“在碳达峰碳中和目标背景下，我国在能源供给侧和消费侧都有大量研究和实践，但包括电力、热力、燃气等在内的连接供给侧和消费侧的能源供给系统，却没有得到足够重视。”在近日举办的第十九届清华大学建筑节能学术周活动论坛上，中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿指出，能源供给系统是能源革命和低碳转型的关键环节，70%的碳排放发生在该系统，应该更加重视。

　　论坛期间，多位专家围绕“双碳”背景下城镇供热系统发展思路进行探讨并指出，结合当前国情，构建以余热为核心的城镇清洁低碳供暖模式，是切实可行的供热碳中和之路。

　　■■ 城镇供热碳排放不容小觑

　　根据《中国城乡建设统计年鉴》，我国近十年集中供暖面积增长迅速，2011—2020年，年均增长率达8.7%。2020年，北方地区城镇集中供暖面积约122.1亿平方米，其中城市集中供暖面积占比80.9%，小城镇集中供暖面积占比19.1%。

　　中国城镇供热协会通过调研得到的数据显示，2020年北方城镇地区供暖热源结构中，集中供热热源基本以燃煤热电联产为主，占比51%；燃煤锅炉、燃气锅炉和燃气热电联产、燃气壁挂炉分别占比18.6%、12.6%、3.6%、3.4%，工业余热、生物质、地源热泵等其他热源占比为10.8%。

　　“目前我国供热仍以燃煤供热为主，包括燃煤锅炉和燃煤热电联产。”中国城镇供热协会教授级高工刘荣指出，在这样的热源结构下，我国北方建筑运行热力能耗与碳排放不容小觑。

　　数据显示，2021年，我国北方城镇供暖能耗为2.12亿tce（1吨标准煤当量），占全国建筑总能耗的19%。不过，经过近几年加强建筑节能保温以及热源结构优化，北方城镇供暖能耗总量已于2017年前后达峰，近年呈逐年下降的趋势。受疫情等延长供暖影响，2019—2020供暖季，北方城镇总能耗出现小幅回弹。

　　刘荣指出，北方建筑运行热力的间接碳排放为4.9亿吨二氧化碳。“由于热需求增长与供热效率提升，能源结构转换的速度基本一致，这部分碳排放已达峰，近年稳定在5亿吨左右。”

　　■■ 余热供暖是可选路径

　　那么，城镇供暖如何实现零碳？与会专家给出了可行方案。

　　“建筑采暖的热量需求不是恒定的，仅冬季需要，且随天气变化而变化。按照目前的统计，预测未来北方城镇建筑需要热量54亿吉焦，若全部用电直热，需要8亿千瓦电力，等于要把现在的电负荷再增加1/3，但这样配电系统受不了。同时，每年增加1.5万亿千瓦时电量消耗，相当于2019年全国用电总量的20%。如果都用空气源、地源、土壤源热泵，电力可从8亿千瓦降到3亿千瓦，但也要增加百分之十几的电负荷。而且每年冬天突然增加这么大用电量，电力系统压力不小。”江亿指出，“更大的问题在于，增加的电量都只发生在冬季，而冬季本身的零碳电力供应就不足，只能靠火电补。这么一算账，结构就不一样了，所以必须正视这件事。”

　　多位与会专家指出，充分开发利用各类余热就能满足热量需求。

　　“一大堆余热资源可以解决建筑和工业生产用热。”江亿表示，“核电冷端余热、调峰火电余热、流程工业余热、数据中心余热等，再加上春季弃风弃光的电力，合计全年排放258亿吉焦热量，这些热量只要能回收70%，就可以满足建筑和工业生产的用热需求。”

　　清华大学建筑节能研究中心教授付林指出，我国是集中供热为主的国家，拥有完善的集中供热管网。截至2020年底，我国集中供热管线总长度约50.7万公里，大中小城市、城镇均有较完备的集中供热网，这些都是宝贵的资源。“可以充分利用已有的热网基础，低成本输送各类余热。”

　　■■ 工业余热开发利用不足

　　相关测算显示，2021年我国工业余热供暖面积近2亿平方米，单个项目供热能力平均25兆瓦，规模小。其中，90%以上的项目位于钢铁厂，以冲渣水余热为主，低压蒸汽为辅，开发利用不足。

　　“未来的热力供应可能是这样的模式，即各种余热都送进热力管道，需要热量就都从管道里取。只需增加一个跨季节储热，解决余热利用的供需时间不匹配问题，就是一个完美解决热力供应问题的零碳系统。”江亿指出。

　　付林也表示，结合我国国情，构建以余热为核心的城镇清洁低碳供热模式，是切实可行的供热碳中和之路。

　　“建议相关部门加快制定全国清洁低碳供热规划和政策，引导北方城镇供热走上科学合理的发展之路。其中两个问题需特别重视，一是热量要按品位计价，目前高品位和低品位热量价格一样，无法鼓励电网热网降低回水温度，也不能降低整个网源一体化供热成本及碳排放；二是目前建筑要接热网，计算出的碳排放比热泵、烧燃气锅炉还高，主要原因在于电厂热力结算时完全转成烧燃煤锅炉的碳排放，但实际上其碳排放很低。所以，合理分配碳排放指标，也是有效引领供热方式改变的一个关键。”付林坦言。