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供熱的低碳轉型路徑分析

發布時間:

供熱需求的增加帶動了各類技術裝機需求的發展,多種清潔供熱技術的應用實現了對燃燒散煤的替代。2020年后,隨著潛在熱需求的滿足以及

供熱需求的增加帶動了各類技術裝機需求的發展,多種清潔供熱技術的應用實現了對燃燒散煤的替代。

2020年后,隨著潛在熱需求的滿足以及建筑節能技術的應用,區域供熱的需求增長速度逐漸減緩,熱源容量保持穩定。從長期來看,熱泵技術的應用和具有靈活性的熱電聯產機組配合儲熱技術,將繼續替代一部分燃煤供熱的應用,生物質能供熱量也將逐漸增加。到2035年,在2℃情景下,區域供熱中煤炭供熱鍋爐的供熱量占比將從2019年的88%減少到50%,而清潔能源供熱(包括電供熱和高效煤炭熱電聯產)占比將上升至44%。

熱電協同將成為系統耦合的先行者和提供電力系統靈活性的重要方式。隨著清潔供暖的推進,熱電聯產機組供熱和熱泵技術將成為供暖的重要方式。通過以上技術,可實現電力系統和熱力系統的互聯,借助不同的控制和協調機制,結合儲能(熱)裝置,可實現更靈活的熱力負荷和電力負荷的調節,互聯的系統互為備用還可以提高整體的穩定性。應用熱電協同技術可以有效地解決電力負荷不足時的棄風、棄光問題,也可以更好地協調季節性的風光發電波動以及熱負荷的系統平衡,同時作為清潔供暖的技術手段之一,更加有效地解決分散熱力用戶的清潔供暖問題。

分技術轉型分析

1.太陽能供熱

在強化政策情景下,到2020年,太陽能熱水系統開始普及,太陽能供暖和工農業熱利用獲得規模化推廣,太陽能空調示范推廣,使得太陽能中低溫熱利用裝機容量達到512GWth[插圖](7.3億平方米太陽能集熱器面積);到2030年,太陽能熱水系統基本普及,太陽能供暖和工農業熱利用開始大規模應用,太陽能空調開始規模化推廣,使得太陽能中低溫熱利用裝機容量達到746GWth;到2050年,太陽能熱水系統全面普及,太陽能供暖和工農業熱利用實現大規模應用,太陽能空調開始規模化推廣,使得太陽能中低溫熱利用裝機容量達到1241 GWth。

在2℃情景下,太陽能熱利用應用領域將從民用熱水拓展到工業熱水、建筑供暖和區域熱力供應。到2020年,太陽能熱水系統大面積普及,太陽能供暖和工農業熱利用開始規模化推廣,太陽能空調小規模應用,使得太陽能中低溫熱利用裝機容量達到713 GWth(8億平方米太陽能集熱器面積);到2030年,太陽能熱水系統全面普及,太陽能供暖和工農業熱利用大規模應用,太陽能空調開始規模化推廣,使得太陽能中低溫熱利用裝機容量達到1202 GWth;到2050年,太陽能熱水、供暖和空調三聯供系統得到規模化推廣,太陽能供暖和工農業熱利用實現規模化應用,使得中低溫熱利用裝機容量達到2411 GWth。

2.生物質供熱

生物質供熱是綠色、低碳、清潔、經濟的可再生能源供熱方式,主要包括生物質熱電聯產和生物質鍋爐供熱,適合城鎮民用清潔供暖以及替代中小型工業燃煤燃油鍋爐。中國農作物秸稈及農產品加工剩余物、林業剩余物等生物質資源豐富,每年約有4億噸標準煤可供能源化利用,發展生物質能供熱具有較好的資源條件。未來生物質供熱將保持平穩發展,在2℃情景下,2035年后,中國生物質供熱將達到年均2億噸標準煤左右的相對平穩階段。

3.地熱供熱

地熱能利用的分布主要集中于需要供暖且地熱資源豐富的東北、華北、西北、華東北部以及華中的部分省市。其中,東北地區以黑龍江北部、遼寧中南部、內蒙古東部為主,規劃新增7000萬平方米;華北地區以北京、天津、河北、山西中南部和內蒙古中部為主,規劃新增19000萬平方米;西北地區以新疆西部、寧夏、甘肅中部、青海西寧為主,規劃新增3000萬平方米;華東北部地區以山東、江蘇、安徽為主,規劃新增6000萬平方米;華中地區以河南為主,規劃新增5000萬平方米。到2035年,通過利用完備的地下水回灌技術措施和控制手段,將建立地熱能綜合開發利用技術、標準和裝備體系,實現地熱能的大規模發展,在2020年布局的基礎上,在傳統供暖區和中南部、西南部等地區實現地熱供熱的全面發展,總供熱面積達到30億平方米以上,利用地熱能7500萬噸標準煤以上,形成完善的地熱能開發利用技術和產業體系。

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