供热的低碳转型路径分析
供热需求的增加带动了各类技术装机需求的发展,多种清洁供热技术的应用实现了对燃烧散煤的替代。2020年后,随着潜在热需求的满足以及
供热需求的增加带动了各类技术装机需求的发展,多种清洁供热技术的应用实现了对燃烧散煤的替代。
2020年后,随着潜在热需求的满足以及建筑节能技术的应用,区域供热的需求增长速度逐渐减缓,热源容量保持稳定。从长期来看,热泵技术的应用和具有灵活性的热电联产机组配合储热技术,将继续替代一部分燃煤供热的应用,生物质能供热量也将逐渐增加。到2035年,在2℃情景下,区域供热中煤炭供热锅炉的供热量占比将从2019年的88%减少到50%,而清洁能源供热(包括电供热和高效煤炭热电联产)占比将上升至44%。
热电协同将成为系统耦合的先行者和提供电力系统灵活性的重要方式。随着清洁供暖的推进,热电联产机组供热和热泵技术将成为供暖的重要方式。通过以上技术,可实现电力系统和热力系统的互联,借助不同的控制和协调机制,结合储能(热)装置,可实现更灵活的热力负荷和电力负荷的调节,互联的系统互为备用还可以提高整体的稳定性。应用热电协同技术可以有效地解决电力负荷不足时的弃风、弃光问题,也可以更好地协调季节性的风光发电波动以及热负荷的系统平衡,同时作为清洁供暖的技术手段之一,更加有效地解决分散热力用户的清洁供暖问题。
分技术转型分析
1.太阳能供热
在强化政策情景下,到2020年,太阳能热水系统开始普及,太阳能供暖和工农业热利用获得规模化推广,太阳能空调示范推广,使得太阳能中低温热利用装机容量达到512GWth[插图](7.3亿平方米太阳能集热器面积);到2030年,太阳能热水系统基本普及,太阳能供暖和工农业热利用开始大规模应用,太阳能空调开始规模化推广,使得太阳能中低温热利用装机容量达到746GWth;到2050年,太阳能热水系统全面普及,太阳能供暖和工农业热利用实现大规模应用,太阳能空调开始规模化推广,使得太阳能中低温热利用装机容量达到1241 GWth。
在2℃情景下,太阳能热利用应用领域将从民用热水拓展到工业热水、建筑供暖和区域热力供应。到2020年,太阳能热水系统大面积普及,太阳能供暖和工农业热利用开始规模化推广,太阳能空调小规模应用,使得太阳能中低温热利用装机容量达到713 GWth(8亿平方米太阳能集热器面积);到2030年,太阳能热水系统全面普及,太阳能供暖和工农业热利用大规模应用,太阳能空调开始规模化推广,使得太阳能中低温热利用装机容量达到1202 GWth;到2050年,太阳能热水、供暖和空调三联供系统得到规模化推广,太阳能供暖和工农业热利用实现规模化应用,使得中低温热利用装机容量达到2411 GWth。
2.生物质供热
生物质供热是绿色、低碳、清洁、经济的可再生能源供热方式,主要包括生物质热电联产和生物质锅炉供热,适合城镇民用清洁供暖以及替代中小型工业燃煤燃油锅炉。中国农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物等生物质资源丰富,每年约有4亿吨标准煤可供能源化利用,发展生物质能供热具有较好的资源条件。未来生物质供热将保持平稳发展,在2℃情景下,2035年后,中国生物质供热将达到年均2亿吨标准煤左右的相对平稳阶段。
3.地热供热
地热能利用的分布主要集中于需要供暖且地热资源丰富的东北、华北、西北、华东北部以及华中的部分省市。其中,东北地区以黑龙江北部、辽宁中南部、内蒙古东部为主,规划新增7000万平方米;华北地区以北京、天津、河北、山西中南部和内蒙古中部为主,规划新增19000万平方米;西北地区以新疆西部、宁夏、甘肃中部、青海西宁为主,规划新增3000万平方米;华东北部地区以山东、江苏、安徽为主,规划新增6000万平方米;华中地区以河南为主,规划新增5000万平方米。到2035年,通过利用完备的地下水回灌技术措施和控制手段,将建立地热能综合开发利用技术、标准和装备体系,实现地热能的大规模发展,在2020年布局的基础上,在传统供暖区和中南部、西南部等地区实现地热供热的全面发展,总供热面积达到30亿平方米以上,利用地热能7500万吨标准煤以上,形成完善的地热能开发利用技术和产业体系。