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产业报告2021丨发展趋势与政策建议:一、清洁供热行业发展趋势之积极搭建科技创新发展平台,突出“兼容并包”

发布者:CHIC | 日期:2022-02-16 | 来源:CHIC | 阅读:577

第六篇 发展趋势与政策建议

一、清洁供热行业发展趋势

4.积极搭建科技创新发展平台,突出“兼容并包”

围绕实现碳达峰、碳中和的中长期目标,供热行业在热源侧需要推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源;在用户侧推进建筑能效提升,严格执行建筑节能标准,实施既有建筑节能改造,积极推动新型建筑建设(超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑、产能建筑、装配式建筑等),推进供热计量收费。清洁供热是指利用清洁化能源,通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式,包含以降低污染物排放和能源消耗为目标的取暖全过程。良好的热舒适是建筑的基本要求之一,无论是北方地区还是南方夏热冬冷地区,采暖能耗是建筑用能的重要组成部分。因此,清洁供热行业与建筑行业不可能分割发展,两者应协同发展,共同进步。

随着我国生态环境不断改善,能源“双控”考核趋严,在加强生态文明建设的国家战略定位指引下,我国供热行业既肩负着转型升级的重任,也迎来了新的发展机遇。大数据、物联网、人工智能等技术在供热行业中已经小试牛刀,未来将大展身手,在可再生资源储量调查、热网精准化运行管理、用户末端舒适性调节、区域热负荷预测等方面发挥更重要的作用。

(1)与建筑相关领域的交叉融合持续加深

在推进热源清洁化的同时,应该持续提升建筑能效水平。对于既有建筑,不大可能采取“大拆大建”的模式,较为可行的途径是:按照节能设计标准进行改造,使既有建筑围护结构和用能系统的效率符合相应的建筑节能设计标准的要求。2020年7月,国务院办公厅发布《关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见》,布置2020年新开工改造城镇老旧小区3.9万个,重点改造2000年年底前建成的老旧小区,涉及居民近700万户;到2022年,基本形成城镇老旧小区改造制度框架、政策体系和工作机制;到“十四五”期末,结合各地实际,力争基本完成2000年底前建成的需改造城镇老旧小区改造任务。

在既有建筑加快节能改造的同时,新型建筑的建设也如火如荼。截至2020年6月,我国在建和建成超低能耗建筑项目超过900万平方米,其中北京市、河北省、河南省和山东省累计在建和建成超低能耗建筑示范项目164个,总面积达573.32万平方米。目前有超低能耗建筑的城市大多对短中长期有着清晰的规划,比如邯郸市要求“十四五”期间超低能耗建筑占比要达到20%,海门市则要求超低能耗建筑在2023年就提升到20%。2017年3月,住房城乡建设部在《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》中首次明确提出大力发展超低能耗建筑。2019年1月,住房和城乡建设部颁布首部引导性建筑节能国家标准《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350-2019),提出超低能耗、近零能耗和零能耗建筑的定义,并规定室内环境参数与能效指标。我国超低能耗建筑发展的主要技术路线是,以高性能围护结构改善建筑保温性能,以自遮阳、自然通风、自然采光等被动式技术手段降低建筑冷热负荷,以合理优化建筑用能系统提升建筑整体能效,从而实现超低能耗的目标。在超低能耗建筑的基础上,通过补充可再生能源利用系统,实现近零能耗或者零能耗建筑。

2016年9月,国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,要求因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。2019年11月,住房和城乡建设部发布《装配式住宅建筑检测技术标准》(J吉焦T 485-2019)。装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑,有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平,高度契合了近零能耗建筑节能减排、绿色环保的理念。钢结构还可以循环使用,节约资源。木结构装配式建筑作为一种自然的装配式建筑,绿色环保、结构安全、节能低碳等性能更加突出。

产能建筑主要利用光伏建筑一体化技术(BIPV:Building Integrated Photovoltaic),即将光伏发电产品集成到建筑上的技术。2011年12月,住房和城乡建设部发布行业标准《光伏建筑一体化系统运行与维护规范》(JGJ/T264-2012),明确光伏建筑一体化系统的定义,对直流配电柜、逆变器、蓄电池、数据通信系统等部件的运行和维护进行了较为明确的规定。近年来光伏发电成本不断降低,光伏与建筑正在经历跨越式融合。2019年8月,国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会发布光伏行业国家标准《光伏与建筑一体化发电系统验收规范》(GB/T 37655-2019)。2019年,全球建筑一体化光伏市场规模为131亿美元,预计从2020-2027年,复合年增长率为23.1%。通过使用BIPV技术对建筑能源消耗进行平衡和替代是近零能耗建筑发展的重要趋势,要想真正实现零能耗和产能,建筑自身发电是必经之路。

长期以来,农村地区建筑为村民自发建设,缺少抗震和节能设计,虽有相关标准引领,但缺少工作抓手,难以推进。在清洁供热和乡村振兴的大背景下,农村建筑将得到更多关注,建筑能效明显提升。2020年11月,河北省住房和城乡建设厅批准发布了《农村住宅标准设计图集》,选用典型户型,按照施工图设计深度,将农村住宅的平面、立面、剖面、墙体大样、基础、结构、采暖、给排水、电气及所采用的技术、材料和造价等均做了详细设计。科学引导和规范河北省农村住房设计,提高建设质量,改善农村居民生活条件,做到安全适用、技术先进、经济合理、健康舒适、绿色生态和节能环保。在经济条件较好的农村地区,装配式建筑、产能建筑也会如“雨后春笋”般显现,采暖能耗会显著降低。

(2)借助科技手段助力清洁供热行业发展

受城镇化加速、基建投资力度加大、供热需求持续增长等因素影响,我国城市供热事业得到了快速发展。城镇供热正处于向商品化、市场化的转变过程,在新型城镇化建设不断加速的过程中,供热已不仅是各级政府需要高度重视的基本民生保障问题,也是调节城市能源结构和实现经济可持续发展的重大战略问题。在新型城镇化加速、新基建崛起、新技术融合发展的背景下,供热企业也迎来了转型升级、走向精细化管理与服务的机遇。新技术的创新与应用使得供热行业信息化在促进行业低碳环保、提升节能减排效率、保障供热安全、提高生产运营管理效率方面发挥了越来越重要的作用。

借助物联网、人工智能等新一代信息技术,实现“精准供热”和“按需送热”。打造基于GIS(地理信息系统)、物联网和人工智能的智慧供热系统,能够分析供热管网内的水量、温度、压力等变化情况,能够监测末端用户的热耗量、舒适度等变化情况,实现整个供热系统的过程管理和运行管理。通过对每一个供暖支路和冷热设备不同时间段按照不同温度要求进行分时分段控制运行,解决大多数供热管网普遍存在的统一温度供应不同时段、不同区域的能源浪费问题,实现“按需供热”。满足“供热企业可控、居民用户可调、政府主管部门可管”的远程数字化智能监控平台要求,最大程度实现供热节能目标;通过智能化、信息化的管理供热需求,实现分时分温分区供热,合理用热,提高居民智能化用热水平,改善居民供热环境,提升居民生活质量。特别是电采暖设备的群控策略,配合建筑物的热惰性和末端热舒适实时监测系统,将有可能参与大电网调峰,进一步提升电力系统安全可靠性。

搭建数据共享交换平台和地理信息平台,实现精细化管理。通过建立数据共享交换平台,有效整合分散的信息资源,消除“信息孤岛”现象。基于数据共享交换平台,实现供热行业跨部门、跨业务、跨层级不同系统之间的信息交换、共享与协同,进一步发挥信息资源和应用系统效能,提升信息化建设对供热业务和管理的支撑作用。通过建设地理信息平台,提供准确的热源管网、设备设施、人员地理等基础信息定位,使得基于管网图形数据库的管网规划、建设和使用也将变得简单化、合理化、科学化。把复杂热网的数以万计的传感器信息上传地理信息平台,能够实现运行事故分析的辅助决策,减少对用户的影响,提高经济和社会效益。

建立供热行业信息化基础设施,为科学决策提供重要支撑。在城镇地区,通过建设热源、管网、热力交换站、热用户等端到端的信息通信基础网络,对接公共服务平台、政府监管系统、应急指挥网络、电子政务专网。不仅可以实现热力企业内部与上级供热监管部门之间的网络互连,更加便捷查询用户资料和用户供热系统,还可以助力实现企业生产运营安全和用户服务安全。对于农村和南方地区多采用分布式的采暖设备的现状,可以采用信息化技术将每户的供暖设备数据上传到政务云平台,解决用户量庞大,管理难度大的问题;采用物联网技术解决居民分散、数据采集难、有线传输工程量大等问题;采用智能算法了解农户个性化供暖需求;通过自动控制技术解决新用户激增造成培训滞后的问题;利用节能算法结合控制技术对新设施进行控制,解决供暖费用高的问题;利用数据技术为用户和维修人员提供远程操作、故障远程定位等移动端数据服务,从而解决维护单位维修效率低等问题。

在新基建的大背景下,供热行业要找到转型升级发展的新路径,必须不断挖掘自身潜力,提高资源利用效率,运用大数据、人工智能等新技术,建立符合各地发展实际的智慧供热模式。以热力管道为代表的供热基础设施是城市重要的基础设施,对城镇热力基础设施进行升级改造和智能化管理,将进一步提高市政基础设施运行效率和安全性能,为人民群众生命安全提供保障,打造人民群众高品质的生活空间。

总体上看,供热行业原有挑战是资源富集地区和负荷地区在空间上的错位,南方地区低温天气的不确定性和居民对供暖的需求带来一个新的错位—可再生能源脉冲式上网与随机供暖需求在时间上的错位,对我国未来电力安全带来新的挑战。随着能源互联网的建设和智慧城市发展,各地加快推进基于CIM(城市信息模型)平台的市政基础设施智能化管理平台,要加快接入热力基础设施和供暖末端设备,以便实现对供热运行数据的实时监测和大数据分析等功能,结合天气预报,科学预测负荷变化,辅助电力和热力调度,促进资源能源节约利用,实现供热服务精细化管理。


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