一、“雙碳”目標區(qū)別于傳統(tǒng)環(huán)保

傳統(tǒng)環(huán)境保護主要是針對污染物排放進行。一般污染物排放的特點是，距離排放點越近，所受的危害越大;隨著距離增加，由于污染物逐漸擴散等原因，其濃度也會降低，危害會逐漸降低。因此，對于傳統(tǒng)環(huán)境污染物而言，各地政府和群眾都會通過各種手段，積極推動限制本地污染物排放。而“雙碳”目標下，二氧化碳本身毒性很小，基本對周邊環(huán)境沒有危害，其主要危害是產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起全球地表溫度升高、氣候變化，影響整個人類生存。我國在這一時期承諾碳中和，正是站在人類命運共同體角度提出，體現(xiàn)了我國大國擔(dān)當精神。也正因為這一原因，在實現(xiàn)雙碳目標時，大型和超大型城市要充分考慮經(jīng)濟因素，不一定像治理傳統(tǒng)污染物那樣，只靠努力減少碳排放或增加二氧化碳的吸收，還可以通過購買碳匯的方式實現(xiàn)碳中和。

二、供熱行業(yè)如何實現(xiàn)碳中和

全部通過購買碳匯實現(xiàn)碳中和，顯然是不現(xiàn)實的，供熱行業(yè)必須通過自身努力減少碳排放。通常將供熱系統(tǒng)分為熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三大部分，筆者認為，供熱行業(yè)要實現(xiàn)碳中和，這三方面都要有顛覆性轉(zhuǎn)變。

（一）熱源

一般認為，在實現(xiàn)碳中和目標時，熱源更換是重點，必須徹底更換傳統(tǒng)能源形式，但具體更換成什么形式，業(yè)內(nèi)還沒有統(tǒng)一共識?，F(xiàn)在正在探索的，有核能、中深層地?zé)帷⑺礋岜?，以及土壤源熱泵等多種方式。筆者認為，以電為能源形式的熱泵，應(yīng)該是比較好的方式。這是因為，電動熱泵可以應(yīng)用“綠電”作為能源，將低品位熱轉(zhuǎn)化為高品位熱用來供熱，還可以充分收集余熱或廢熱，在減少碳排放的同時還能減少熱污染。在應(yīng)用核能和低谷電儲熱等方式時，由于其產(chǎn)熱量一般都會大于需用熱量，因此，應(yīng)充分考慮其散出的熱量對氣候的影響。雙碳目標的根本目的，是減緩地球表面溫度的上升，如果減少了溫室氣體排放，反而由于增加了熱量、升高了地球表面溫度，是得不償失的。

在實現(xiàn)碳中和目標的能源形式還不能確定時，部分采用可再生能源，嘗試多能互補的能源形式，是實現(xiàn)雙碳目標的必經(jīng)之路。北京地區(qū)供熱以燃氣鍋爐為主要熱源形式，可以采用電動熱泵作為輔助熱源，例如利用電動熱泵吸收燃氣鍋爐排煙熱量。試點項目中已經(jīng)可以將燃氣鍋爐排煙溫度降低到30℃。這樣不但可以節(jié)約能源，還可以減少城市熱島效應(yīng)，一舉多得。

利用電動熱泵還需要部分政策支持。首先，現(xiàn)有燃氣鍋爐房中，富余的電力負荷都很少，如果采用電動熱泵，一般需要電力增容，費用較高。能否在冬季應(yīng)用居住小區(qū)中閑置的夏季空調(diào)負荷，還需要技術(shù)和政策探討。其次，由于當前北京用電還以煤電為主，電價相對較高，如果能有供熱電價優(yōu)惠，會促進合同能源管理公司投資在熱源中增加電動熱泵。

在傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)中，水泵、換熱器等重點設(shè)備的升級換代，也是供熱節(jié)能和減少碳排放的關(guān)鍵。例如，集中供熱中廣泛應(yīng)用的循環(huán)水泵，是系統(tǒng)中電能消耗最大的設(shè)備，一般設(shè)計效率為70%左右，而大多數(shù)循環(huán)水泵由于設(shè)計參數(shù)與實際運行參數(shù)差距很大，實際運行效率不足50%。

總之，在熱源沒有確定雙碳技術(shù)路線時，逐步增加電動熱泵等，利用可再生能源的設(shè)備與傳統(tǒng)能源一起運行，通過數(shù)字化手段實現(xiàn)多能互補，減少煤和天然氣等化石能源用量，同時優(yōu)化熱源中的關(guān)鍵設(shè)備，提升設(shè)備運行效率，是現(xiàn)行集中供熱系統(tǒng)熱源實現(xiàn)碳中和目標的可行之路。

（二）熱網(wǎng)

熱網(wǎng)是連接熱源和熱用戶的供熱管道。應(yīng)該對現(xiàn)有的老舊管網(wǎng)進行更新改造，消除管網(wǎng)跑冒滴漏現(xiàn)象。北京地區(qū)供熱管網(wǎng)，尤其是二次管網(wǎng)，由于存在產(chǎn)權(quán)不清、更新難度較大等問題，尤其是老舊小區(qū)，管網(wǎng)損失在整個供熱能耗中占比最大。在對老舊小區(qū)二次管網(wǎng)改造中，不一定使用原有管材，應(yīng)倡導(dǎo)采用塑料材質(zhì)、鑄鐵材質(zhì)等更耐腐蝕的管材。

供熱系統(tǒng)一般采用熱水循環(huán)系統(tǒng)，在傳統(tǒng)供熱中，為提升供熱輸送效率，必須提高輸配水溫。因此，在供熱系統(tǒng)中，一般供熱面積越大，管網(wǎng)溫度越高。但要實現(xiàn)碳中和，關(guān)鍵是如何充分利用余熱或廢熱資源。例如，隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用，會建立很多分布式計算中心，它們都會排放大量熱量。一般余熱和廢熱的溫度較低，無法用傳統(tǒng)高溫管網(wǎng)收集。當前供熱領(lǐng)域輸配技術(shù)的研究方向是，對連接用戶和能源的管網(wǎng)進行降溫運行，在余熱端收集低溫?zé)崃浚诮咏脽岫?，使用電動熱泵對溫度提升用于供熱。這樣做的另一個好處是，管網(wǎng)降溫降壓運行，輸送熱損失也能適當減少。

（三）熱用戶

原來提到供熱系統(tǒng)碳中和，人們往往直接想到熱源端改造，而筆者認為，熱用戶端的革命其實是最重要的。

首先，最重要的是對供熱根本目的的重新認識。我國集中供熱自產(chǎn)生以來，一直被認為是北方地區(qū)的保障性工作。但隨著社會的發(fā)展進步，這一認識已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)的變化，從原來保障人民基本生存需求，變成了要滿足人民日益增長的美好生活需求。以北京接訴即辦為例，2020-2021年度12345市民服務(wù)熱線供熱工單中，反應(yīng)“室溫問題”68130件，占總工單92.7%，但根據(jù)供熱單位反饋，入戶測溫達標率“18℃以上”占九成以上。多數(shù)用戶投訴原因是“我覺得冷”，用戶對供暖“18℃”的解釋非常不滿。2021年，有一條外地某主管領(lǐng)導(dǎo)說只要滿足18℃就行的視頻被罵上了熱搜。究其原因是，供熱的規(guī)劃、設(shè)計、施工及收費制度等幾乎所有相關(guān)環(huán)節(jié)，都是按照保障性原則進行的，但是在最終的供熱服務(wù)上，又采用的是要滿足用戶舒適性原則，這就產(chǎn)生了矛盾問題。

我國北方地區(qū)的媒體上，每年在采暖季開始前，都會關(guān)注今年是否提前供暖，在停暖前都會討論是不是延長供暖，提前和延長供暖的區(qū)域都會受到群眾歡迎。我國南方地區(qū)要求集中采暖的呼聲也不斷高漲，一些經(jīng)濟條件較好的區(qū)域已經(jīng)開始了集中供熱。這些增加的能源消耗，會增加大量的碳排放。

如何解決這一矛盾？筆者認為，應(yīng)該徹底改變對當前集中供熱的認識。現(xiàn)在的供熱已經(jīng)不再是保障性公共服務(wù)了，應(yīng)該明確調(diào)整成“滿足用戶舒適生活為目標”。要回歸熱的商品屬性，用市場機制解決供熱方、用熱方及節(jié)能減排的矛盾。

其次，在轉(zhuǎn)變對集中供熱認識以后，應(yīng)該重新梳理熱計量問題。我國在2000年和2010年左右，先后兩次大規(guī)模推進熱計量政策，很多建筑都安裝了熱計量設(shè)備，但大多數(shù)沒有真正實施熱計量。究其原因，筆者認為，是當前的熱計量方式損害了供熱方的利益，其主要體現(xiàn)在計量后的熱費上。

一是各地?zé)嵊嬃空叨加袩醿r封頂政策。以北京為例，規(guī)定用戶熱計量為兩步制熱價，即基礎(chǔ)熱價和計量熱價，供熱單位先按照面積熱價進行收費，供暖季結(jié)束按照熱量進行結(jié)算。當基礎(chǔ)熱價加上計量熱價低于現(xiàn)行面積熱價時，供熱單位要給用戶退費。當基礎(chǔ)熱價加上計量熱價高于現(xiàn)行面積熱價時，只按照面積熱價收費，高出部分用戶不再承擔(dān)。也就是俗稱的“多退，少不補”政策。由于用戶少用熱，供熱單位就得退費;多用熱，供熱單位沒處收錢?？傮w執(zhí)行熱計量，供熱單位收入是少于面積收費的。實行熱計量后，供熱方運行成本是增加的，增加的部分包括熱計量器具的更新維修保養(yǎng)費用、計量器具定期檢定費用以及由于增加了熱計量設(shè)備造成管網(wǎng)阻力增加等費用。供熱方在熱計量后成本上升、收入下降，供熱單位沒有實施熱計量的積極性，更不會在熱計量系統(tǒng)中主動增加供熱量。

二是部分區(qū)域的兩步制熱價中，計量熱價較低，不足以涵蓋燃料成本。以北京為例，現(xiàn)行的變動熱價為0.16元/Kwh，以燃氣價格2.78元/立方米，每千瓦時單燃料成本0.278元/Kwh（以天然氣熱值10Kwh/立方米估算），造成供熱單位每多供1Kwh，至少賠0.12元。

第三，理順計量熱價后，要加強分室室溫調(diào)控。原來說到分室調(diào)控室溫，往往強調(diào)行為節(jié)能。以筆者經(jīng)驗來看，分室溫控的重點不是用戶經(jīng)常根據(jù)上班或下班進行的行為調(diào)節(jié)，而是根據(jù)自身對溫度的合理需求調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，同時可以利用太陽輻射等熱量節(jié)能的手段。以供熱一線經(jīng)驗來看，用戶室內(nèi)不同房間的室溫差異越來越大，有時陽面房間和陰面房間的室內(nèi)溫度差4℃～6℃。在新建建筑中應(yīng)用較多的地板輻射采暖中，很多客廳溫度很高，但臥室由于放一張大床再加一個落地衣柜，大大遮擋了散熱面積，造成臥室溫度很低的問題。

在一般建筑暖通設(shè)計時，都會根據(jù)建筑朝向等因素考慮選擇散熱器，但這只是達到靜態(tài)熱平衡。例如，南向房間設(shè)計的散熱器都會小于北向房間。但一般情況下，用戶回家是晚上，并沒有太陽照射，而南向房間一般窗戶較大，冷輻射較多，就會感覺室內(nèi)溫度偏低。由于新建建筑保溫等條件都好于過去，外界動態(tài)因素對室溫影響變大，因此加強戶內(nèi)分室溫度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，才能實現(xiàn)在滿足用戶使用需求的同時，達到節(jié)能減排。

三、實現(xiàn)“雙碳”目標的途徑：智能供熱

智能供熱，是通過在室外、熱源、熱網(wǎng)、熱力入口等位置增加溫度、壓力及流量等“觸點”，由系統(tǒng)根據(jù)已有的“知識地圖”，對供熱量等參數(shù)進行動態(tài)調(diào)節(jié)，滿足用戶對熱量需求的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

供熱行業(yè)原來管理非常粗放，現(xiàn)場基本不具備遠傳傳感器，基本靠有責(zé)任心的運行人員根據(jù)經(jīng)驗進行調(diào)節(jié)。隨著我國勞動力市場變化，一線優(yōu)秀運行人員越來越少，需要通過數(shù)字化手段，將好的一線運行人員調(diào)節(jié)進行模型化，用電腦代替人腦，實現(xiàn)模型化運行。并通過增加天氣等因素，對供熱系統(tǒng)進行前饋控制，在用戶端增加觸點，對系統(tǒng)進行反饋調(diào)節(jié)，達到在滿足用戶需求的條件下節(jié)能的目的。

筆者認為，碳中和下的供熱系統(tǒng)，應(yīng)該是一個與周邊余熱資源連接的綜合供熱系統(tǒng)，由多種能源供給熱量，在這種多能互補的系統(tǒng)中，智能調(diào)節(jié)供熱量尤為重要。智能供熱通過采集熱源、熱網(wǎng)和熱用戶運行數(shù)據(jù)，對需用熱量進行判斷，調(diào)節(jié)各熱源供給熱量，保證熱源經(jīng)濟且環(huán)保，達到低碳供熱。

綜上所述，在供熱行業(yè)碳中和技術(shù)路徑還沒有完全確定時，通過熱源、熱網(wǎng)和熱用戶的改變，以及采用智能供熱的方法，可以大大減少碳排放，再補充購買部分碳匯，就能加快北京地區(qū)供熱行業(yè)實現(xiàn)碳中和的步伐。

（壓題圖片：智能供熱平臺 作者提供）

（責(zé)任編輯：嚴陳玲）

作者簡介：丁琦（1973—），北京人，北京金房暖通節(jié)能技術(shù)股份有限公司副總裁，研究方向：暖通節(jié)能技術(shù)。