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五、清洁供热产业转型趋势

推动清洁供热产业转型,既与改善民生息息相关,也是实现供热行业高质量发展,实现碳达峰、碳中和目标的重要路径。目前,我国北方城镇地区以燃煤热电联产集中供暖为主要方式,以保障冬季室内最低温度达标为主要供热目标,以单一能源热源、大型一次管网、区域热力站为主要特征,存在化石能源占比高、热力平衡调节困难、系统灵活性不足、供热不精准等问题。

“十四五”及未来更长时期内,在全社会积极稳妥推进碳达峰、碳中和、加快构建新型能源体系的背景下,供热行业在挖潜增效、深度回收低碳热源、开发零碳热源、优化热源结构的同时,应充分重视系统节能减碳、提质增效技术的开发与应用,深度应用物联网、大数据、人工智能赋能供热行业,加速构建新型智慧供热系统,实现“清洁供热”到“智慧供热”的转型。清洁供热的核心在于“减污”,通过清洁化热源以及提高能效、终端节能等方式减少污染物排放总量和排放强度,减少雾霾天气,实现蓝天白云和居民清洁采暖;智慧供热的核心在于“节能降碳”,用新一代信息技术打通供热“源—网—户”三个环节,降低供热能耗,实现按需供热和精准供热,居民舒适采暖。

(1)智慧供热引领供热产业高质量发展新方向

智慧供热是在“双碳”目标引导下,以供热信息化和自动化为基础,通过新一代信息技术与供热系统“源—网—荷—储”全过程的深度融合,实现热源侧多能互补与绿色低碳,热网侧高效输配,热力站优化调控与智能调度,源随荷动,闭环控制,用户侧实现按需供热和精准供热。

物联网、人工智能等新一代信息技术赋能,实现精准供热和按需供热。打造基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、物联网和人工智能的智慧供热系统,能够分析供热管网内的水量、温度、压力等的变化情况,实现整个供热系统的过程管理和运行管理,对每一个供暖支路和冷热设备在不同时间段按照不同温度要求进行分时分段控制运行,解决大多数供热管网普遍存在的统一温度供应不同时段、不同区域的能源浪费问题,实现按需供热;满足“供热企业可控、居民用户可调、政府主管部门可管”的远程数字化智能监控平台要求,最大限度实现供热节能目标;通过智能化、信息化的管理供热需求,实现分时分温分区供热,合理用热,提高居民智能化用热水平,改善居民供热环境,提升居民生活质量。

智慧供热范畴涵盖积极推进煤电供热改造、供热管网节能降碳改造、建筑节能改造,推广多能互补、大数据调控调度系统及平台、供热计量,协同推进节能、减污、降碳、扩绿,建设“源—网—荷—储”协同,全面提升供热系统安全高效、绿色低碳水平,保障居民清洁、温暖、舒适过冬,实现供热行业高质量发展。

(2)智慧供热是协同新型电力系统建设的重要环节

随着新型电力系统的建设,电力系统中零碳电力占比持续提升,煤电机组加快向基础性、调节性电源转型,我国火电机组中80%以上是热电联产机组,加快“热电协同”,应用智慧供热技术重构热源和供热方式,是协同新型电力系统建设的重要环节。

在“热电协同”模式下,电负荷高峰期,热电厂需要发更多电量,此时可在系统设置一个低温蓄热罐,用系统无法回收的余热加热蓄热罐里的低温水,将热储存起来,并将高温蓄热罐已储存好的热水置换出来,以维持系统供热能力;而在电力负荷低谷期,则少发电多供热,或者用热泵制备热水,并储存在高温储罐里用于电力高峰期供热。“热电协同”为北方地区提供大型“储能宝”。

“热电协同”是新型能源体系的重要内容。新型能源体系是在复杂多变的国内国际能源形式下党的二十大报告提出的新理念、新思想、新战略,旨在确保能源革命和绿色低碳转型进程中的能源安全,坚持稳字当头、稳中求进,坚持先立后破,坚持多能互补、协同发展,现阶段在大力发展可再生能源的同时,加强煤电油气等能源产供储销体系建设。电与热在平衡、稳定、储存等特性上具有较强互补性,如电能难以大规模储存,电力系统发输配用需要实时平衡,而热能容易大规模储存,热力系统具有非常强的惯性和稳健性,针对终端直接用热(冷)场景,储热(冷)相比储电具有更高的安全性、经济性、灵活性以及更大的容量潜力。

“热电协同”实现了热网、电网的跨网互济,通过一系列电热转换先进低碳技术的聚合建立新型电热互动关系,在打破热能产—用时空障碍、获取低成本灵活性资源、实现热能“应用尽用”的同时,有效提升能源系统平衡能力,提高能源安全保障能力,最终支撑以可再生能源为主体的新型电力系统构建,服务碳达峰、碳中和目标。

(3)智慧供热是实现供热商品化的必要手段

供热计量改革是供热市场化改革的核心。我国传统的供热收费采用大锅饭性质的“按面积收费”,不论用热时间长短、用热总量多少,收费标准统一,不利于节能,无法引导用户主动减少因室温过高开窗散热形成的热量和能源浪费。只有智慧供热才能真正实现用户自主用热、自主管理、自主缴费的灵活供给。

供热是一项民生工程,让老百姓温暖过冬是党和政府关心和极力保证的重要目标。在全民努力进入小康社会的背景下,2020年的新冠肺炎疫情和冬季持续低温凸显了室内环境的重要性,也给热力公司提出了新的挑战。在满足老百姓的用热要求的同时实现能源节约,利用先进的自动化、智慧化手段实现精准供热已经成为行业共识。从热用户角度看,可以自主控制室温、自主选择室内采暖设备,按热量自主缴费,法定采暖期外可适当增加弹性供热,真正实现按需供热。从供热企业角度看,以热用户需求为导向,为热用户提供定制用热服务,能够使供热企业的生产成本、管理成本下降,使企业利润得到保证。供热企业在保证节能、安全运行的前提下,将彻底改善供需矛盾,提供高质量、高水平的服务,这将成为供热企业增加利润的重要手段。从行业发展角度看,供热行业将进入良性发展阶段,供热企业的生产、管理、服务全部透明化。从政府主管部门看,供热主管部门将掌握辖区内供热企业及用户的全部动态数据,监管、考核更加公平合理,政策制定将更加科学合理。

(4)智慧供热是涉及“源—网—荷—储”全过程的系统工程

智慧供热的建设需顶层设计、整体规划、分步实施,切忌孤立地建设某个阶段的信息化、自动化系统,形成信息孤岛,应统筹规划、统一设计,形成完整的智慧供热系统,并实现“源—网—荷—储”的智能分析、联动调度、优化调控等。

热源侧推广多能互补系统。 推动热电机组“热电协同”技术的研发与应用,推广相变材料储热、熔盐储热等先进高效储热技术,实施“煤电+蓄热电锅炉”“煤电+抽汽蓄能”等的运行灵活性改造,增强新能源消纳能力;推广燃煤机组大比例耦合生物质、绿氨(氢)发电技术,大幅降低度电碳排放,推进燃煤发电机组灵活化、耦合性、低碳化转型;积极推广低碳供热技术,积极推广工业余热、核电厂余热、地热、跨季节储热、多能互补的区域供热、电热泵供热等新型低碳或零碳集中供热技术,研发示范泳池堆供热、氢燃料电池热电联产等前瞻性技术。

热网侧推进系统节能降碳改造。 持续推动老旧供热管网基础设施节能降碳改造,积极推广热网自动控制系统、管网水力平衡改造、无人值守热力站等节能技术措施,研发示范新一代高效、精准、长寿命、低成本、易安装维护的户用及楼宇热计量和调控装置。推广监测计量、优化调度等各级智慧供热系统及平台建设,供热技术与先进信息技术、智能设备、智能传感器等深度融合,实现“源—网—站—荷”的可调可控以及闭环控制,提升供热的现代化水平。

用户侧提高建筑能效和智能化水平。 加快更新建筑节能标准,提高节能降碳要求,开展建筑能耗限额管理,深化可再生能源建筑应用,提高建筑终端电气化水平;全面普及供热计量调控,打通热力系统“最后一公里”和“源—网—荷”的闭环控制,实现精准供热和按需供热,全面提升智能化水平和热力系统能效;理顺供热价格机制,以节约、按需、灵活供热为目的,在完善智慧供热基础设施和依托先进技术装备的基础上,有序推进按热量收费。 xGgzuwh0ACrv38zKcwJdvmFyXOrm9saG3ORSuae63Rx1DccDKAyiw5Lw54dj7mFV

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