院士“把脉”清洁取暖

　　在2018国际清洁取暖峰会暨工程应用展（ICHE）上，中国工程院院士、国家能源专家咨询委员会委员、清华大学建筑节能研究中心主任江亿，中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗，中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌围绕清洁取暖推进过程中可能出现的偏差，给出了预警，并提出建设性意见。让我们聆听三位院士怎么说。

　　　　　

　　江亿：提高末端用电比例，避免电、热低效转换

　　清洁取暖事关民生福祉、绿色发展，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。在江亿看来，“革命”必然伴随着技术、经济、机制体制等多方面困难，由化石能源转向可再生能源及核能转型是重要的路径所在。

　　能源供给侧改革的主要目标在于实现低碳发展。谈及推行“革命”的原因，江亿表示，为落实《巴黎协定》将“平均气温升高幅度控制在2摄氏度内”的要求，到2050年，我国人均二氧化碳排放量需从7.5吨/人降至2吨/人。“在确保社会、经济发展的同时要控制排放，其实是一个很大的挑战。唯一路径是在能源供给侧结构上展开调整，也就是所谓‘革命’。”

　　那么，革命如何展开？江亿认为，我国石油对外依存度已达70%、天然气对外依存度超过30%，除非在资源量上有所突破，否则二者很难成为主导能源。相比之下，可再生能源及核能则更为适合。

　　与能源供给相匹配的，还有消费侧调整。对此，江亿认为可朝以下方向发展：一是采用高效用电方式，大幅增加电力在终端用能中的比例；二是通过灵活电源和末端用能模式的革命，解决用电峰谷调节问题；三是尽量减少末端燃料的直接燃烧应用，尤其是为北方供暖找到新的清洁热源。在此基础上，化石能源未来可仅用于工业生产、部分交通、供热调峰等领域。 

　　可再生能源的主要表现形式是“电”，从消费侧出发，如何更好地应用电能？

　　江亿认为，首先应评估好电的实际价值，而非简单将电和热等同。一份电相当于四份热，若不科学地用电生成热，实际是极大浪费。对此，提倡在末端加大用电比例，如通过热泵技术等方式实现电热转换、提高热电比。按照未来的能源发展，电力应占到终端能源总量的2/3以上，才能与源侧发展的可再生能源相一致。

　　其次应关注调峰瓶颈，通过各种渠道解决峰谷差问题。江亿提出，可发挥当地燃煤、燃气电厂的灵活调节能力，从源侧进行调峰；同时在消费侧发展新的用电模式，通过需求侧响应让终端用电设备参与调峰。“比如大力发展电动车，不仅是为解决尾气排放，也是能源结构调整的一个重大举措。如果真正用好智能充电桩网络，哪怕有一半电动车参与调峰，都对解决电网峰谷差有着巨大作用。或者可使用热泵供暖，借助建筑的热惯性参与调峰。”

　　此外，不应忽视低品位热源的重要作用。江亿指出，北方冬季只需保证屋内维持在20摄氏度左右，即可满足供暖要求。此前一度被忽视的热电联产乏汽余热、一些工业生产中排放的低品位余热等，实际上均大有可为。

　　尤其是低品位工业余热，我国工业生产耗能目前达25亿吨标煤以上，在此过程中排放的100摄氏度低品位余热超过5亿吨标煤。“这些低品位余热60%以上位于北方供暖区，每个冬季的排放量约达1亿吨标煤。”江亿举例称，其中绝大部分热量是以冷却塔散热的方式排出，导致每年冬季工业耗水量达30亿吨，相当于南水北调工程每年调水量的三分之一。如能将50%工业余热用于供暖，再加上70%热电联产提供的热量，可为北方地区200亿平米建筑提供35W/㎡基础负荷热量。由此，既可兼顾可靠性、安全性、灵活性，也可避免过量供热，形成一个满足不同需求的良好供热局面。

　　（朱妍/整理）

　　倪维斗： 清洁煤利用是实现清洁取暖的根本

　　煤炭曾是北方地区供暖的主力，但因其高排放、高污染的特性，一度却又饱受质疑。随着清洁取暖工程的大规模推广，煤炭未来将何去何从？倪维斗对此呼吁，无论过去、现在还是未来，煤炭均将是我国能源利用的主力军，不可忽视煤炭清洁高效利用在清洁供暖领域的应用。

　　近年来因环境影响，尤其是严重的雾霾污染，一些观点把罪魁祸首指向煤炭利用，“去煤化”的声音愈演愈烈。而在倪维斗看来，“去煤化”不能简单与“一刀切”划上等号，煤炭更不应被“妖魔化”。一方面，我国以煤为主的资源禀赋，决定了煤炭具有不可忽视的重要地位，30多年发展经验也证实，煤炭对国民经济的贡献重大。“因此，在没有具体问题具体分析的情况下，就因环境污染而将煤炭‘妖魔化’，甚至见煤就砍、见煤就杀，我认为对煤炭不公平。”

　　另一方面，考虑我国能源进口现状，即便现已有“煤改气”等替代燃煤供暖的方式，但这些替代仍难占据主导。“天然气的确是一种很好的能源，但我国‘缺气’的资源禀赋从客观上限制了它的大量使用。我国天然气对外依存度接近40%，且这一比例仍在增加。如此宝贵的天然气资源，应用在更为合适的地方，拿来大量用于供暖，显得有些暴殄天物。”倪维斗指出，鉴于上述情况，把清洁取暖的希望寄托在天然气上并不现实，这意味着，煤炭仍将是供暖领域的主力，天然气等其他能源只能作为辅助。需因地制宜，根据实际的资源情况来解决实际问题，重视煤炭在清洁取暖领域的清洁高效利用。

　　当然，煤炭要挑大梁，过去粗放的使用方式不再适用，高污染的散烧煤也应严格制止。倪维斗进一步称，清洁煤应用是解决清洁取暖问题的根本，更是未来能源利用的重点所在。例如，先进的燃煤发电技术就是其高效利用路径之一。目前，我国燃煤发电总体水平已处世界领先行列，机组平均煤耗基本可达318克/千瓦时，上海外高桥第三发电有限公司甚至达到277克/千瓦时，下一步还将向着251克/千瓦时的方向努力。如能通过提高燃煤发电效率继续降低煤耗，每减少1克煤炭燃烧，将伴随二氧化碳等污染物排放的降低。 

　　（朱妍/整理）

　　贺克斌：治理末端优化前端

　　热源清洁化是抓手

　　“提到空气质量大家都在讲蓝天保卫战，如果我们把2013年‘大气十条’开始实施算做蓝天保卫战起点的话，到今年正好5年，所以我想先回顾一下这五年的情况。”贺克斌说。

　　五年来，国家从能源结构调整、产业结构调整、重要减排工程三方面出发，采取了五大举措。

　　第一，通过长期有效的措施促进煤炭消费比例持续下降。从2013年到2017年，煤炭消费总量下降3亿多吨，占一次能源消费比例由67.4%下降到60%。

　　第二，全面推进国家减排工程，推进煤炭清洁利用。

　　第三，推进燃煤电厂超低排放改造。2015年至今，全国50%以上的机组已经完成改造。改造后的燃煤电厂二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放限值分别比国家排放标准低83%、50%和67%，达到了天然气电厂排放水平。

　　第四，推进采暖系统热源采用清洁能源。推进北方地区清洁采暖的工作遵循“宜气则气、宜电则电”原则，尽可能地利用清洁能源。

　　第五，推行分区域、分季节的错峰生产，调整短期产业结构。实施错峰生产，即在企业全年生产量不变的情况下，加大夏季的生产量，充分利用气象条件对污染的扩散和消纳能力，进行产业短期调整，同时配合交通等多种举措。

　　中国工程院受生态环境部委托，进行了推行“大气十条”后五年的基本评估，得到的结果显示“全国大气污染物排放总量迅速下降”。

　　具体来讲，2013-2017年，全国二氧化硫、氮氧化物和一次细颗粒物排放量分别下降了1493万吨、561万吨和408万吨，是历史上下降最快的时期，降幅分别达到59%、20%、29%。相比2013年，2017年京津冀、长三角和珠三角PM2.5浓度分别下降了39.6%、34.3%和27.7%，北京市PM2.5降至58微克/立方米，全面超额完成“大气十条”预期目标。

　　尽管我们取得了这么多成绩，但是如果以现行国家标准衡量，2017年，空气质量达标城市比例仅为27.2%，全国还有240多个城市没有达到合格标准，城市达标率仍然较低。并且，区域性污染问题突出，京津冀和周边地区，包括雄安在内的区域还是浓度最高的地区。“造成这个结果非常重要的原因是三个‘偏’——偏重化工业的产业结构，偏化石燃料的能源结构和偏公路运输的交通结构。”贺克斌认为。

　　京津冀及周边地区正是包括电力、水泥、玻璃、工业锅炉等大部分污染源的集中点。虽然二氧化硫下降了，但氮氧化物下降的比例远远不如前者；硫酸盐大幅下降，但硝酸盐却明显增加；比例倒挂，这也是臭氧上升的原因。另外，二氧化硫排放治理成果看似突出，2017年全国二氧化硫排放量已经下降到1000万吨左右，城市二氧化硫浓度超标问题基本解决，颗粒物中硫酸盐浓度大幅下降。但若和美国、欧洲相比，我国的形势仍较为严峻。

　　目前来看，如果坚持实施现有环保政策，难以使所有城市PM2.5达标。基准情况下，2030年，重点城市无法全面达到35μg/m3的国家二级标准。而在强化末端控制情景的情况下，也只可使部分城市达标。因此，未来我们不可能再大规模依赖末端治理，目前情形已经把我们逼到必须要去动产业结构、能源结构这一步。只有将节能情景和深度能源结构调整相结合，才能使所有城市均可达标。

　　（董梓童/整理）