北京市供熱用能現(xiàn)狀及碳排放分析

文_梁博 北京節(jié)能環(huán)保中心

1 研究背景

2021年12月在京召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，要堅(jiān)定不移推進(jìn)”。近年來(lái)，北京持續(xù)推進(jìn)節(jié)能降耗，碳減排工作走在全國(guó)特大型城市前列，單位GDP能耗和碳排放數(shù)值穩(wěn)步降低，具備率先實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的基礎(chǔ)條件。同時(shí)，高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)節(jié)能降碳工作需要和首都經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型協(xié)同實(shí)施，需要穩(wěn)步推進(jìn)城市用能向低碳能源轉(zhuǎn)型。其中供熱是城市運(yùn)行和民生關(guān)注的重點(diǎn)，該領(lǐng)域節(jié)能降碳路徑值得認(rèn)真分析研究。本文通過分析北京市供熱領(lǐng)域能源消費(fèi)和碳排放現(xiàn)狀，分析余熱利用、熱泵和太陽(yáng)能等供熱方式可替代潛力，進(jìn)而提出供熱領(lǐng)域節(jié)能降碳路徑，助力城市“雙碳”目標(biāo)高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)。

2 北京市供熱領(lǐng)域能耗及碳排放

總體上看，“十三五”期間本市萬(wàn)元GDP能耗下降23.95%，2020年萬(wàn)元GDP能耗達(dá)到0.209t標(biāo)準(zhǔn)煤，能效水平位列省級(jí)地區(qū)首位，人均碳排放總量和單位GDP碳排放量數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于全國(guó)平均水平。具體到供熱領(lǐng)域，截至2019年本市形成了以熱電聯(lián)產(chǎn)和燃?xì)忮仩t為主，熱泵、燃油、電及工業(yè)余熱作為補(bǔ)充的供熱方式，能源消費(fèi)主要以天然氣為主，占比約95%，可再生能源（主要是熱泵）占比約4%，供熱能耗占到全市能源消費(fèi)比重約6%，供熱產(chǎn)生的碳排放占到全市碳排放的8.5%。

2.1 北京市供熱領(lǐng)域用能現(xiàn)狀（圖1）

圖 1 2015~2019年 北京市供熱結(jié)構(gòu)變化圖

從供熱面積上看，據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2019年北京市城鎮(zhèn)供熱面積達(dá)到88459萬(wàn)m2，比上年增加2141萬(wàn)m2，同比增2.5%，其中燃?xì)忮仩t供熱面積達(dá)到61177萬(wàn)m2，同比增長(zhǎng)2.4%；熱電聯(lián)產(chǎn)供熱面積21425萬(wàn)m2，比2018年增長(zhǎng)1.8%；其他方式供熱面積（主要為地?zé)峒盁岜茫?857萬(wàn)m2，同比增長(zhǎng)5.5%。

從供熱方式上看，直接使用燃?xì)夤岚ㄈ細(xì)忮仩t和壁掛爐，本市共有燃?xì)忮仩t約3500余座，總裝機(jī)容量近4.5萬(wàn)MW，承擔(dān)全市69%的供熱面積，其中居住供熱占到78%，公建供熱占到22%；熱電聯(lián)產(chǎn)供熱由城市熱力網(wǎng)、區(qū)域熱力網(wǎng)和跨省熱電網(wǎng)組成，承擔(dān)全市24%的供熱面積；可再生能源供熱主要包括淺層地源熱泵、再生水（污水）源熱泵、深層地?zé)?、水源熱泵以及空氣源熱泵，承?dān)本市城鎮(zhèn)地區(qū)供熱面積的4%；燃油、電及工業(yè)余熱占比較少。

2.2 北京市供暖系統(tǒng)碳排放現(xiàn)狀（圖2）

圖2 北京市2015~2019年供熱用能碳排放量統(tǒng)計(jì)圖

“十三五”時(shí)期本市供熱產(chǎn)生的碳排放呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)，2019年相比2015年增長(zhǎng)約6.8%，年均增幅約1.7%，低于供熱面積增速。主要得益于，燃煤替代和可再生能源供熱推廣運(yùn)用，本市積極落實(shí)國(guó)務(wù)院“大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃”、市政府“清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃”部署要求，關(guān)停燃煤電廠，完成各類燃煤鍋爐和民用散煤清潔能源替代，壓減燃煤工作取得顯著成效，2019年燃煤產(chǎn)生的碳排放相比2015年降低了約85%。從不同供熱方式碳排放構(gòu)成上看，燃?xì)忮仩t碳排放占到供熱碳排放的78%，壁掛爐占到12%，其他方式占到碳排放的10%。

3 本市供熱能源替代潛力分析

經(jīng)調(diào)研，本市可利用供熱資源主要有電廠余熱、燃?xì)忮仩t余熱、垃圾焚燒廠余熱、地源熱泵和污水源熱泵等，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在充分利用的情景下，可替代供熱面積約3.18億m2，占目前供熱面積的35%，可有效降低化石能源消費(fèi)量，降低供熱產(chǎn)生的碳排放。具體來(lái)看，本市現(xiàn)有10臺(tái)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的余熱資源，可替代供熱面積約0.65億m2；現(xiàn)有燃?xì)忮仩t余熱資源可替代供熱面積約1.2億m2；現(xiàn)有垃圾焚燒電廠設(shè)計(jì)處理量22650t/d，余熱資源可代替面積約0.4億m2；現(xiàn)有地源熱泵和污水源熱泵可替代面積分別為0.8億和0.13億m2。與此同時(shí)，基于本市區(qū)域特點(diǎn)，可開發(fā)利用數(shù)據(jù)中心余熱資源，推廣太陽(yáng)能供熱、儲(chǔ)熱等技術(shù)運(yùn)用，進(jìn)一步挖掘供熱能源替代潛力。

4 本市供熱領(lǐng)域節(jié)能降碳路徑

根據(jù)現(xiàn)狀分析及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)，本市供熱將逐步轉(zhuǎn)變以燃?xì)鉃橹鞯挠媚芙Y(jié)構(gòu)，余熱資源和可再生能源利用將成為重要組成部分，形成以低碳能源為主的智慧聯(lián)動(dòng)、多能互補(bǔ)的供熱方式。具體路徑上看：一是推動(dòng)現(xiàn)有供熱系統(tǒng)節(jié)能減排，提高燃?xì)忮仩t利用效率，推進(jìn)供熱管網(wǎng)智慧化改造升級(jí)，實(shí)施用戶側(cè)供熱計(jì)量，鼓勵(lì)供熱領(lǐng)域新技術(shù)新產(chǎn)品示范運(yùn)用，普及規(guī)范節(jié)約用熱生活常識(shí)，充分釋放供熱系統(tǒng)節(jié)能減排潛力；二是推動(dòng)供熱領(lǐng)域能源轉(zhuǎn)型替代，提高外調(diào)綠電占比，發(fā)揮余熱資源潛力，大力發(fā)展可再生能源供熱方式，轉(zhuǎn)變以燃?xì)夤釣橹鞯墓嵊媚芙Y(jié)構(gòu)，詳見圖3。

圖3 北京供熱領(lǐng)域節(jié)能降碳路徑

5 結(jié)語(yǔ)

綜合分析供熱能源消費(fèi)和碳排放情況，本市供熱領(lǐng)域降碳工作需要充分優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和推動(dòng)節(jié)能減排協(xié)同發(fā)力，構(gòu)建以綠色能源為主的供熱能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮電廠余熱、工業(yè)余熱等余熱資源潛力，搭建智慧化供熱平臺(tái)，構(gòu)建城市安全、低碳、清潔、高效、智慧、經(jīng)濟(jì)的低碳供熱體系。