中国建筑供热低碳转型路径和前景展望分析

最佳答案 匿名用户编辑于2025/02/24 10:57

通过加快提升节能建筑比例,大力优化热源结构,未来中国建筑供热终端用能需求有望实现大幅下降,热源将主要为各类余热资 源和零碳热力。

一、转型路径

中国多年来推进建筑供热领域节能降碳的实践为未来进一步实 现供热低碳零碳转型奠定了良好的基础,国际社会推进建筑供热低 碳转型的实践也为中国提供了有益的借鉴。结合中国实际和国际经 验,本研究认为未来低碳供热的核心路径依然是降低供热需求和优 化热源结构两个方面,同时需要针对不同地区、不同类型建筑设计 差异化的具体路径,并完善保障政策体系。 1.多措并举降低建筑供热需求 通过提升围护结构热工性能、应用被动式技术,可以进一步降 低建筑供热需求,针对城镇建筑、农村建筑、新建建筑、既有建筑需 要有差异化的举措。

超低能耗建筑可比执行 65%节能标准的建筑再节能 50%以上, 近零能耗建筑可比执行 65%节能标准的建筑再节能 60%~75%以上, 因此,推动超低/近零能耗建筑规模化发展,有助于进一步降低建筑 供热需求。建议有关部门做好超低/近零能耗建筑规模化发展的顶层 设计,明确中长期发展目标,综合考虑不同地区经济发展水平、技 术和产业基础,制定分步骤、分区域推进计划;鼓励工作基础较好、 条件较为齐备地区率先推进超低/近零能耗建筑规模化发展,支持政 府投资的公共建筑率先按超低/近零能耗建筑标准建设。同时,建议 强化技术研发和产业培育,针对不同地区、不同类型建筑,分别提 出适用技术体系,重点推动国产高性能门窗、遮阳系统、保温材料、 高效新风热回收设备等关键部件和设备的发展,加快降低增量成本。 此外,建议积极推进绿色低碳建造,探索用装配式方式建造超低/近 零能耗建筑,并强化绿色建材在其中的应用。

(2)加大既有建筑节能改造力度 相关实践表明,在技术经济可行的前提下,既有建筑节能改造 可以带来 20%以上的节能潜力。中国目前尚有大量非节能建筑,应 进一步加大既有建筑节能改造力度,挖据更多节能潜力。建议全面 开展城镇既有建筑摸底调查,结合能效诊断情况建立改造数据库, 以城市为单位明确既有建筑改造目标任务和进度安排;结合城市更 新、老旧小区改造、大规模设备更新、清洁取暖等工作统筹推进既 有建筑节能改造;探索创新商业运作模式,引导社会资金参与既有 建筑节能改造。针对不同地区、不同类型建筑,明确差异化的改造 重点,就降低供热能耗需求而言,严寒和寒冷地区建筑以外墙保温、 门窗更新改造、供热管网保温及智能调控改造等为重点;夏热冬冷 地区建筑应综合考虑冬季保温和过渡季散热需求,以适度提升围护 结构保温隔热性能、改善冬季门窗密闭性为重点;公共建筑还应关 注中央空调系统节能运行和智慧化改造;农村地区可在农户自愿、 经济适用的前提下推进墙体、门窗、屋面、地面等围护结构菜单式 微改造,或采用增加阳光间等被动式节能技术。

2.因地制宜优化供热热源结构 提高低碳供热方式占比,是建筑供热脱碳的关键。未来需要针 对不同地区、不同类型建筑的供热需求特点采取差别化的低碳热源 替代方案。 超低/近零能耗建筑:按照标准要求,新建超低/近零能耗建筑的 供热需求都很低,建议优先采用电热泵供热,新建居住建筑优先采 用分户供热方式,新建公共建筑综合考虑功能、外观等需要优先采 用楼宇集中供热或分散供热方式,以避免采用区域集中供热带来的 输配损失。 北方地区城镇建筑:对于非超低/近零能耗建筑,其单位面积供 热用能需求仍然较高,建议继续延用区域集中供热方式,利用好既 有的区域集中供热管网资源,并着力优化热源结构,充分回收火电、核电、工业(钢铁、建材、有色、化工等)、数据中心、污水等余热 资源,发展生物质锅炉,推广储热技术,逐步替代现有燃煤、燃气热 源(包括调峰热源),同时推进供热基础设施优化升级,大力发展智 慧供热。在建筑容积率较低(小于 3)的低密度区域或难以接入区域 集中热网的区域,优先推广空气源热泵、地源热泵、中深层地热、太 阳能供热等方式。

热冬冷地区城镇建筑:不适宜大规模采用区域集中供热方式, 居住建筑应优先采用空气源热泵分户供热,并逐步推进以电代气; 公共建筑优先采用热泵楼宇集中供热方式,热源可结合现场条件和 经济性考虑空气源、水源(地下水、江水、污水等)、地源等方式。 当周边有充足、便捷的余热或可再生能源时,在高效、低碳、经济的 前提下,也可考虑采用小区或商业区集中供热方式,但要确保终端 不直接利用化石能源。 农村建筑:建议在北方农宅中继续推行清洁取暖,在技术、经 济可行前提下同步推进农房节能改造,并充分发展光伏、光热等可 再生能源建筑应用。其中,寒冷地区优先采用空气源热泵分散供热, 暂不适合采用热泵供热的严寒地区,可考虑电锅炉、电加热器、生 物质炉等供热方式。建议夏热冬冷地区农宅采用空气源热泵分散供 热,逐步替代散煤利用,并同步推进绿色农房建设和改造。

3.健全保障机制 为保证转型路径的有效推进,还需要从技术研发、法规制度、 激励政策等方面健全保障机制。 技术方面,建议加强热泵、余热回收、长距离输热、跨季节储 热、智慧供热等低碳供热关键技术的研发、示范和推广。在重点科 技研发专项中设立必要的技术攻关任务,加大财政资金支持力度。 鼓励产学研协同创新,推动科技研发、成果转化、产业培育协同发 展。加快长距离输热和跨季节储热试点示范项目建设,进一步论证技术可行性和经济性。在条件成熟地区,着力推广相关技术应用。

法规制度方面,在完善供热管理条例的基础上,研究制定国家 层面的供热法规,为国家能源政策在供热领域的贯彻落实提供更有 力的保障,为省级供热管理条例执行和地方供热规划实施提供更好 的上位法支持。加快推进热计量收费,实行基本热价和计量热价相 结合的两部制热价,合理确定基本热价比例和终端供热价格。 激励机制方面,完善有利于低碳供热的财政、税收、价格、金融 等经济激励政策。结合大气污染防治、清洁取暖、大规模设备更新 等工作,加大财政资金对建筑节能改造、余热供暖、热泵供暖、智慧 供热等低碳供热技术应用的支持,必要时设立专项资金。落实建筑 节能相关税收优惠政策,引导更多的产品设备制造、节能服务等企 业投身低碳供热转型领域。完善分时电价、居民阶梯电价等价格政 策,激励业主和居民选择低碳供热方式。鼓励银行、保险等金融机 构结合低碳供热项目特点,创新绿色金融产品和服务。探索研究有 利于低碳供热转型的行政激励措施,如容积率奖励、审批流程简化 等。

二、前景展望

基于以上路径和参数设置,本研究对未来中国建筑供热能源需 求进行了展望。结果显示,2060 年中国建筑供热终端能源需求将显 著低于当前水平,并有望实现热源零碳化。 1.供热终端能源需求大幅下降 按照本研究能源消费测算口径(计入工业余热和农村生物质能 源消费),未来,中国建筑供热终端能源需求将大幅下降,不同地区、 不同类型建筑的供热终端能源需求变化呈现不相同趋势。总体来看, ICNS 情景下,供热低碳转型速度更快,供热终端能源需求下降更显 著。

北方地区城镇建筑供热终端能源需求近期增幅有限,长期降幅 明显。2020 年,中国北方地区城镇建筑供热终端能源消费量约为 1.98 亿吨标准煤。随着建筑面积的进一步增长,近期北方地区城镇建筑 供热终端能源需求还将小幅上涨,BCNS 情景和 ICNS 情景均在 2030 年前达到峰值,峰值分别约为 2.07 亿吨标准煤和 2.04 亿吨标准煤; 而后伴随高效低碳供热技术占比的进一步提升,北方地区城镇建筑 供热终端能源需求持续较快下降,到 2060 年分别降至 1.31 亿吨标 准煤和 1.27 亿吨标准煤,较 2020 年分别下降 34%和 38%。

夏热冬冷地区建筑供热终端能源需求先增后降,升降均较为平 缓。2020 年,中国夏热冬冷地区建筑供热终端能源消费量约为 0.25 亿吨标准煤。伴随建筑面积的持续增长,未来该地区建筑供热终端 能源需求还将进一步攀升,BCNS 情景和 ICNS 情景均在 2035 年左 右达到峰值,峰值分别约为 0.27 亿吨标准煤和 0.26 亿吨标准煤;而 后伴随高效低碳供热技术占比的进一步提升,夏热冬冷地区城镇建 筑供热终端能源需求稳步下降,到 2060 年分别降至 0.22 亿吨标准 煤和 0.21 亿吨标准煤,较 2020 年分别下降 10%和 13%。

农村居住建筑供热终端能源需求持续快速下降3。2020 年,中国 农村建筑供热终端能源消费量约为 1.6 亿吨标准煤,其中北方地区 占比超过 80%。伴随农村居住建筑面积持续减少和高效热源占比不 断提高,BCNS 情景和 ICNS 情景下,农村居住建筑供热终端能源需 求均呈持续快速下降态势,到 2060 年分别降为 0.18 亿吨标准煤和 0.11 亿吨标准煤,仅为 2020 年水平的 11%和 7%。

2.供热用能逐步实现零碳化 随着终端直接利用化石能源供热方式逐步退出,建筑供热终端 用能逐步实现零碳化。 北方地区城镇建筑供热终端能源需求将以零碳热力为主。两个 情景下,北方地区城镇建筑供热终端能源需求中,化石能源直接利 用量逐步减少,煤炭在 2030 年完全退出,天然气在 2040 年完全退 出;电力需求占比持续增长,BCNS 情景和 ICNS 情景下,2060 年 分别达到 14%和 17%;区域集中供热的热力需求占比先增后降, BCNS 情景和 ICNS 情景下,2060 年分别达到 83%和 80%。

与此同时,区域集中供热的热力生产也逐步实现零碳化。燃煤、 燃气热电联产和锅炉供热占比逐步下降,2050 年燃煤制热全面退出; 工业余热、热泵、生物质热电联产+CCS 等低碳、零碳、负碳热源占 比逐步提升。2060 年,BCNS 情景和 ICNS 情景下,工业余热占热 力总产量的比例分别为 20.5%和 30.9%;热泵产热量占热力总产量的 比例分别为 39.9%和 36.7%。

夏热冬冷地区城镇建筑供热终端能源需求将全面实现电气化。 夏热冬冷地区城镇建筑供热终端能源需求中,化石能源直接利用量 逐步减少,电力需求占比持续提升。BCNS 情景和 ICNS 情景下,煤 炭在终端的直接利用分别在 2040 年和 2035 年完全退出,天然气在 终端的直接利用分别在 2055 年和 2050 年完全退出;供热终端用能 分别在 2055 年和 2050 年全面实现电气化。 农村地区建筑供热终端能源需求中电力占比将大幅提升。化石 能源在农村地区建筑供热终端能源需求中的占比持续下降,BCNS 情景和 ICNS 情景下,煤炭分别在 2040 年和 2035 年完全退出;2060 年电力需求占比分别达到 40%和 78%,其余为生物质能源。