效空气源热泵热风机

近年来,中国在低温空气源热泵热风机技术方面取得了显著的进步,通过双级压缩机技术、变频技术和新的系统设计,空气源热泵热风机可运行的最低环境温度已降至−30℃。作为分体式取暖设备,空气源热泵热风机的安装与传统家用空调相同,可以单独安装在每个房间,独立控制、间歇操作,从而促进用户主动参与需求侧调节,具有很大的节能潜力。



室内机安装在地面上,使热空气靠近地面流动,从而对人员所处区域的空气进行加热,加热房间的速度比传统的地板采暖或散热器更快。


“十四五”农村散煤替代政策建议
01.构建政府综合管理体系

综合考虑农村可持续发展、农业绿色生产和农民生活状况,各部门应充分协作,制定农村清洁用能的目标、重点战略、路线图和“建设施工图”。进一步建立完善农村清洁供暖散煤替代的部际联席制度,形成一个统一领导、统一规划、顶层设计的局面,以解决重叠和不统一的管理问题。各级政府可以向试点城市学习,组建协同委员会管理清洁供暖,协调能源配置、环境要求、基础设施投资和财政支持。在制定目标、重点战略和路线图时,需要从农村、可持续发展、农业绿色生产和农民生计等多方面综合考虑。


上述机制可以由国家发展改革委牵头,其他有关部门分工负责。国家发展改革委应加强农村生物质能等清洁利用发展规划、基础设施投资。生态环境部应强化国家和关键区域散煤逐步淘汰战略和目标的制定,在非大气治理重点地区松绑生物质能清洁开发的限制,提出清洁使用要求。国家能源局应进一步加强生物质能可再生能源推广政策和定价机制。住房和城乡建设部应出台强化建筑节能和可再生能源供暖设备技术,支持农村清洁采暖产业的政策。财政部应加强优化补贴的针对性和有效性,建立重点区域环保基金、区域共同治理基金,支持建立可再生能源替代散煤的激励政策。农业农村部和国家乡村振兴局在散煤替代中发挥更重要的作用,重塑农村能源核算体系,以生物质加工和清洁利用为核心,制定农村能源发展规划。国家卫生健康委应将农村居民健康改善计划纳入“健康中国行动”,严控散煤和生物质直燃。

02.推动清洁取暖市场化和投融资建设

(1)完善财政和价格政策引导,完善精准补贴机制,建立鼓励清洁能源利用的价格机制。


(2)扶持农村清洁能源投资运营商。设立农村清洁能源综合运营商,负责当地农村散煤治理项目的投资和运营;政府购买服务与用户缴费相结合;允许有能力、有意愿的企业以多种商业模式参与项目的投资、建设和运营过程。


(3)推动商业机构投融资。清洁取暖项目初期投资和运营成本高,单纯依靠政府补贴难以长期推广,因此,推动项目商业化发展势在必行。应推动政策性银行落实政府制定的清洁取暖发展政策,安排政策性贷款和优惠贷款;引导商业性银行投资盈利性的清洁取暖项目;政府引导设立农村散煤治理专项绿色基金,授权专业投资机构进行管理。


(4)丰富绿色金融产品。如:碳减排工具再贷款等、与碳市场的联通。


(5)形成政府、金融机构、企业协作机制。财政部、人民银行、生态环境部、国家发展改革委等几个部门合作,与金融机构对接,形成对接平台。金融主管部门运用相关措施鼓励金融机构在支持相关项目时综合考量经济效益和社会效益,履行相应的社会责任。


本文涉及的图表、实景图片均出自《农村清洁用能体系助力减污降碳及乡村振兴——中国农村散煤治理综合报告》。点击获取该报告完整版。


来源:能源基金会