加快構建新型智慧供熱系統的思考
來源：中能傳媒研究院
趙文瑛
（中國中小企業協會清潔供熱產業委員會秘書長）
當前，我國北方地區正陸續進入供暖季，每年冬季保暖保供工作都是關系人民群眾冷暖與切身利益的重要民生工程、民心工程。近年來，面對復雜嚴峻的國內外形勢和諸多風險挑戰，我國能源綠色低碳轉型面臨著更加復雜的矛盾，能源安全被提至與糧食安全同等重要的戰略高度。
供熱能耗在我國能源消費結構中占有較大比重，供熱安全是能源安全的重要內容。一方面，供熱行業目前面臨著化石能源熱源占比高、碳排放量大、水力失衡嚴重、過量供熱及供熱不足并存、系統靈活性不足、管理粗放、智能化水平不高等問題，使得供熱能耗較高、能源浪費嚴重，距離高質量發展和建設現代化產業體系的要求甚遠，老百姓的滿意度、舒適度仍需要進一步提高。另一方面，近年來能源供應緊張、能源價格高企，供熱成本無序上漲且難以疏導，大部分熱力企業在“市場煤、計劃熱”夾擊下，承受保供及經營雙重壓力，亟需紓困解難。
為貫徹落實《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》等相關要求，全面提升供熱系統能效，保障熱力安全穩定供應，確保群眾溫暖過冬，今年以來，國家發展改革委明確將北方地區冬季供暖用煤全部納入長協體系保障，并會同住建等部門相繼出臺完善城鎮集中供熱價格機制以及深化供熱計量改革等相關意見，加快推動供熱行業高質量、健康可持續發展。
一、供熱行業是新型能源體系的重要組成
建設新型能源體系要統籌好安全與發展，統籌好保供與轉型，統籌好管好與放活，在多目標、多約束、多變量下解好新能源可靠替代的“多元方程”，實現“謀全局”與“謀一域”、“謀一世”與“謀一時”的有機統一，處理好系統與局部、長時與瞬時的協調有序，依靠創新驅動，在源-網-荷-儲全環節共同發力，形成降碳、減污、擴綠、增長協同發展的新局面。當前，建設新型能源體系仍面臨著新能源發電可靠替代尚未形成、新能源供需在時空上不平衡矛盾突出、新能源消納壓力加大以及系統安全穩定運行難度增大等諸多挑戰。隨著終端電能消費比重不斷提高以及極端天氣頻發，全國最高用電負荷攀升明顯，2023年相比2022年預計增加8000萬千瓦至1億千瓦。
供熱/冷已成為冬/夏尖峰負荷的主要成因。根據全國各地負荷特性分析，供熱/冷是近年來最大負荷持續快速攀升的重要原因，對最高負荷增長的貢獻率接近50%，部分地區降溫/采暖負荷占最大負荷比重已超過三分之一。根據《中國電力發展報告2023》，2022年夏季全國空調負荷最高約為4億千瓦，同比增長6000萬千瓦，空調負荷增量占負荷總增量的80%；北京、上海、重慶等大城市空調負荷占比已超過50%，長江流域多個省份占比也超過40%并不斷提升。2022年，迎峰度夏期間，全國平均氣溫每升高1攝氏度，全國電力負荷增加約3500萬千瓦；迎峰度冬期間，全國平均氣溫每降低1攝氏度，全國電力負荷增加約800萬千瓦。而隨著電供暖比例增加，冬季負荷對氣溫敏感性會不斷增加。尖峰負荷具有規模大、持續時間短、出現頻次少等特點，若僅靠新增電力可靠裝機（疊加容量電價機制）滿足尖峰負荷的不斷增長，無疑是系統成本最高的方式。需要充分調動冷熱負荷積極參與需求側響應、并發展儲熱（冷）削峰填谷，以實現更為經濟地滿足尖峰負荷需求。因此未來冷熱負荷必需充分參與電力市場，供熱行業要把握好在全國統一市場體系以及新型能源體系建設中的新定位、新角色、新作用。
供熱行業是能耗“雙控”和能源轉型難度較大的領域。供熱行業是高能耗高碳排放的行業，供熱是全球最大的終端能源消費領域，占全球終端能耗的50%左右。根據清華大學建筑節能中心數據，我國北方城鎮供暖的能耗超過2億噸標準煤，碳排放量約為5.5億噸，占建筑碳排放的26%，占全社會碳排放總量的5.7%，因此供熱行業節能降碳工作對于全社會碳達峰碳中和具有重要意義。而在能源結構上，我國北方地區冬季供暖近六成是依靠化石能源，其中以清潔燃煤集中供暖為主，占比約40%，天然氣供暖次之，占比約18%，電供暖占比不足10%，可再生能源（以地熱和生物質為主）、余熱等其他熱源僅作為補充。嚴寒地區如東北三省城鎮地區基本全部依靠清潔燃煤集中供暖（占比約96%），在保障供熱安全的前提下，受氣候環境、資源稟賦以及技術適用性等條件限制，綠色低碳熱源大規模推廣困難。
熱力系統為電力系統安全調節提供巨大緩沖池。電與熱在平衡、穩定、儲存等特性上具有較強互補性，如電能難以大規模儲存，電力系統發輸配用需要實時平衡，而熱能容易大規模存儲，熱力系統具有非常強的熱惰性，相比儲電，儲熱（冷）實現了能源更低成本（儲電的五分之一至十分之一)、更大規模（可實現數天到季度）、更高安全（不起火爆炸）存儲，且能直接簡單利用。在我國能源體系中，熱網系統是具有數億噸標準煤量級的能量“存儲池”、“緩沖器”，可儲存的能量相當于目前抽水蓄能總儲能能力的一半。熱力系統通過自身數字化、智慧化升級建設，增強可觀、可測、可調、可控性能，能夠極大促進新型電力系統的整體優化，為新能源消納騰挪時空，進而提高國家能源安全保障能力。
二、新型智慧供熱系統的內涵
狹義的智慧供熱主要是供熱系統自身的升級優化，是指以供熱信息化和自動化為基礎，在現有的集中供熱管網體系下，對源-網-站-戶各環節進行智慧化升級改造，并通過智慧供熱平臺的綜合調節，實現系統全過程的信息互聯、供熱調控的智能決策、基于模型和數據的科學決策。
新型智慧供熱或者廣義的智慧供熱是在建設新型能源體系和構建新型電力系統的戰略統籌下，供熱行業不僅要“向內看”也要“向外看”，做到“見自己、見天地、見眾生”的轉型升級，做好源-網-荷-儲全域協同、熱力系統與電力系統協同、計量與調控協同，把握好在新型能源體系中的新定位、新角色、新作用。
新型智慧供熱是指在“雙碳”目標導向下，以節能降碳、提升供熱安全保障能力為主要目標，以供熱信息化、自動化和數字化為基礎，通過新一代信息技術與供熱系統源-網-荷-儲全過程的深度融合，實現按需供熱和精準供熱，并適應新型能源體系的新型供熱系統。其范疇涵蓋積極推進煤電供熱改造、供熱管網節能降碳改造、建筑節能改造，推廣多能互補、大數據調控調度系統及平臺、供熱計量，協同推進節能、減污、降碳、擴綠，全面提升供熱系統安全高效、綠色低碳水平，保障居民清潔溫暖舒適過冬。
構建新型智慧供熱是供熱行業實現高質量發展的主要途徑。構建新型智慧供熱，對于居民用戶，可以解決冷熱不均、過冷過熱等問題，實現精準供熱和按需用熱，大幅提升舒適度、滿意度和幸福感；對于供熱企業，具有顯著的節能效益，平均節能率超過20%，可以顯著降低供熱成本，提高供熱能力，增加供熱面積，提升供熱安全保障能力和精細化管理水平；對于地方政府，可以顯著降低地方財政補貼壓力，提高能耗和碳排放管理水平；對于全社會，可以顯著節約能源和減少碳排放，對于保障我國能源安全、實現碳達峰碳中和目標意義重大。
供熱計量調控是構建新型智慧供熱的必要環節。源-網-站-戶各環節物料、熱量、電耗、壓力、溫度等參數的計量是供熱系統調控、能耗“雙控”及碳排放“雙控”的基礎，供熱計量對構建新型智慧供熱系統具有基礎性、戰略性和支撐性的作用。據統計，熱力系統中戶端的熱損失占整個供熱流程的70%以上，主要原因是戶端缺乏有效的技術裝備來進行精確的熱量計量，導致供熱系統無法實現精細化調控和閉環控制。因此，未來解決戶端的精細化調控，打通系統“最后一公里”至關重要。供熱計量并不等同于狹義的計量收費，供熱節能主要體現在系統節能，尤其是二次網至末端為主，供熱計量核心在于采集并提供必要的調控數據，是智慧化的數據基礎，而按供熱計量收費僅是收費模式問題，主要目的在于促進行為節能，在節能方面貢獻有限。長期來看，隨著建筑節能水平的不斷提高，供熱能耗水平和供熱成本不斷降低，居民會優先選擇計量收費模式，并且兩部制熱價有利于對供熱成本進行疏導，建立更加科學的供熱價格形成機制。
三、供熱行業高質量發展政策建議
推動新型智慧供熱系統建設，一方面，從全局來看，按照綜合節能率15%~20%、平均供熱能耗12千克標準煤/平方米、系統建設投資強度15元/平方米以及目前標煤價格進行粗略測算，假設城鎮集中供熱面積全部改造，則每年可節約3000萬~4000萬噸標準煤，減排二氧化碳7500萬~1億噸，總的投資約2000多億元，靜態投資回收期約6~7年，具有較高的社會效益、環境效益，而從經濟性角度，對大部分企業吸引力偏弱，需要政府發揮一定的引導作用；另一方面，大部分熱力公司近幾年面臨較大的熱價倒掛問題，經營較為困難，投資能力較弱并缺乏融資渠道。
因此，構建新型智慧供熱系統是一項系統工程，既要立足當下，謀實策出實招著力解決供熱企業能源短缺、供熱成本難以疏導的問題，完善價格及成本疏導機制，做好冬季保暖保供工作，又要著眼長遠，加強頂層設計，做好系統謀劃，強化政策引領，加快推動供熱行業高質量發展。
（一）加強能源供給保障能力
建議加強供暖用煤、天然氣供應和儲備能力，不論企業規模和性質將北方地區民生供暖用煤全部納入長協體系保障，嚴格落實“3個100%”（合同簽約率100%、履約100%、價格政策100%執行），強化監管核查，妥善應對極寒天氣、斷供棄供等特殊情況，確保群眾取暖不受影響。
（二）完善供熱成本疏導機制
堅持城鎮集中供熱是保障性民生工程的基本定位，堅持價格補償和財政補償相結合，理清企業、政府、用戶的責任；盡快開展供熱燃料價格監測和供熱成本調查監審，確定合理、有效、科學的成本，確保熱價在合理區間內聯動，確定煤熱聯動啟動條件、啟動范圍、聯動程度，各環節“市場的歸市場，政府的歸政府”，由“暗補”變“明補”；盡快研究建立供熱價格形成機制，健全政府投入機制，保障熱力安全穩定供應。
（三）強化技術裝備研發創新
鼓勵技術創新和基礎研發，加快先進供熱計量調控技術和智慧供熱系統解決方案推廣應用，完善相關技術標準體系，遴選并推廣新一代全功能、長壽命、低成本、易安裝維護的戶用及樓宇熱計量和調控集成裝置，開展項目示范試點工作，實現供熱系統節能效果和供熱質量顯著提升，形成可復制可推廣的方案。
（四）因地制宜推動供熱計量
堅持以分類施策、有序實施、保障安全為原則推進供熱計量工作。一是強化計量調控，注重節能實效，實際效果要達到供熱系統平衡、計量和室溫調控的要求。二是堅持分類施策，優先分戶計量，戶用熱量表反映的每戶的流量、溫度和壓力是智慧供熱控制到戶所需要的關鍵參數，是解決末端水力失衡、居民冷熱不均和過供欠供問題以及未來參與碳市場、適應新型能源體系的重要支撐，對既有建筑的供熱計量改造，要因地制宜，分步實施，具備安裝條件且達到平衡調控要求的安裝戶用熱量表和戶用調控裝置。三是推廣計量收費，鼓勵新建建筑和具備條件的既有建筑實行供熱分戶計量收費，尚不能滿足分戶計量條件的既有居住建筑，可以按樓棟進行計量，按面積分攤。
（五）多措并舉拓寬資金來源
一是建議將新型智慧供熱項目納入國家節能降碳、老舊小區改造等中央預算內資金支持范圍和地方政府專項債券支持范圍，鼓勵符合條件的供熱基礎設施項目發行REITs產品。二是建議政策性金融機構將新型智慧供熱項目納入城市更新項目給予低利率貸款支持。三是鼓勵政府引導基金、央企產業基金、基礎設施建設基金及其他社會資本投資供熱節能項目，推動供熱節能改造獲得的能耗指標參與地方用能權市場交易。
