中國儲能網(wǎng)訊：近年來，我國以京津冀為代表的廣大地區(qū)深陷霧霾困擾。由于霧霾問題是直接關(guān)系民生的重大問題，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人對此高度重視。2016年12月21日，習(xí)總書記在主持中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第14次會議時(shí)強(qiáng)調(diào)：“推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容?！?
煤炭一直是我國北方城鄉(xiāng)居民冬日取暖的主要能源，環(huán)保部2016年底印發(fā)的《民用煤燃燒污染綜合治理技術(shù)指南(試行)》提出了“民用煤污染治理應(yīng)以環(huán)境空氣質(zhì)量改善為核心，采取因地制宜、綜合治理、多措并舉、分步推進(jìn)的步驟實(shí)施”的治理總體思路。
但是，隨著2017年冬季供暖季在11月15日前后的到來，我國北方一些城鄉(xiāng)陸續(xù)傳出供暖燃?xì)獠蛔愕南?，產(chǎn)生“氣荒”。從11月28日0時(shí)起，河北省天然氣供應(yīng)進(jìn)入Ⅱ級預(yù)警（橙色），甚至河北某醫(yī)院供氣也受到限制。天然氣新增的需求大部分來自最近幾年清潔供暖中的“煤改氣”工程，煤改氣工程之下，很多地方燃煤取暖被禁止，對天然氣的需求大幅度增加，超出了相關(guān)單位供氣的能力。
顯然，由于清潔取暖是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，采取的實(shí)施路線稍有偏頗，后果不堪設(shè)想。這就需要我們在實(shí)施清潔供暖戰(zhàn)略中，一方面要細(xì)致周到的推進(jìn)實(shí)施、另一方面要借助先進(jìn)的實(shí)施理念，實(shí)施方案，確保清潔供暖工作真正的變成惠民工程，并且切實(shí)解決國家發(fā)展中面臨的能源和環(huán)境約束問題。本文擬就清潔供暖實(shí)施方案進(jìn)行創(chuàng)新思考，為清潔供暖戰(zhàn)略提供一條重要的實(shí)施思路。
一、清潔供暖的重大意義
1. 我國供暖情況現(xiàn)狀
目前我國的供暖體系，按照區(qū)域?qū)┡绞竭M(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，城市供暖主要采用集中供暖方式，農(nóng)村則多采用分散供暖方式。無論哪種供暖方式，基于煤炭廉價(jià)易用的特點(diǎn)，雖然經(jīng)濟(jì)社會已經(jīng)高度發(fā)展，我國居民供暖仍然以燃煤為主。
圖1 我國北方地區(qū)冬季取暖的特點(diǎn)[1]
在集中供暖系統(tǒng)中，燃?xì)忮仩t和熱電聯(lián)產(chǎn)等清潔取暖的供暖面積呈現(xiàn)快速、持續(xù)增長的態(tài)勢。集中供暖發(fā)展時(shí)間長、技術(shù)成熟可靠，目前采用的集中供暖熱電廠排污水平已經(jīng)很低。
圖2北方地區(qū)集中供暖熱源比例[1]
圖3 不同地區(qū)集中供暖熱源特點(diǎn)[1]
而在我國人口接近50%的北方農(nóng)村則大量采用散煤取暖。散煤，是一種在小鍋爐、家庭取暖、餐飲用煤中廣泛使用的民用煤，灰分、硫分比例高，但價(jià)格便宜。在生活水平不斷提高的農(nóng)村地區(qū)，冬季室內(nèi)散煤取暖也逐漸顯現(xiàn)出多方面問題：盡管戶均耗煤量已超過城市居民水平，但冬季室內(nèi)溫度大多在10~16℃之間，不足以滿足室內(nèi)舒適性的基本要求；大量分散的散煤低效燃燒導(dǎo)致冬季室內(nèi)外空氣質(zhì)量惡化，并且還成為形成冬季北方大面積PM2.5的主要污染源之一。
2. 京津冀供暖季深陷霧霾
2016年，我國煤炭消費(fèi)量18.88億噸油當(dāng)量，同比下降4.7%，但仍然占世界煤炭總消費(fèi)量的50.58%。煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的比重達(dá)到62%，遠(yuǎn)高于30%的世界煤炭平均水平。
國網(wǎng)能源研究院高級工程師霍沫霖博士強(qiáng)調(diào)，占煤炭消費(fèi)總量4.7%的農(nóng)村生活散煤產(chǎn)生高達(dá)74.9萬噸細(xì)顆粒物排放，幾乎持平于占煤炭消費(fèi)總量43.2%的電煤所產(chǎn)生的88.57萬噸排放。由于單位排放強(qiáng)度最大，農(nóng)村生活散煤應(yīng)成為散煤治理的重中之重。國務(wù)院參事室特約研究員吳吟曾指出，“1噸散煤燃燒排放的污染物相當(dāng)于火電燃煤排放污染物的5到10倍”。而一噸散煤燃燒產(chǎn)生的煙塵(顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物更是達(dá)到電廠大型鍋爐處理后的10倍以上。2017年8月31日,《2017中國散煤治理調(diào)研報(bào)告》在京發(fā)布，報(bào)告預(yù)計(jì)全國散煤消費(fèi)量應(yīng)在7.5億噸左右。該課題總報(bào)告由中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長賀克斌和中國煤控項(xiàng)目分析師李雪玉編寫。
圖4 北京供暖季霧霾景象
散煤問題已成為影響京津冀大氣治理效果的最短板，也直接影響到中國的能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型。2016年1月，國家城市環(huán)境污染控制技術(shù)研究中心研究員彭應(yīng)登通過燃煤量和污染系數(shù)計(jì)算得出，北京本地每年排放的7.2萬噸PM2.5污染物質(zhì)中，15%來自本地散煤燃燒。此外，散煤還貢獻(xiàn)了十分之一的氮氧化物污染和三分之一的二氧化硫污染。在一場京津冀區(qū)域散煤燃燒污染控制與管理技術(shù)交流會上，環(huán)保部總工程師趙英民指出，京津冀區(qū)域目前每年燃煤散燒量超過3600萬噸，占京津冀煤炭用量的十分之一，但對煤炭污染物排放量的貢獻(xiàn)總量卻達(dá)一半左右。
近年，為了治理冬季首都霧霾，京津冀地區(qū)協(xié)同聯(lián)動進(jìn)行了很多卓有成效的以“煤改氣”、“煤改電”為主的清潔供暖改造工作。目前北京全市優(yōu)質(zhì)能源占比提升到84%以上。北京市年用煤總量已由2300萬噸，壓減到1000萬噸以內(nèi);建成四大燃?xì)鉄犭娭行?，?shí)現(xiàn)電廠生產(chǎn)燃?xì)饣?；核心區(qū)、城六區(qū)和通州區(qū)基本“無燃煤鍋爐”。北京已連續(xù)兩年總投入100億元以上，對農(nóng)村地區(qū)800多個(gè)村(鎮(zhèn))實(shí)施煤改氣(電)，預(yù)計(jì)到2018年，全市農(nóng)村地區(qū)煤改氣(電)將全部完成。2017年9月29日，中國社會科學(xué)院城市發(fā)展、中國城市經(jīng)濟(jì)學(xué)會與環(huán)境研究所在京發(fā)布《城市藍(lán)皮書：中國城市發(fā)展報(bào)告No.10》。報(bào)告認(rèn)為，總體來看，我國的霧霾治理已經(jīng)取得一定成效，但京津冀依然是空氣污染最嚴(yán)重的區(qū)域。
3. 清潔供暖意義重大
在全世界范圍，2015年12月，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》近200個(gè)締約方在巴黎氣候變化大會上達(dá)成《巴黎協(xié)定》。2016年10月5日，聯(lián)合國秘書長潘基文宣布，《巴黎協(xié)定》于當(dāng)月5日達(dá)到生效所需的兩個(gè)門檻，并將于2016年11月4日正式生效。根據(jù)《巴黎協(xié)定》，各締約方承諾，在工業(yè)化前水平上，要把全球平均氣溫升幅控制在2攝氏度以內(nèi)，并提出努力將氣溫升幅限制在1.5攝氏度內(nèi)的目標(biāo)。
在我國，北方清潔供暖關(guān)系廣大人民群眾生活，是重大的緊迫的民生工程、民心工程。黨的十九大指出：我國社會主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。當(dāng)前北方開展的清潔取暖重大決策的提出，正是源于對這一矛盾的深刻認(rèn)識。
目前采取的清潔供暖措施已然產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益：
首當(dāng)其沖就是節(jié)能減排。例如，國家電網(wǎng)公司自推廣實(shí)施電采暖以來，已累計(jì)完成替代電量277億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少散燒煤1551萬噸。與此同時(shí)，電采暖還累計(jì)減少二氧化碳排放2762萬噸，減少二氧化硫、氮氧化物和粉塵污染物排放878萬噸，北京平原地區(qū)、天津武清區(qū)等地率先建成“無煤區(qū)”。
給百姓生活品質(zhì)帶來大幅提升。老百姓家里不用再堆散燒煤了，不用再處理煤灰了，無論是家庭生活小環(huán)境、還是村鎮(zhèn)大環(huán)境都得到根本改善。安全方面主要體現(xiàn)在以往燃煤取暖造成的煤氣中毒、火災(zāi)等安全事故顯著減少。農(nóng)戶室內(nèi)供暖溫度穩(wěn)定、適宜，提高了居住舒適性。
提高清潔能源消納力度。國網(wǎng)甘肅公司在金昌、瓜州等光伏基地推廣電采暖244萬平方米；吉林公司利用棄風(fēng)電量，推動建成全球最大的32萬千瓦取暖電鍋爐。2016至2017年取暖季，青海、新疆、吉林、遼寧等地通過清潔取暖消納棄風(fēng)棄光電量近3億千瓦時(shí)。
清潔采暖行業(yè)快速發(fā)展。電采暖還帶動電采暖行業(yè)健康快速發(fā)展，近年來電采暖設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)也不斷取得進(jìn)步和突破，電采暖設(shè)備類別不斷增加，市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。僅北京地區(qū)2016年“煤改電”市場規(guī)模就超過50億元。
若全面采取清潔供暖，將大幅改善人民群眾生活質(zhì)量，提高清潔能源利用率，降低碳排放，并在很大程度上解決霧霾問題?！?017年散煤減少7000萬噸，2020年減少2億噸以上”，這是8月31日發(fā)布的《中國散煤治理調(diào)研報(bào)告(2017)》提出的目標(biāo)。
但是，近兩年的清潔供暖工作，由于工期緊張，且替代工作量大，實(shí)施過程中暴露出大量的現(xiàn)實(shí)問題。例如，中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會郝芳洲說，“散煤需要治理，但散煤燃燒替代戰(zhàn)略應(yīng)該如何推行？一些地方下發(fā)節(jié)能爐具補(bǔ)貼政策沒多久，在氣源短缺情況下，又出臺了燃?xì)獗趻鞝t補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，由于脫離實(shí)際，政策難以執(zhí)行。”典型的問題總結(jié)如下：
1) 散煤取締過程中，引入多種“煤改電”、“煤改氣”的設(shè)備及配套建筑，使得熱力系統(tǒng)更加復(fù)雜，供暖成本高企；
2) 天然氣等代替散煤的能源緊缺，甚至產(chǎn)生“氣荒”現(xiàn)象，供暖高峰期為了保供暖，部分工礦企業(yè)的用氣需求無法滿足，供暖安全性也不能完全保障；
3) 改電后發(fā)電一次能源仍多為化石能源，多個(gè)地區(qū)雖然風(fēng)力或太陽能資源豐富，卻仍有超過20%的比例新能源被棄用。蒙西地區(qū)冬季供暖季，棄風(fēng)率竟然超過50%！
因此，急需一種靈活高效、可集中可分散、甚至能夠參與環(huán)境治理的清潔供暖解決方案。能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖解決方案應(yīng)運(yùn)而生。
二、能源互聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)清潔供暖的技術(shù)變革
縱觀發(fā)達(dá)國家，在散煤治理方面，“清潔化改造+能源替代”成主攻方向，而能源互聯(lián)網(wǎng)是公認(rèn)消納新能源的最佳方案。英國倫敦自1956年《清潔空氣法》頒布實(shí)施以來，要求居民、商業(yè)和工業(yè)部門燃用的煤炭改為天然氣和電力，經(jīng)過多年的努力，其空氣質(zhì)量得到明顯改善。此外，通過散煤治理推動能源使用結(jié)構(gòu)調(diào)整也是美國減少燃煤排放的關(guān)鍵。美國近半個(gè)世紀(jì)以來，煤炭消費(fèi)向規(guī)模較大、治污設(shè)施完善的大型電廠機(jī)組集中，民用消費(fèi)比例逐漸降低，減少散煤污染排放量，從而保障空氣質(zhì)量。
我國可再生能源供熱潛力很大。研究測算，我國可再生能源供熱潛力可達(dá)30億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。各類可再生能源供熱方式增長迅速，太陽能熱利用持續(xù)增長，風(fēng)電清潔供熱與生物質(zhì)能供熱在示范應(yīng)用的基礎(chǔ)上開始進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段，地?zé)崮艿拈_發(fā)利用更呈現(xiàn)較快增長，各地因地制宜開展了可再生能源供熱的實(shí)踐。對于建筑密度高的城市建成區(qū)，采用集中供暖的方式已經(jīng)十分成熟。對于建筑密集度低的北方廣大農(nóng)村，集中供熱網(wǎng)的投資高，運(yùn)行效率低，因此應(yīng)發(fā)展分散的清潔供熱方式。
1. 傳統(tǒng)清潔供暖的技術(shù)路徑
傳統(tǒng)清潔供暖的技術(shù)路徑可以分為熱源的清潔能源替代及熱網(wǎng)和建筑的節(jié)能性能提升。在熱源的清潔能源替代方面，主要是將天然氣、電能、可再生能源等清潔能源通過增效、轉(zhuǎn)換、光熱、光電、風(fēng)電、水電、熱泵等高效技術(shù)的獨(dú)立或耦合應(yīng)用替代傳統(tǒng)熱源，這種替代既包括熱源的新建、也包括熱源的改造。
2016年，北京市共完成663個(gè)村莊熱源的清潔能源替代工作。其中，“煤改氣”占12.3%，“煤改電”占87.4%。在“煤改電”中，空氣源熱泵占主導(dǎo)地位，達(dá)到75.9%，蓄熱式電暖氣占22.3%，地源熱泵不足0.1%，采用其他電采暖設(shè)備占1.7%。
探討能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖解決方案之前，我們先來分析一下傳統(tǒng)清潔供暖主要技術(shù)路徑的特點(diǎn)：
從以上分析可以看出，傳統(tǒng)清潔供暖技術(shù)的主要技術(shù)路徑，均存在或多或少的問題，其優(yōu)缺點(diǎn)和局限性，導(dǎo)致了清潔供暖工作推動的困難重重，效果不夠顯著。
2. 基于能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖解決方案
能源互聯(lián)網(wǎng)是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費(fèi)以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)?；谀茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的清潔能源場景與傳統(tǒng)清潔能源場景具有顯著的區(qū)別，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院深入研究清潔供暖專題，提出基于能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的清潔供暖解決方案。
在能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖解決方案中，分布式清潔電能充當(dāng)能源互聯(lián)網(wǎng)熱源主力，天然氣作為補(bǔ)充熱源；光伏或風(fēng)電通過清潔供暖途徑可以獲得大量的消納，解決“棄風(fēng)棄光”能源浪費(fèi)問題；將傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸能量的媒介，代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱力網(wǎng)，延伸至難以建設(shè)熱力網(wǎng)絡(luò)的廣大區(qū)域（尤其是大量使用鍋爐房和散煤的村鎮(zhèn)，電力網(wǎng)早已普及）；各類熱用戶從熱負(fù)荷的角色轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的綠色能源節(jié)點(diǎn)，通過信息物理系統(tǒng)融合技術(shù)，它們可以受控參與對電力網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻，及作為各個(gè)能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制手段。同時(shí)，若在較大熱用戶處增設(shè)電蓄熱設(shè)備，還能能夠使得熱負(fù)荷獲得日負(fù)荷曲線、甚至年負(fù)荷曲線的削峰填谷，平抑電力需求等虛擬電廠重要功能（如圖5所示）。
圖5 基于能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖解決方案示意圖
從圖5可以看出，整套解決方案也可以稱為虛擬熱電廠方案。供暖系統(tǒng)變成了能源系統(tǒng)的重要設(shè)施，能夠通過云端大數(shù)據(jù)處理，及虛擬熱電廠的控制策略實(shí)現(xiàn)大范圍的能源調(diào)配，極大的增加了清潔供暖的經(jīng)濟(jì)和社會效益，引領(lǐng)清潔供暖向著創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享及優(yōu)質(zhì)高效的方向發(fā)展，最終助力實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)方式革命。
針對解決方案中的關(guān)鍵技術(shù)之一，電蓄熱將迎來在國內(nèi)的發(fā)展高峰期。電蓄熱起源于上世紀(jì)五十年代的歐洲，至今已有六十多年歷史。作為政府項(xiàng)目，德國政府聯(lián)合奔馳、AEG和西門子等多家著名企業(yè)研發(fā)了利用電力低谷時(shí)段蓄能設(shè)備。數(shù)十年來電蓄熱在歐洲一直發(fā)揮其獨(dú)特的調(diào)峰加供暖的優(yōu)勢，至今仍廣泛應(yīng)用于德國智能電網(wǎng)和供熱服務(wù)。
蓄熱機(jī)組如果利用谷電蓄熱，然后按需釋放用于供熱服務(wù)，所以在電力調(diào)峰和清潔供熱兩方面均可發(fā)揮有效作用。
在清潔供熱方面，電蓄熱作為“煤改電”，電能替代和城市清潔供熱的有效途徑，可滿足新區(qū)的清潔供熱需求，解決城市供熱全覆蓋過程中出現(xiàn)的各種難題。
在電網(wǎng)調(diào)峰方面，電蓄熱設(shè)備可大量消納電網(wǎng)的谷電或過剩電力，用于地區(qū)電網(wǎng)的削峰填谷，促進(jìn)電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行，延長電網(wǎng)設(shè)備壽命。
圖6 電蓄熱機(jī)組與多種供電源工程示意圖
3. 能源互聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)清潔供暖變革
深入推進(jìn)上述能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖解決方案，能夠帶動清潔能源供暖領(lǐng)域技術(shù)變革。這些變革體現(xiàn)在：
1) 能源互聯(lián)網(wǎng)大大簡化熱力系統(tǒng)。將電力網(wǎng)和熱力網(wǎng)互聯(lián)之后，傳統(tǒng)的各類熱力公司可以簡化統(tǒng)一或取消，只需要解決電供暖的技術(shù)問題，其他的清潔能源發(fā)電技術(shù)問題都是電力網(wǎng)既有成熟技術(shù)，清潔供暖問題可以大大簡化。
2) 能源互聯(lián)網(wǎng)熱力系統(tǒng)是電力系統(tǒng)有效的調(diào)峰調(diào)頻手段。熱力系統(tǒng)與儲熱技術(shù)相結(jié)合，利用谷電蓄熱、抑制高峰期用電，相當(dāng)于把清潔供暖變成了電力調(diào)峰設(shè)施。
3) 能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖可以完美解決“棄風(fēng)棄光”等能源浪費(fèi)問題。能源互聯(lián)網(wǎng)能夠統(tǒng)籌電力、熱力、天然氣管網(wǎng)等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，將各類能源轉(zhuǎn)化為電能，尤其是風(fēng)電太陽能實(shí)現(xiàn)效益最大化。（棄風(fēng)棄光率降低至5%以內(nèi)）
4) 能源互聯(lián)網(wǎng)熱力系統(tǒng)提高能源利用效率。能源互聯(lián)網(wǎng)將每個(gè)獨(dú)立能源解決的問題統(tǒng)籌為多能互補(bǔ)、建立協(xié)同綜合的供暖能源網(wǎng)絡(luò)，解決供暖中單一能源缺乏導(dǎo)致的瓶頸，和成本高企、性價(jià)比不高的問題，進(jìn)一步提高能源的利用效率。（天津城市能源互聯(lián)網(wǎng)北辰產(chǎn)城融合區(qū)能源利用效率提升20%）
三、清潔供暖解決方案的經(jīng)濟(jì)性分析
日前，國家電網(wǎng)向所屬單位印發(fā)《關(guān)于在各省公司開展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)的意見》。意見稱，將綜合能源服務(wù)放在更加突出的位置上，有利于鞏固公司售電市場、擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍、提升客戶服務(wù)新能力，帶動公司相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培育新的市場業(yè)態(tài)，增加新的效益增長點(diǎn)。并構(gòu)建多元化分布式能源服務(wù)。
本章我們以電網(wǎng)公司投資清潔供暖項(xiàng)目為例（從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮電力公司投資的動因，分析現(xiàn)行煤改電VS直購電VS能源互聯(lián)網(wǎng)三種清潔供暖解決方案的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)際情況可能不僅僅是經(jīng)濟(jì)效益，還有別的系統(tǒng)因素或復(fù)雜原因，左右電力公司的投資動因。）：
1. 估算場景和邊界條件
三種方案中第一種為實(shí)際工程測算，后兩種方案為估算，估算場景為冀北電力公司為某煤改電工程從變電站10千伏母線引出一條線路，需新建長度為10km的10kV專用配電線路，配送容量2MW用于清潔供暖熱負(fù)荷，線路形式為典型配電水泥桿加線路。約定邊界條件：
1) 現(xiàn)行“煤改電”進(jìn)行清潔供暖，冀北公司不執(zhí)行階梯電價(jià)政策，用電價(jià)格暫按階梯電價(jià)一檔標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，即每千瓦時(shí)0.52元，若購電成本按照0.38元考慮，則購售價(jià)差為0.14元/千瓦時(shí)[5]；
2) 直購電方案河北省收取過網(wǎng)費(fèi)用按照0.03元/千瓦時(shí)估算[3]；
3) 能源互聯(lián)網(wǎng)清潔能源供暖方案采用虛擬熱電廠的需求側(cè)響應(yīng)控制策略，熱負(fù)荷假設(shè)為目前北京地區(qū)較為常用的空氣源熱泵，需求側(cè)響應(yīng)成本估算采用等效法，等效法中采用抽蓄等效，典型抽水蓄能電站單位造價(jià)約8000元/千瓦[2]；
4) 能源互聯(lián)網(wǎng)虛擬熱電廠成套應(yīng)用年使用費(fèi)用約5萬元（包含控制器、通訊設(shè)備、和軟件使用費(fèi)）；
5) 配電網(wǎng)每公里建設(shè)總投資按照20萬估算[4]；
6) 在清潔供暖場合，配電網(wǎng)建設(shè)或改造后同時(shí)率接近1，按照0.9估算；
7) 年供暖121天，天取暖16小時(shí)，年供暖實(shí)際用電時(shí)間約2000小時(shí)；
8) 電網(wǎng)缺少經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰手段，電網(wǎng)調(diào)峰矛盾日益突出。
2. 現(xiàn)行“煤改電”清潔供暖方案測算[5]
1) 投資合計(jì)：2016年冀北公司完成某村共計(jì)85戶“煤改電”工作，“煤改電”配套電網(wǎng)建設(shè)主要規(guī)模為：改造10千伏線路4.077公里、低壓線路0.856公里、新建400千伏安配變1臺、改造200千伏安配變1臺，工程總投資179.52萬元（該投資實(shí)際還提供了部分非清潔供暖熱負(fù)荷之外的負(fù)荷）。
2) 回報(bào)合計(jì)：“煤改電”改造后，采暖季用電量增加5.9萬千瓦時(shí)。煤改電采暖季電網(wǎng)收入為0.826萬元（收益低于改造之初的熱負(fù)荷預(yù)計(jì)）。
投資回報(bào)率：約0.5%
3. 直購電清潔供暖方案估算
3) 投資合計(jì)：210萬元，折合單位造價(jià)約1050元/千瓦（配電網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用200萬、運(yùn)行維護(hù)成本10萬/年）。
4) 回報(bào)合計(jì)：采暖季收取電費(fèi)過網(wǎng)費(fèi)，按照熱負(fù)荷用電估算年過網(wǎng)費(fèi)收益為10.8萬元，合54元/千瓦。
投資回報(bào)率：約5%
4. 能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖方案估算
1) 投資合計(jì)：215萬元，折合單位造價(jià)約1075元/千瓦（配電網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用200萬、運(yùn)行維護(hù)成本10萬/年、能源互聯(lián)網(wǎng)成套應(yīng)用年使用費(fèi)用約5萬元）。
2) 回報(bào)合計(jì)：用等效法計(jì)算清潔供暖電力調(diào)頻調(diào)峰作用回報(bào)，假設(shè)電供暖容量中僅有5%可以用作調(diào)峰調(diào)頻，則等效為1MW的抽水蓄能電站的功能，節(jié)約調(diào)峰建設(shè)投資達(dá)800萬元（約8000元/千瓦），按照使用年限50年攤平投資估算，約160元/千瓦。節(jié)約調(diào)峰抽水蓄能電站運(yùn)行成本（抽蓄消耗能量等）約100元/千瓦（實(shí)際跟電價(jià)水平關(guān)系密切）。
投資回報(bào)率：約25%
注：本文所涉及估算結(jié)果為初步核算結(jié)果，歡迎各位業(yè)內(nèi)專家朋友提供新的線索、建議，大家共同探討，為做好清潔供暖事業(yè)做出貢獻(xiàn)！
5. 三種方案的對比分析
從上表可以看出，電網(wǎng)公司如采用現(xiàn)行“煤改電”清潔供暖方案，屬于進(jìn)行公益投資，無任何收益，完全為虧本投資；采用直購電供暖方案進(jìn)行清潔供暖專線建設(shè)，預(yù)計(jì)超過20年才能收回成本，如考慮融資成本，則也無法投資賺錢，因此電網(wǎng)公司也將缺乏經(jīng)濟(jì)因素方面的推進(jìn)動力；而采用能源互聯(lián)網(wǎng)清潔供暖方案，即便考慮融資代價(jià)，預(yù)計(jì)僅需4~5年即可收回成本，因此從收益角度分析，電網(wǎng)公司主導(dǎo)清潔供暖這一輔助服務(wù)工作采用能源互聯(lián)網(wǎng)各種方案應(yīng)該可以得到強(qiáng)力推進(jìn)。
數(shù)據(jù)來源
【1】住建部侯隆澍《北方地區(qū)冬季清潔取暖的思考與建議》
【2】華北電力大學(xué)姜彤老師相關(guān)課題研究數(shù)據(jù)
【3】河北省物價(jià)局《關(guān)于河北省級電網(wǎng)2017-2019年輸配電價(jià)的通知》
【4】電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院《電網(wǎng)工程限額設(shè)計(jì)控制指標(biāo)》
【5】冀北電力經(jīng)研院“冀北某村煤改電效益測算”
