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南方供暖路径初探—刚性需求下的顺势而为
作者:    发布于:2020-09-25 12:19:03    文字:【】【】【

“你在南方的艳阳里大雪纷飞,我在北方的寒夜里四季如春。”道尽了因供暖方式不同,南北方冬季居住感受的巨大差异。随着国民经济水平的逐渐提升与人们对建筑舒适程度要求的越来越高,实现我国南方夏热冬冷地区供暖,成为社会各界讨论的热点话题,也是综合能源服务提升客户能源体验的题中之义。




01
供暖的区域现状与历史局限


中国的集中供暖制度始于20世纪的50年代,参照当时苏联的模式,初步建立了建筑供暖体系,将年累计日均气温不高于5的日数达到90天的地区界定为集中供暖地区。具体位置为:东起江苏北部,向西大体沿淮河干流南侧至河南信阳,折向北沿伏牛山—秦岭分水岭,至甘肃南部,东西长约2000公里,基本与秦岭-淮河线相吻合,主要包括华北、东北、西北等地区。



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南北供暖线是特定历史时期的特殊产物


南北供暖线确立于建国初期,彼时百废待兴、经济基础薄弱,冬季供暖需求虽客观存在,但居民收入低下,不具备自采暖的经济条件,需要国家补贴提供供暖以实现生活条件改善。考虑到南方日均温度较高,供暖期短,兼顾当时条件下,电力、煤炭、天然气等能源供给能力,政府无力推动全国范围供暖改造,只能让寒冷的北方地区“先暖起来”,集中供暖成为计划经济时代北方的社会福利事业之一。


南方供暖是民众对美好生活的刚性需求


近几年,厄尔尼诺现象愈演愈烈,极端气候天数逐年增加,冰雪南移趋势明显,冬天长江流域的最低气温已经达到零下8到10。且南方地区雨水偏多,冬季湿度较大,对体感温度影响很大,据统计,湿度每增加10%,人体感受到的温度则降低1。以上海为例,1-2月平均气温为3-5,平均湿度在60%左右(北方平均湿度20%左右),1-2月上海与北方地区相当的体感温度为-1到1左右,与北方地区供暖季月均温度相当。南方供暖日益成为改善居住舒适度,实现美好生活的刚性需求。


南方供暖具有较好的经济基础      

                         

供暖线以南的各省份(如图所示)人均可支配收入高于全国平均水平;若仅考虑夏热冬冷地区(上海、浙江、江苏、江西、湖北、湖南、安徽、四川),近5年人均可支配收入已经达到2.9万,长三角地区甚至达到4.2万元,几乎是同期全国平均水平的两倍。夏热冬冷地区的101个城市(南方百城),集聚了我国14%的人口和27%的经济产出,供暖需求更为强劲。相关数据显示,2019年,家用暖气片销量同比增长430%,而销量增长的“主力军”正是上海、南京、武汉等经济强市。居民可支配收入增加,在改善居住环境和生活舒适度的内需驱动下,南方供暖市场初见雏形。






02
政策市场双轮驱动,示范项目遍地开花


2012年以来,全国政协委员张晓梅、全国人大代表周洪宇等代表持续在全国两会中提到南方供暖的紧迫性。周洪宇在2020年全国两会上提交的建议中提出:2020年,南方百城具备供暖条件的潜在家庭为451—1266万户,到2025年将增至1778—3125万户;2020年,采取分户自供暖将直接拉动包括取暖设备购置、家装、能源消费等共计1184亿元的消费支出;而若采取集中/区域供暖的潜在家庭为451万户,仅能源消费也将达到126亿元。


可以预见,南方供暖市场前景广阔,终端客户参与意愿强烈且支付能力较强,投资实施南方供暖项目基础条件已经初步具备,江苏、上海、安徽等省市先后出台政策倡导和支持清洁绿色供暖,示范项目广泛涌现(详见下表)。


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表1   6省(市)供暖政策及项目信息汇总




03






03
南方供暖因地制宜,多样灵活特点突出


南方供暖必要性已成共识,但具体实施过程中,简单照搬北方集中式供暖方式是不可行的。首先,在能源消耗方面, 将北方模式照搬到南方,将大幅增加能源消耗总量和排放总量。其次,在基础设施配套方面, 南方地区的城市集中供暖基础设施基本为零,若要像北方一样,全面建立起取暖管道、供暖泵房等基础设施,投资巨大,而南方地区供暖时间具有间歇性特点,较北方地区短一半以上,容易导致集中供暖资源闲置。第三,在气候和供能效率方面,南方气候潮湿,空气隔热能力不足,热容量大,暖气运送效率相对较低,同时南方建筑墙体薄,保温效果不足,简单照搬北方集中供暖模式,易造成能源的浪费。


从现实条件与实际发展来看,南方供暖应因地制宜、按需供暖。我们认为应坚持几条基本原则:一是根据用户承受能力与需求特点,对用户进行更精细分类,因类施策;二是分散式与集中式供暖相集合,注重发挥分布式供暖灵活多样的特点。三是根据当地条件,选择合适的技术类型(优缺点对比见表2)。四是多能互补,充分利用南方水体较多的特点,采用水(地)源等热泵技术,实现冷、热一体化供应。

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表2 南方供暖主要技术信息汇总





04
南方供暖主流技术经济性比较


1.集中供暖。经对武汉、合肥等典型城市的调研,南方地区供暖单价与北方供暖单价相当。若按房屋面积收费,燃煤供暖单价为21.5-23元/平方米,燃气供暖单价为33元/平方米。由于减煤要求,新增燃煤方式供暖显然不适合新增的南方供暖市场,但充分利用电厂、工业余热,给临近用户进行供暖,可大幅提升能源使用效率,降低供暖成本


2. 燃气壁挂炉供暖。燃气壁挂炉初装费用大约1.5万,按使用年限20年测算,每年设备折旧费用为750元。以天然气作燃料,以 100平方米的房子为例,若按天然气价格3.1元/每立方米,单个采暖季燃气费用约1300元左右,加上设备折旧成本和资金成本,单个采暖季总成本约2800元左右。


3. 空气源热泵供暖。根据相关调研,若空调设备投资按一万元计算,折旧年限定为20年,则每年设备费用为500元;以100平方米的未开通峰谷电价用户为例,电价为0.5283元kWh,热泵系统COP取2.5,一个取暖季所需采暖费用大约为800-1000元左右,加上设备折旧成本和资金成本,单个采暖季总成本约2000元左右。


4.水(地)源热泵。采用水(地)源热泵开展区域供暖,是一种分布式供暖方式,折合投资约350元/平方米,虽然投资较高,但能同时实现冬季供暖、夏季供冷,且制冷制热效率较高。以冷热需求每年160kWh/平方米测算,加上设备折旧成本、运营成本和资金成本,每年供冷供热总成本约56元/平方米(系统COP取4),由供暖分摊的总成本约16元/平方米。


上述为基于同等居民建筑条件下,供暖季热需求一致(约40kWh/平方米)情况下的粗略对比,资金成本按5%考虑。可以看出,影响供暖单价的因素主要包括:燃气或电价成本、单位面积需热量等。简单对比来看,燃气供暖成本显著高于各类型热泵形式;以户为单位的燃气壁挂炉,由于运行时间易于控制,没有集中供暖中各环节热损、部分住户拒绝交费等问题,其成本低于集中式燃气供暖;采用水(地)源热泵等技术形式的区域供暖,能显著降低单位热量成本,除了用于居民供暖,更加适宜公共建筑冷热一体化供应。由于采用第三方投资的方式,其资金收益要求将高于5%,同时由于涉及多用户能源管理,其热量损耗将高于燃气壁挂炉等户内方式,用户需要支付的供暖成本将高于理论上的16元/平方米。



05
南方供暖未来发展趋势和建议


(一)南方供暖应因地制宜,以多元化方式解决


南方地区供暖更多源于生活品质改善需求,按实际需求匹配测算,较北方而言,南方地区供暖周期及日供暖时长缩短,建筑保温效果不足,采用集中供暖的建筑改造成本及能源成本较高,除可采用临近的热电厂、工业企业余热供暖外的地区,不推荐开展集中供暖,而分散式、分布式供暖方式灵活性较高,与客户用暖需求匹配更契合,将是南方供暖的主流形式。在城市人口集中区域小区内,推荐采用小区统一供暖方式。居住比较分散或者没有集中供暖管道的小区,比较适合使用燃气壁挂炉等分散式采暖方式;在电价低廉的地方,电采暖方式将是主流之一;在水资源丰富地区,优先考虑江水源热泵和污水源热泵供暖。


(二)南方供暖市场需要政策引导


推动政府制定相关支持政策,促进南方供暖市场健康发展。制定推动清洁供暖相关政策,针对建筑综合体和居民楼区,以规划为引导,发展以清洁能源、可再生能源为主热源的分布式供热项目,建立分布式成熟供热体系;对具有环保、惠民效应的清洁供暖项目提供投资补贴、产出补贴和财税优惠;拓宽清洁供暖项目开发的融资渠道,设立政府扶助基金。


(三)将南方供暖与建筑及城市发展相结合


南方供暖是提升居住、工作舒适度的重要民生需求,仅从能源供应角度考虑不足以解决历史欠账问题,而应与建筑、城市高质量发展相结合。新的地产规划、开发过程中,应统筹考虑供暖系统,以提升建筑和城市发展品质;加快提高建筑节能保温标准,逐渐统一建筑节能设计标准,为供暖提供基础条件。


(四)精细化运营管理


供暖的精细化运营,对于降低能耗和控制运营成本至关重要,对于具有部分时段、部分空间运行特点的场景(如居民用户)尤其如此,精细化管理情况下的能耗可能仅为粗放式的一半。南方供暖由于更具有间歇特性,决定了获得收益的核心在于运营管理,项目投资方应不只立足于投资,更应专注于设计-建设-运营全过程的成本最优,尤其是建立量化的运营管理体系,提升项目效益水平。


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