摘要：面对我国节能减排工作力度的不断增大，优化北方冬季供暖的运行机制，是稳固推进节能减排工作的重要途径。该研究以我国五大代表行业低温余热赋存情况为基础，对我国低温余热供暖发展现状进行了深入剖析，在对我国当前面临问题和挑战进行分析基础上，提出加快推进低温余热供暖的建议，有效提高我国冬季供暖能效，改善生态环境。
引言
大力推动节能减排，加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系，推进经济社会发展全面绿色转型，仍是我国当前发展的重要工作。未来在生态环境及应对气候变化的压力下，节能减排仍是我国破除环境障碍、推进经济可持续发展的重要途径。在当前节能工作逐步进入“深水区”，节能成本不断上升的情况下，不仅要在高耗能行业推进节能减排，还要在北方冬季供暖领域强化余热供暖。推进节能减排是推进清洁供暖的重要创新技术途径。基于此，本文主要在供应端对低温余热的主要品种、资源分布、主要利用技术、途径和利用现状，以及需求端对主要地区供暖规划进行深入调研和分析的基础上，寻求供需对接，分析利用潜能，以有效推进我国低温余热供暖，提高冬季供暖能效，改善生态环境。
1各类清洁供暖技术对比分析
决定清洁取暖成效的关键是适宜的技术路线。清洁取暖主要包括电、气、可再生能源、工业余热供暖等方式，同时传统燃煤采暖经过超低排放改造后，达到现行污染物排放要求，也属于清洁取暖的范畴。但各类清洁供暖技术在能效、成本、污染物排放、适用条件等方面存在较大差异，因地制宜选择最合适的清洁供暖技术，才能在污染排放和经济性方面取得最优平衡。
1.1供暖技术成本分析
目前，针对清洁供暖技术途径的成本，国内很多机构、专家进行了分析。2017年4月，国家能源局综合司发布了《关于促进可再生能源供热得出意见》，对燃气锅炉、生物质热电联产、生物质锅炉、空气源热泵、土壤源热泵、中深层地热、污水源热泵、太阳能供热、蓄热式电锅炉供热及燃煤锅炉等可再生能源供暖的技术经济性进行了分析和比较。2022年发布的《中国散煤综合治理调研报告》中指出，截至2012年底，我国散煤消费量削减4.4亿t，较2015年的7.5亿t散煤消费量，下降了58.7%。2018年9月，中国建筑科学研究院《清洁取暖技术路线选择》的主题报告中，对各类清洁取暖技术的成本进行比较分析，如表1和图1所示。
表１各类清洁技术成本分析
综合相关研究结果不难发现，燃煤锅炉集中供暖的初始投资成本约为45元/㎡，供热运行成本约为25元/㎡，寿命期内年均费用约为27元/㎡；以燃气为热源的主要技术路径中，燃气锅炉的寿命期供暖成本要高出燃煤锅炉约19%，燃气壁挂炉由于单位面积初始投资较高，导致其寿命期供暖成本要略高于燃气锅炉；以工业低温余热为热源的主要技术路径中，工业余热集中供暖的初始投资成本约为90元/㎡，供热运营成本约为18元/㎡，寿命期内年均费用约为24元/㎡，低于燃煤锅炉。
综上所述，在各类清洁供暖技术路线中，工业余热集中供暖的寿命期成本最低，仅为24元/㎡，供热运营成本更是只有18元/㎡，是经济上最合理的城镇清洁供暖技术路线之一。
图1各类清洁取暖技术成本分析
1.2技术适用性分析
燃气锅炉、燃气热电联产、燃气壁挂炉等以天然气供暖技术的适用性较广，几乎不受气候、地质条件的限制，但是燃气的利用要受到燃气管道建设及燃气资源的影响；空气源热泵供暖几乎不受地质条件影响，但是受气温影响较大，温度越低制热系数越低，宜工作在-25℃以上，寒冷地区使用需电辅助加热；中深层地热供暖适宜于有丰富中深层地热资源，且地质开采条件好的地区。工业余热供暖几乎不受气候、地质条件的限制，但在供应侧需要有稳定的工业余热资源，热源距离居民住宅区域的距离会对工业余热供暖的经济性产生较大影响。
2工业低温余热资源分布情况分析
为了更加准确摸清全国低温余热资源总量及各省余热资源量的分布情况，本文选择低温余热资源较为丰富的钢铁行业、火力发电行业、建筑行业、石油化工行业以及金属冶炼行业代表性产品为研究对象，通过计算产品的总产量或者原料消耗测算出研究对象低温余热总量，进而对全国低温余热资源总量、地域分布情况进行分析。
分行业来看，从分析结果中不难看出，我国五大高耗能行业低温余热资源中电力行业可开发利用低温余热资源潜力占全国可开发资源潜能总量最多，其次是钢铁行业，见表2。
表２典型高耗能行业低温余热资源量
目前，我国主要高耗能行业的高品位余热资源开发利用程度较高，低品位余热资源尚有较大的开发潜力，各行业平均有30%～40%的余热资源有待开发利用。我国各行业余热资源分布及利用情况见表3和图2。
表３摇我国各个行业余热资源分布及利用情况
图2我国高耗能行业低温余热资源占比
分地区来看（表4），山东省余热资源量排名首位，折合标准煤4 993.3万t；其次是江苏省，资源量折合标准煤4 273.8万t；然后是内蒙古自治区，其资源量折合标准煤3 380.5万t。山东、江苏、内蒙古、河北、河南、浙江、安徽、山西、新疆、广东10省（市、区）余热资源总量折合标准煤31 522.8万t，占全国余热资源总量的61.3%。
表４各省（市、区）余热资源量按范围分布
3推广低温余热供暖面临的挑战与建议
3.1目前面临的挑战
（1）从技术路径选择看，清洁供暖路径选择较为单一，不够合理。目前一些地方政策出台比较仓促，没有充分考虑各种潜在可应用的清洁取暖技术，技术选取较为单一，仍只着眼于煤、气、电，对其他技术路径不够了解和重视。
（2）从稳定供应角度看，余热供暖依赖于企业生产情况，部分地方政府对热源的稳定供应仍有疑虑。余热与工业企业的生产紧密挂钩，而地方政府及传统供热公司考虑更多的是如何保障稳定供应，因此对余热供暖的热源稳定性仍有较大疑虑。
（3）从热源匹配角度看，供暖需求与余热量匹配影响余热有效利用。供暖需求量和余热量匹配是一直以来余热供暖领域探讨的问题。绝大部分工业企业都位于城镇周边，如果仅将余热用于工厂周边居民供暖，规模甚小，大量的工厂余热未得到有效地利用；如果将工厂余热输送到城市用于居民集中供暖，一般距离达10 km甚至更远，只有长距离输配才能将更多的城镇用户纳入余热利用系统，铺设管网初投资规模较大。
3.2推进低温余热供暖的政策建议
（1）建立统一的余热供暖组织管理架构。余热供暖是1个复杂的体系，涉及住建、环保、工信、国资等多个部门，工作量大且具有一定的复杂性。企业在推进的过程中也面临手续繁杂、协调难度大等难题。建议尽快明确推进余热供暖的主导部门，自上而下，建立严密的管理组织架构，统一管理低温余热供暖的推进工作，逐步完善相关的制度设计和管理体系建设。
（2）进一步明确“宜热则热”的清洁供暖原则。目前，我国推进清洁供暖的技术路线仍不够明确，很多地区在实际推进过程中仍盲目地以“煤改电”“煤改气”为主，对其他清洁供暖方式态度过于谨慎。余热供暖虽然作为重要的热源之一，越来越受到国家的重视，但推进力度仍然较小，在清洁供暖体系中的地位仍是一种辅助性热源，清洁煤、电、气仍是清洁供热的主要技术推进。建议未来国家进一步明确“宜热则热”的清洁供暖原则，提升工业余热利用的地位，在现有集中供热改造项目中优先采用工业余热供热的解决方案。
（3）加强技术研发。供暖是关系到民生的大事，民众对供暖的质量要求较高，低温余热供暖企业在具体项目的实施过程中，应不断提高热源的稳定性，以及供热的服务质量，不断提升民众对低温余热供暖的认同感。目前，低温余热供暖的相关技术虽然已经相对较为成熟，但在实际过程中，仍面临余热资源回收、资源整合、长距离运输、管网系统匹配、提高供热效率等难题，未来相关行业企业还应不断加大研发力度，共同推进低温余热供暖技术的进步。
4结论
为了加强我国余热资源利用，推进我国节能减排进程，本文以北方居民冬季清洁供暖为主要切入点，对清洁供暖领域的余热供暖现状进行深入研究。首先从成本、能源利用品质和适用条件对各类清洁供暖技术进行分析，发现低温余热供暖占据较大优势；同时对我国发展较完善的五大行业各代表性工艺过程中低温余热情况进行分析，对低温余热资源进行统计分析，为清洁供暖技术路线选择提供科学支撑。通过梳理我国低温余热资源赋存情况以及低温余热供暖发展现状，剖析当前我国低温余热面临的问题和挑战并提出了加快推进低温余热供暖的建议。
本文转自《能源与环境》。
本文作者：建投河北热力有限公司/刘文川。
