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產業報告2021丨發展趨勢與政策建議:一、清潔供熱行業發展趨勢之積極搭建科技創新發展平臺,突出“兼容并包”

發布者:CHIC | 日期:2022-02-16 | 來源:CHIC | 閱讀:58

第六篇 發展趨勢與政策建議

一、清潔供熱行業發展趨勢

4.積極搭建科技創新發展平臺,突出“兼容并包”

圍繞實現碳達峰、碳中和的中長期目標,供熱行業在熱源側需要推動低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源;在用戶側推進建筑能效提升,嚴格執行建筑節能標準,實施既有建筑節能改造,積極推動新型建筑建設(超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑、產能建筑、裝配式建筑等),推進供熱計量收費。清潔供熱是指利用清潔化能源,通過高效用能系統實現低排放、低能耗的取暖方式,包含以降低污染物排放和能源消耗為目標的取暖全過程。良好的熱舒適是建筑的基本要求之一,無論是北方地區還是南方夏熱冬冷地區,采暖能耗是建筑用能的重要組成部分。因此,清潔供熱行業與建筑行業不可能分割發展,兩者應協同發展,共同進步。

隨著我國生態環境不斷改善,能源“雙控”考核趨嚴,在加強生態文明建設的國家戰略定位指引下,我國供熱行業既肩負著轉型升級的重任,也迎來了新的發展機遇。大數據、物聯網、人工智能等技術在供熱行業中已經小試牛刀,未來將大展身手,在可再生資源儲量調查、熱網精準化運行管理、用戶末端舒適性調節、區域熱負荷預測等方面發揮更重要的作用。

(1)與建筑相關領域的交叉融合持續加深

在推進熱源清潔化的同時,應該持續提升建筑能效水平。對于既有建筑,不大可能采取“大拆大建”的模式,較為可行的途徑是:按照節能設計標準進行改造,使既有建筑圍護結構和用能系統的效率符合相應的建筑節能設計標準的要求。2020年7月,國務院辦公廳發布《關于全面推進城鎮老舊小區改造工作的指導意見》,布置2020年新開工改造城鎮老舊小區3.9萬個,重點改造2000年年底前建成的老舊小區,涉及居民近700萬戶;到2022年,基本形成城鎮老舊小區改造制度框架、政策體系和工作機制;到“十四五”期末,結合各地實際,力爭基本完成2000年底前建成的需改造城鎮老舊小區改造任務。

在既有建筑加快節能改造的同時,新型建筑的建設也如火如荼。截至2020年6月,我國在建和建成超低能耗建筑項目超過900萬平方米,其中北京市、河北省、河南省和山東省累計在建和建成超低能耗建筑示范項目164個,總面積達573.32萬平方米。目前有超低能耗建筑的城市大多對短中長期有著清晰的規劃,比如邯鄲市要求“十四五”期間超低能耗建筑占比要達到20%,海門市則要求超低能耗建筑在2023年就提升到20%。2017年3月,住房城鄉建設部在《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》中首次明確提出大力發展超低能耗建筑。2019年1月,住房和城鄉建設部頒布首部引導性建筑節能國家標準《近零能耗建筑技術標準》(GB/T 51350-2019),提出超低能耗、近零能耗和零能耗建筑的定義,并規定室內環境參數與能效指標。我國超低能耗建筑發展的主要技術路線是,以高性能圍護結構改善建筑保溫性能,以自遮陽、自然通風、自然采光等被動式技術手段降低建筑冷熱負荷,以合理優化建筑用能系統提升建筑整體能效,從而實現超低能耗的目標。在超低能耗建筑的基礎上,通過補充可再生能源利用系統,實現近零能耗或者零能耗建筑。

2016年9月,國務院辦公廳印發《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,要求因地制宜發展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑,力爭用10年左右的時間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。2019年11月,住房和城鄉建設部發布《裝配式住宅建筑檢測技術標準》(J吉焦T 485-2019)。裝配式建筑是用預制部品部件在工地裝配而成的建筑,有利于節約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產效率和質量安全水平,高度契合了近零能耗建筑節能減排、綠色環保的理念。鋼結構還可以循環使用,節約資源。木結構裝配式建筑作為一種自然的裝配式建筑,綠色環保、結構安全、節能低碳等性能更加突出。

產能建筑主要利用光伏建筑一體化技術(BIPV:Building Integrated Photovoltaic),即將光伏發電產品集成到建筑上的技術。2011年12月,住房和城鄉建設部發布行業標準《光伏建筑一體化系統運行與維護規范》(JGJ/T264-2012),明確光伏建筑一體化系統的定義,對直流配電柜、逆變器、蓄電池、數據通信系統等部件的運行和維護進行了較為明確的規定。近年來光伏發電成本不斷降低,光伏與建筑正在經歷跨越式融合。2019年8月,國家市場監督管理總局、中國國家標準化管理委員會發布光伏行業國家標準《光伏與建筑一體化發電系統驗收規范》(GB/T 37655-2019)。2019年,全球建筑一體化光伏市場規模為131億美元,預計從2020-2027年,復合年增長率為23.1%。通過使用BIPV技術對建筑能源消耗進行平衡和替代是近零能耗建筑發展的重要趨勢,要想真正實現零能耗和產能,建筑自身發電是必經之路。

長期以來,農村地區建筑為村民自發建設,缺少抗震和節能設計,雖有相關標準引領,但缺少工作抓手,難以推進。在清潔供熱和鄉村振興的大背景下,農村建筑將得到更多關注,建筑能效明顯提升。2020年11月,河北省住房和城鄉建設廳批準發布了《農村住宅標準設計圖集》,選用典型戶型,按照施工圖設計深度,將農村住宅的平面、立面、剖面、墻體大樣、基礎、結構、采暖、給排水、電氣及所采用的技術、材料和造價等均做了詳細設計??茖W引導和規范河北省農村住房設計,提高建設質量,改善農村居民生活條件,做到安全適用、技術先進、經濟合理、健康舒適、綠色生態和節能環保。在經濟條件較好的農村地區,裝配式建筑、產能建筑也會如“雨后春筍”般顯現,采暖能耗會顯著降低。

(2)借助科技手段助力清潔供熱行業發展

受城鎮化加速、基建投資力度加大、供熱需求持續增長等因素影響,我國城市供熱事業得到了快速發展。城鎮供熱正處于向商品化、市場化的轉變過程,在新型城鎮化建設不斷加速的過程中,供熱已不僅是各級政府需要高度重視的基本民生保障問題,也是調節城市能源結構和實現經濟可持續發展的重大戰略問題。在新型城鎮化加速、新基建崛起、新技術融合發展的背景下,供熱企業也迎來了轉型升級、走向精細化管理與服務的機遇。新技術的創新與應用使得供熱行業信息化在促進行業低碳環保、提升節能減排效率、保障供熱安全、提高生產運營管理效率方面發揮了越來越重要的作用。

借助物聯網、人工智能等新一代信息技術,實現“精準供熱”和“按需送熱”。打造基于GIS(地理信息系統)、物聯網和人工智能的智慧供熱系統,能夠分析供熱管網內的水量、溫度、壓力等變化情況,能夠監測末端用戶的熱耗量、舒適度等變化情況,實現整個供熱系統的過程管理和運行管理。通過對每一個供暖支路和冷熱設備不同時間段按照不同溫度要求進行分時分段控制運行,解決大多數供熱管網普遍存在的統一溫度供應不同時段、不同區域的能源浪費問題,實現“按需供熱”。滿足“供熱企業可控、居民用戶可調、政府主管部門可管”的遠程數字化智能監控平臺要求,最大程度實現供熱節能目標;通過智能化、信息化的管理供熱需求,實現分時分溫分區供熱,合理用熱,提高居民智能化用熱水平,改善居民供熱環境,提升居民生活質量。特別是電采暖設備的群控策略,配合建筑物的熱惰性和末端熱舒適實時監測系統,將有可能參與大電網調峰,進一步提升電力系統安全可靠性。

搭建數據共享交換平臺和地理信息平臺,實現精細化管理。通過建立數據共享交換平臺,有效整合分散的信息資源,消除“信息孤島”現象?;跀祿蚕斫粨Q平臺,實現供熱行業跨部門、跨業務、跨層級不同系統之間的信息交換、共享與協同,進一步發揮信息資源和應用系統效能,提升信息化建設對供熱業務和管理的支撐作用。通過建設地理信息平臺,提供準確的熱源管網、設備設施、人員地理等基礎信息定位,使得基于管網圖形數據庫的管網規劃、建設和使用也將變得簡單化、合理化、科學化。把復雜熱網的數以萬計的傳感器信息上傳地理信息平臺,能夠實現運行事故分析的輔助決策,減少對用戶的影響,提高經濟和社會效益。

建立供熱行業信息化基礎設施,為科學決策提供重要支撐。在城鎮地區,通過建設熱源、管網、熱力交換站、熱用戶等端到端的信息通信基礎網絡,對接公共服務平臺、政府監管系統、應急指揮網絡、電子政務專網。不僅可以實現熱力企業內部與上級供熱監管部門之間的網絡互連,更加便捷查詢用戶資料和用戶供熱系統,還可以助力實現企業生產運營安全和用戶服務安全。對于農村和南方地區多采用分布式的采暖設備的現狀,可以采用信息化技術將每戶的供暖設備數據上傳到政務云平臺,解決用戶量龐大,管理難度大的問題;采用物聯網技術解決居民分散、數據采集難、有線傳輸工程量大等問題;采用智能算法了解農戶個性化供暖需求;通過自動控制技術解決新用戶激增造成培訓滯后的問題;利用節能算法結合控制技術對新設施進行控制,解決供暖費用高的問題;利用數據技術為用戶和維修人員提供遠程操作、故障遠程定位等移動端數據服務,從而解決維護單位維修效率低等問題。

在新基建的大背景下,供熱行業要找到轉型升級發展的新路徑,必須不斷挖掘自身潛力,提高資源利用效率,運用大數據、人工智能等新技術,建立符合各地發展實際的智慧供熱模式。以熱力管道為代表的供熱基礎設施是城市重要的基礎設施,對城鎮熱力基礎設施進行升級改造和智能化管理,將進一步提高市政基礎設施運行效率和安全性能,為人民群眾生命安全提供保障,打造人民群眾高品質的生活空間。

總體上看,供熱行業原有挑戰是資源富集地區和負荷地區在空間上的錯位,南方地區低溫天氣的不確定性和居民對供暖的需求帶來一個新的錯位—可再生能源脈沖式上網與隨機供暖需求在時間上的錯位,對我國未來電力安全帶來新的挑戰。隨著能源互聯網的建設和智慧城市發展,各地加快推進基于CIM(城市信息模型)平臺的市政基礎設施智能化管理平臺,要加快接入熱力基礎設施和供暖末端設備,以便實現對供熱運行數據的實時監測和大數據分析等功能,結合天氣預報,科學預測負荷變化,輔助電力和熱力調度,促進資源能源節約利用,實現供熱服務精細化管理。


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