北方農(nóng)村地區(qū)清潔采暖規(guī)劃編制方法探討與思考

鄭淑晶 李琳紅

(青島市城市規(guī)劃設計研究院，山東 青島 266022)

1 概述

為減少大氣污染排放，打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，發(fā)改委、能源局等十部委聯(lián)合下發(fā)了《關于印發(fā)北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021)的通知》(發(fā)改能源[2017]2100號)，該文件首先明確了清潔取暖概念，其次對北方地區(qū)提出了近期2019年、2021年相應的清潔化取暖率目標[1]。

青島市各區(qū)市近年來陸續(xù)開展農(nóng)村地區(qū)清潔取暖規(guī)劃編制工作，作者結合所承擔的其中三個區(qū)市的規(guī)劃編制任務，針對規(guī)劃編制技術路線、規(guī)劃核心技術問題及解決方法、規(guī)劃推進實施建議等方面總結成文，望給同類規(guī)劃的編制人員一定的啟發(fā)參考。

2 規(guī)劃編制技術路線

根據(jù)《山東省農(nóng)村地區(qū)清潔供暖專項規(guī)劃編制大綱(試行)》和實際規(guī)劃編制經(jīng)驗，將農(nóng)村地區(qū)采暖規(guī)劃的編制技術路線簡要概括為：

在現(xiàn)狀資料收集及分析基礎上進行熱負荷預測，綜合考慮熱用戶用熱特點、資源稟賦條件、政策要求等多方面因素確定各用戶供熱方式，進而進行能源需求預測。同時對熱源熱網(wǎng)、電源電網(wǎng)、氣源氣網(wǎng)等相關配套設施進行布局規(guī)劃，對建筑節(jié)能改造、項目組織實施、投資估算等方面進行實施規(guī)劃，以確保本規(guī)劃順利落地、節(jié)能減排效果顯著[2]。

繪制技術路線圖見圖1。

3 規(guī)劃編制中需關注的核心技術問題

3.1 充分考慮空置率、使用率、采暖設計溫度、持續(xù)采暖時間等因素影響，避免負荷預測結果虛高

供熱面積是制定供熱規(guī)劃的基礎數(shù)據(jù)[3]。農(nóng)村地區(qū)非供熱面積數(shù)量龐大，不可將建筑面積等同于供熱面積進行負荷預測。非供熱面積主要指村莊空心化導致的空置房屋，以及雜物房、常年無人居住不常使用房間等。根據(jù)項目所在地實際情況調(diào)研，村莊房屋空置率為10%～20%，使用率即每戶冬季采暖房屋面積占每戶總建筑面積的比例為60%～70%。

能源需求量預測應充分考慮農(nóng)村供熱的特殊性，相比城市供熱水平，農(nóng)村房屋的采暖設計溫度、持續(xù)采暖時間均應有所降低，避免計算結果虛高。

3.2 根據(jù)用戶用熱特點，因地制宜的選擇供熱方式

根據(jù)山東省農(nóng)村采暖規(guī)劃編制相關要求，將農(nóng)村熱用戶劃分為新型農(nóng)村社區(qū)、公共服務設施、村莊三個類別[4]。

新型農(nóng)村社區(qū)和公共服務設施通常建筑保溫性能良好、分布較為集中，便于實施集中供熱，優(yōu)先考慮將其納入城市集中供熱體系，其次可采用以小區(qū)、公服設施個體為單位的小型集中供熱，熱源可選燃氣冷凝鍋爐、生物質(zhì)鍋爐、空氣源熱泵或地源熱泵集中供熱系統(tǒng)等方式。小微型公服設施適宜采用分散采暖，優(yōu)先推薦方便靈活的空氣源熱泵機組，見圖2，圖3。

在農(nóng)村清潔采暖規(guī)劃中，確定供熱方式最為困難的是村莊。村莊以戶為單位，一層平房為主，普遍無外保溫，單層門窗，單位建筑面積耗熱量大。從經(jīng)濟角度考慮，除鎮(zhèn)駐地或熱源周邊的少數(shù)村莊外，該類建筑不宜采用集中供熱，應采用分散供熱，具體熱源形式則與其資源稟賦條件、經(jīng)濟收入水平密切相關。

農(nóng)村采暖規(guī)劃編制一般以區(qū)、市、縣為單位，所轄村莊數(shù)量成百上千，每個村莊逐一分析研究供熱方式明顯不切實際，為此建議將規(guī)劃區(qū)內(nèi)的村莊按照一定的共性進行分類，然后為每類村莊規(guī)劃合理的供熱方式。根據(jù)青島市村莊實際情況，作者在規(guī)劃編制中將村莊劃分為五大類，各類村莊特點及規(guī)劃供熱方式分析見表1。其他各地市可結合實際情況分出許多特色村(鎮(zhèn))，比如以生產(chǎn)家具、林木種植、家禽家畜飼養(yǎng)等產(chǎn)業(yè)為主的生物質(zhì)能特色村(鎮(zhèn))，地熱資源豐富的地熱能特色村(鎮(zhèn))，工業(yè)余熱豐富的余熱能特色村(鎮(zhèn))等等。

表1 村莊分類及供熱方式分析表

在規(guī)劃階段，為同一村莊規(guī)劃多種方式不利于后續(xù)電力、燃氣、熱力等配套設施的布局，同時很難界定各類供熱方式的相互比例，導致預測各類能源的需求量困難。因此建議在規(guī)劃中為每個村莊推薦一種主要采暖方式，生物質(zhì)節(jié)能環(huán)保爐和空氣源熱泵是作者認為目前對一般村莊最具有普適性的清潔供熱方式，其他滿足政策的清潔供熱形式可采用但不做具體要求。政府要求的清潔取暖率為約束型指標，規(guī)劃中必須落實，各清潔供熱方式之間的占比關系以及后期實施階段的逐年改造比例為引導性指標，規(guī)劃中不做強制要求。

3.3 三網(wǎng)配套容量配置要充足

確定好規(guī)劃區(qū)供熱方式后，應核算集中供熱管網(wǎng)輸送能力、天然氣管網(wǎng)輸送能力以及各等級變壓器供電能力是否滿足需求，提出相應配套設施、管網(wǎng)的改擴建計劃。

對于“煤改電”用戶，重點是村級變壓器容量升級擴容及相關線路改造，現(xiàn)狀農(nóng)村變壓器戶均容量通常在2 kVA～3 kVA，建議將變壓器戶均容量提升至6 kVA[1]。對于“煤改氣”用戶，重點是氣源和管網(wǎng)體系建設。村鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)通常為DN200中壓A級管網(wǎng)，按照DN200管道輸送能力6 700 m3/h估算，可滿足約15 000戶村戶冬季采暖用氣和炊事用氣需求。

3.4 選擇經(jīng)濟合理的建筑節(jié)能改造方式

農(nóng)村建筑保溫性差，耗熱量大，實施建筑節(jié)能改造是從源頭減少能源消耗、污染物排放的有效方式之一。

在建筑節(jié)能改造方式上，農(nóng)村住宅的熱損失主要發(fā)生在外墻圍護結構、門窗、屋頂和地面，其中屋頂?shù)臒釗p失約為20%,門窗熱損失量約為30%～40%，外墻熱損失約為40%～50%，地面熱損失約為5%[5]，圍護結構改造成本約為60元/m2～100元/m2，可節(jié)省30%左右的能耗，3年～5年即可回收成本，具體改造方案應綜合改造成本、運行效果及運行成本等因素確定。目前常用的改造方案是墻體外保溫、改為雙層門窗、封廈或組合方式改造，清潔供熱改造初投資(含取暖設備采購安裝和建筑節(jié)能改造)不宜超過10 000元。

4 對規(guī)劃推進實施的幾點思考

4.1 從經(jīng)濟角度出發(fā)，賦予清潔采暖鮮活生命力

清潔供暖成本普遍高于普通燃煤供暖，很難同時保證清潔供暖企業(yè)盈利且用戶可承受。多地清潔供暖推進高度依賴政府補貼，自身造血能力不足。目前業(yè)內(nèi)普遍達成“補初裝不補運行”的共識，在此情形下做好建筑節(jié)能保溫工程、就地選擇能源、智能控制系統(tǒng)運行時間等措施以降低運行成本、減輕用戶經(jīng)濟壓力顯得尤為重要。按照目前農(nóng)村采暖支出水平，清潔供熱方式年運行費用不超過1 000元才有較好的自生能力。

4.2 從節(jié)能效果出發(fā)，建筑節(jié)能保溫工程先行

實施建筑節(jié)能保溫，單位建筑面積熱負荷指標可降低30%左右，節(jié)能效果顯著。因此清潔供熱必須以完成建筑節(jié)能保溫工程為前提，否則再清潔的供熱方式對節(jié)能減排而言都是枉然。即便未進行供熱方式清潔化改造的用戶，實施建筑節(jié)能改造也能取得較好的節(jié)能減排效果。

4.3 從可行性出發(fā)，遵循事物發(fā)展規(guī)律

為完成政府改造任務，不少地市出現(xiàn)臨時購買安裝電暖器、燃氣壁掛爐等設備應付檢查的現(xiàn)象。至規(guī)劃目標年(2021年/2022年)，政策要求農(nóng)村地區(qū)清潔取暖率從現(xiàn)狀的10%～20%提升至60%～80%(各地市要求不同)，改造任務時間緊、任務重，應切實做好組織實施，任務分解至具體部門，借鑒先行城市的寶貴經(jīng)驗制定詳盡可行的工作推進計劃。

5 結語

與常規(guī)供熱規(guī)劃相比，該類規(guī)劃具有規(guī)劃期限短、重實施、熱用戶量多且分散、牽涉部門眾多等特點，在規(guī)劃編制過程中應尤為重視下述內(nèi)容：

1)供熱負荷預測與能源需求預測，應在合理選擇采暖溫度，充分考慮農(nóng)村房屋空置率、使用率、供熱持續(xù)時間等因素的基礎上進行，避免預測值虛高。

2)以用熱共性劃分用戶類別，因地制宜確定各類建筑供熱方式，具體問題具體分析，切勿生搬硬套。

3)相關配套設施規(guī)劃和建筑節(jié)能改造規(guī)劃內(nèi)容應詳盡具體，且實施順序優(yōu)先于清潔供熱方式改造，確保清潔供熱改造效果顯著。

4)規(guī)劃推進應從經(jīng)濟角度、節(jié)能效果、可行性出發(fā)，設置合理彈性空間，避免規(guī)劃單一供熱方式而限制其余清潔供熱方式發(fā)展，避免政府考核嚴卡逐年改造比例導致實施部門產(chǎn)生抵觸情緒。