本刊記者 陳向國

智慧供熱是提升供熱質(zhì)量、實現(xiàn)節(jié)能降耗減排的重要途徑。在供熱企業(yè)積極探索前行下，我國智慧供熱已經(jīng)取得明顯成效。智慧供熱要取得進一步發(fā)展，還需要破除現(xiàn)存的、在推進過程中出現(xiàn)的新老問題；需要企業(yè)勇于開拓，善于實踐；需要政府更有效地政策環(huán)境支持。本刊記者采訪了北京熱力集團研發(fā)中心副主任、高級工程師李仲博，智慧供熱技術(shù)服務(wù)公司河北工大科雅能源科技有限公司教授、董事長齊承英，北京碩人時代科技股份有限公司市場總監(jiān)何樂，深入了解企業(yè)在智慧供熱方面卓有成效的實踐，為供熱行業(yè)發(fā)展探明路徑、找到方向、積累經(jīng)驗。齊承英表示，從城市供熱系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和要求看，無論是發(fā)展多熱源聯(lián)網(wǎng)的大型城市供熱系統(tǒng)，還是發(fā)展清潔能源分布式供熱系統(tǒng)，人工經(jīng)驗管理、粗放調(diào)節(jié)的模式，都不適應(yīng)發(fā)展要求。推進智慧供熱有重要實際應(yīng)用價值，也是供熱行業(yè)發(fā)展的必然方向。

智慧供熱是實現(xiàn)精準(zhǔn)供熱的重要手段

記者：在國家清潔供熱政策要求下我國城市集中供熱的發(fā)展方向？

齊承英：在清潔供熱政策的推進要求下，城市集中供熱系統(tǒng)發(fā)展的趨勢有兩個方向：一是建設(shè)基于大型熱電聯(lián)產(chǎn)的城市供熱系統(tǒng)，目標(biāo)是建立多熱源聯(lián)網(wǎng)、長距離輸送、覆蓋全城市環(huán)形管網(wǎng)、清潔能源調(diào)峰的大型城市供熱系統(tǒng)，實現(xiàn)“城市供熱一張網(wǎng)”“多熱源聯(lián)網(wǎng)”的城市供熱大型管網(wǎng)；二是發(fā)展基于中小型燃氣鍋爐、電熱鍋爐、熱泵等的分布式供熱系統(tǒng)，采用優(yōu)質(zhì)清潔能源分布式供熱。對于多熱源聯(lián)網(wǎng)大型城市管網(wǎng)系統(tǒng)，人工調(diào)節(jié)調(diào)控?zé)o法適應(yīng)源、網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控的要求，需要發(fā)展信息化、自動化、智能化的大型調(diào)控指揮系統(tǒng)，需要精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，采用基于人工智能分析的專家系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控，保障供熱安全，保證運行經(jīng)濟性。分布式供熱系統(tǒng)更是需要精準(zhǔn)供熱調(diào)控，實現(xiàn)“精準(zhǔn)供熱”“按需供熱”，以實現(xiàn)最大節(jié)能效果，保障高品質(zhì)清潔能源供熱的經(jīng)濟性。

記者：請結(jié)合集中供熱談?wù)勗撊绾伪Ｕ锨鍧嵐岬男Ч崿F(xiàn)精準(zhǔn)供熱？

何樂：供熱是基本的民生工程，讓老百姓溫暖過冬是黨和政府關(guān)心和極力保證的重要目標(biāo)。在全民努力進入小康社會的背景下，2020年的疫情和持續(xù)的低溫凸顯了室內(nèi)環(huán)境的重要性，也給熱力公司提出了新的挑戰(zhàn)。在滿足老百姓的用熱要求的同時實現(xiàn)能源的節(jié)約，而利用先進的自動化、智慧化手段實現(xiàn)精準(zhǔn)供熱已經(jīng)成為行業(yè)的共識。

記者：從具體操作層面該如何推進智慧供熱？

李仲博：推進智慧供熱要針對傳統(tǒng)供熱方式存在的問題采取措施。首先要明確傳統(tǒng)供熱的弊端。中國北方城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)模龐大，設(shè)備設(shè)施狀況復(fù)雜， 主要有兩大難點問題，一是供暖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、熱力水力工況不平衡，造成用戶室溫偏差大；二是熱能生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、使用過程中，多層級（熱源側(cè)、一次網(wǎng)、二次網(wǎng)等）熱惰性、調(diào)控不到位導(dǎo)致的供需間在調(diào)控與響應(yīng)上的不滿足。因此,推進智慧供熱就是要解決傳統(tǒng)供熱中存在的問題。

技術(shù)是大力推進智慧供熱的強力保障

記者：在智慧供熱方面都采用了哪些技術(shù)？

李仲博：北京熱力集團總供熱面積5.06億平方米。其中北京市域內(nèi)供熱面積約3.37億平方米，約占北京供熱面積37%；京外供熱面積1.68億平方米，包括山西大同、河北廊坊、涿州、湖北潛江、內(nèi)蒙古烏蘭察布、吉林撫松等，因此在智慧供熱領(lǐng)域進行了四點實踐。一是自主研發(fā)和推廣了二次系統(tǒng)按需精準(zhǔn)供熱技術(shù)解決了用戶側(cè)供熱不均衡、響應(yīng)速率慢的問題，實現(xiàn)了以用戶用熱需求為導(dǎo)向的按需精準(zhǔn)供熱，關(guān)鍵指標(biāo)達到了國際先進水平，核心技術(shù)經(jīng)吸收消化實現(xiàn)了自主可控。二是在國內(nèi)供熱行業(yè)首次應(yīng)用北斗定位技術(shù)，從工程建設(shè)開始，利用北斗定位實現(xiàn)城市供熱管網(wǎng)關(guān)鍵信息全程可追可溯，實現(xiàn)供熱基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、可視化，提升安全保障度，助力北京智慧城市建設(shè)。三是利用機器人、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐步推進城市熱網(wǎng)態(tài)勢感知建設(shè)，研發(fā)了管溝巡檢機器人、引入了無人機進行地下管網(wǎng)巡檢，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)溫度、濕度傳感器、內(nèi)置光纖監(jiān)測保溫管新等產(chǎn)品，逐步增加城市熱網(wǎng)中的“眼睛”，讓地下管網(wǎng)運行狀態(tài)更可感知，巡檢運行更便捷。四是建設(shè)了城市熱網(wǎng)智能調(diào)度運行體系。北京熱力擁有國內(nèi)領(lǐng)先的億平米級別城市熱網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)。通過項目運行，實現(xiàn)合理利用能源，降低供熱成本；建立供熱保障響應(yīng)機制和熱、電、氣的聯(lián)調(diào)機制，加強供熱管網(wǎng)的應(yīng)急保障能力；制定熱計量方式下城市熱網(wǎng)的精細化調(diào)節(jié)和運行策略；通過信息技術(shù)和通訊手段，建立可靠的熱網(wǎng)智能調(diào)度體系，保障多熱源大型供熱系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度管理。

記者：在具體項目中智慧供熱的效果如何？

李仲博：北京熱力集團承擔(dān)了國家科技部國家重點研發(fā)計劃項目《基于大數(shù)據(jù)的北方城鎮(zhèn)按需供熱精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)研究與示范》，在供暖面積約13.5萬平方米的頂秀金石小區(qū)做了示范項目。改造前這個小區(qū)的平均室溫低于20℃的占11.3%，高于24℃的占52.1%，室內(nèi)冷熱不均現(xiàn)象明顯，尤其是熱力站近端與遠端的樓內(nèi)室溫差別明顯，用戶自主調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度時容易導(dǎo)致樓內(nèi)水力失衡，調(diào)控難度大。改造后2019～2020年采暖季與2018～2019年采暖季相比，室溫均衡度提升53.4%，室溫控制精度由±4℃將至±1℃，工單投訴量降31%，熱單耗降8%，電單耗降26%，成本費用降29.36萬元。

供熱質(zhì)量是對智慧供熱最好的肯定

全面實現(xiàn)智慧供熱尚存多方待解困難

記者：一枝獨秀不是春，百花齊放春滿園。除北京外，請談?wù)勚腔酃嵩谄渌貐^(qū)的建設(shè)及成效。

齊承英：工大科雅承擔(dān)的唐山曹妃甸熱力智慧供熱升級改造項目，于2019～2020年供暖季投入運行，采用國內(nèi)領(lǐng)先的工大科雅智慧供熱全面解決方案，完成了全部熱力站自控系統(tǒng)升級改造，運用大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)算法，基于熱用戶舒適室溫為目標(biāo)的反饋調(diào)控策略，對熱源、熱力站以及熱網(wǎng)進行自動優(yōu)化控制，實現(xiàn)顯著節(jié)能效果。實測數(shù)據(jù)分析表明，2019～2020年采暖季與2018～2019年采暖季相比，在供熱面積增加10.8%、因疫情導(dǎo)致供熱延長31天的情況下，曹妃甸熱力全網(wǎng)耗熱量整體下降了7.9%，節(jié)省熱量超過6.3萬吉焦，折算節(jié)約標(biāo)煤2100余噸，二氧化碳減排量超過5300噸，二氧化硫減排量約43噸，煙塵減排量約22噸。2020年曹妃甸熱力及政府主管部門采納了我公司制作的《曹妃甸熱力供熱運行報告》中提出的建議，進一步實施了二級網(wǎng)智能平衡改造并建設(shè)了曹妃甸區(qū)域的智慧供熱監(jiān)管平臺，與唐山市城市級供熱智能監(jiān)管平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并上傳至河北省升級供熱智能監(jiān)管平臺，形成“省-市-區(qū)-企業(yè)”四級聯(lián)動、三級監(jiān)管、企業(yè)智能優(yōu)化調(diào)控的供熱信息化、智能化管控體系，成為供熱行業(yè)技術(shù)升級的示范項目。

何樂：碩人時代2020年與承德熱力合作建立“啟智”智慧供熱平臺，依據(jù)“熱量進度一致”的創(chuàng)新平衡理念，吸取了大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、專家經(jīng)驗等先進技術(shù)，為超大型集中供熱企業(yè)進一步節(jié)能8%以上。碩人時代致力于供熱企業(yè)的智慧化轉(zhuǎn)型升級，近兩年為客戶安裝了10萬只室溫采集器，實時了解用戶供熱情況，結(jié)合AI人工智能算法實現(xiàn)以供熱室溫為目的的調(diào)控。

記者：全面實現(xiàn)慧供熱還存在哪些困難？

李仲博：主要存在兩方面困難。一是能源大數(shù)據(jù)互聯(lián)互通有待提升。熱力企業(yè)的數(shù)據(jù)架構(gòu)較為復(fù)雜，涉及熱源、熱網(wǎng)及千家萬戶的熱用戶，及生產(chǎn)、銷售、服務(wù)各方面。目前對內(nèi)還存在著北京熱力各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)維度、數(shù)據(jù)異構(gòu)等現(xiàn)象；對外與規(guī)劃、住建、環(huán)保等政府部門，水、電、氣等其它行業(yè)都存在基礎(chǔ)信息共享交互的難題。二是智慧供熱投資較大。北方城鎮(zhèn)供熱是帶福利色彩的市政公用事業(yè)，企業(yè)利潤率很低，而智慧供熱的各類設(shè)備硬件、軟件系統(tǒng)建設(shè)需要大量投資。目前智慧供熱技術(shù)經(jīng)濟性正在改善，但回收期多數(shù)都在5～8年，需要拓展融資渠道，獲得政府資金支持。

記者：需要哪些方面的支持？有什么建議？

齊承英：城市供熱系統(tǒng)是重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施，是涉及民生服務(wù)的重要發(fā)面，運營模式是政府部門授權(quán)“特許經(jīng)營”，因此行業(yè)發(fā)展需要政府相關(guān)政策的支持，智慧供熱的發(fā)展也應(yīng)該是由政府主管部門進行區(qū)域發(fā)展的頂層設(shè)計、政策促進，才能獲得更快、更好地發(fā)展，才能避免走彎路、避免重復(fù)建設(shè)的浪費。

李仲博：在這里主要對政府提四方面的建議。一是建議政府將智慧供熱建設(shè)納入老舊小區(qū)綜合整治范圍內(nèi)。二是建議政府繼續(xù)加大可再生能源供熱的政策支持力度，推進多能耦合、低碳供熱。三是建議政府盡快理順熱和電之間的關(guān)系，讓供熱企業(yè)能享受到電能供熱的各項鼓勵政策，改善空氣源、熱泵供熱和綠電儲熱技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟性，并建立綜合控制策略智能化調(diào)控平臺，真正實現(xiàn)熱、電協(xié)同響應(yīng)。四是建議政府建立相關(guān)機制，推進統(tǒng)一的集中供熱運行管控、客服平臺，在供熱行業(yè)進行復(fù)制推廣，整合資源，避免重復(fù)性投資，發(fā)揮規(guī)模效益，推進整體水平提升。

抓住智慧供熱發(fā)展機遇企業(yè)大有可為

記者：全面推進智慧供熱企業(yè)該如何行動？

齊承英：供熱企業(yè)目前分地區(qū)而治、天然壟斷的發(fā)展模式在政府基于清潔供熱和供熱保障能力考慮下會進行供熱特許經(jīng)營政策調(diào)整；具備技術(shù)、人員、成本、資金等優(yōu)勢的企業(yè)會快速發(fā)展，形成跨區(qū)域的熱力集團；在清潔供熱能源成本上升的壓力下，供熱系統(tǒng)運行管理方式將由“經(jīng)驗調(diào)節(jié)、看天燒火、勞動密集”向“信息化、數(shù)據(jù)化、智能化”發(fā)展。因此，供熱企業(yè)要抓住時機和機遇，全面升級改造的頂層設(shè)計、整體規(guī)劃、分步實施，切忌孤立地建設(shè)某個階段的信息化、自動化系統(tǒng)，形成信息孤島，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計智慧供熱監(jiān)控軟件平臺。軟件平臺應(yīng)覆蓋“源、網(wǎng)、站、荷、儲”，內(nèi)置大數(shù)據(jù)回歸分析和人工智能專家系統(tǒng)，熱力站自控系統(tǒng)、二級網(wǎng)智能平衡系統(tǒng)、熱用戶室溫監(jiān)測系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)均不能割裂采集、傳輸、存儲，不能再形成孤立的數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)有的孤立數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)盡快進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一整合，形成完整的智慧供熱數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，并形成“源、網(wǎng)、站、荷、儲”的智能分析、聯(lián)動調(diào)度、優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)。

此外，大型熱力企業(yè)應(yīng)與智慧供熱技術(shù)服務(wù)單位共同進行人員培訓(xùn)、日常運行交互，提高智慧供熱系統(tǒng)的運行管理水平；中小熱力企業(yè)因為缺乏高水平人才，可以探討與專業(yè)化的智慧供熱技術(shù)服務(wù)單位建立合作模式，包括數(shù)據(jù)托管、運營托管等模式，保證智慧供熱升級改造達到預(yù)期目標(biāo)，節(jié)能降耗、降低人工成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

何樂：實現(xiàn)智慧供熱，前提是完成底層數(shù)據(jù)的上傳、整理，建立所有現(xiàn)場儀器儀表的臺賬及通訊，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和穩(wěn)定，進而通過對運營數(shù)據(jù)的分析，借助先進的大數(shù)據(jù)處理和算法實現(xiàn)自動化、智慧化調(diào)控。由于智慧供熱是個系統(tǒng)工程，需機電一體化、通訊、軟件、硬件、數(shù)據(jù)庫、暖通等多個專業(yè)配合，建議熱力公司進行智慧化建設(shè)根據(jù)自身情況量身打造。而自動化企業(yè)在提供好的技術(shù)、產(chǎn)品的同時，也要與熱力公司深入合作，切身了解熱力公司的痛點、難點，針對企業(yè)最急需的需求提供解決方案。