产业报告2024丨综合篇:三、清洁供热产业现状
第一篇 综合篇
三、清洁供热产业现状
1.清洁供热内涵
(1)清洁供热定义
清洁供热是指因地制宜使用清洁化能源(热源),直接或通过高效输配管网为热用户提供安全、绿色、经济热能的供热方式,其实质是热能的生产、输配及使用的全过程实现节能清洁环保。清洁化能源主要指天然气、电、地热、生物质、太阳能、风能、空气能、工业余热、清洁化煤炭、核能等能源。热用户涵盖工业、农业及建筑等所有生产、生活场所。
清洁供热有广义和狭义之分(见图1-4)。
图1-4 清洁供热示意图
广义的清洁供热,不仅覆盖清洁化能源(热源)、高效输配管网(热网)、节能建筑(热用户)等,还包含方案设计、融资服务、节能改造、工程施工、精细管理及智慧运营等环节。狭义的清洁供热主要是指针对建筑的清洁供热。
(2)清洁供热的内涵
在碳中和导向下,清洁供热以“安全、高效、清洁、低碳、经济、智能”为特征(见图1-5)。
图1-5 清洁供热的特征
安全,即要求供热不出或尽可能少出事故,安全永远是清洁供热的第一要求;高效,即要求供热节能低碳或热源利用效率最大化;清洁,即要求供热产生的环境和气候不利影响最小化;低碳,即要求供热过程中碳排放最小化;经济,即要求以居民可承受的成本温暖过冬;智能,即要求供热系统实现“源—网—荷—储”全流程的智能化管理,对用户实现按需供热。
清洁供热工程主要有以下两方面特点:
①民生性。
“推进北方地区冬季清洁取暖,是重大的民生工程、民心工程”。清洁供热是解决冬季大气污染的重要手段,也是打赢蓝天保卫战的重要措施,不仅能满足北方地区人民群众温暖过冬的需要,更能提高居民的生活质量。
②公益性。
供热产业关系民生、民心,也是环境保护和公共设施建设的要求,是社会稳定发展的因素之一,主要服务于人民群众基本的生活需要,是不可或缺的,所以兼具公益性特征。
(3)清洁供热分类
清洁供热产业覆盖源头、生产过程和末端,包括规划设计、技术路线、装备生产、建设运营、科技研发与就业等方面,不仅关注技术路线也关注产业发展、社会福祉和环境效益。清洁供热产业从产业链来看,大致分为上游、中游和下游(见图1-6)。
清洁供热产业上游为规划设计和清洁热源,中游是以供热系统为核心的一二级热网、换热站等,服务商主要是各地热力公司,随着各种供热方式不断涌现,供热呈现数字化、智能化趋势;下游为用户。上游主体为热源、能源供应企业;中游的主要参与者为热力公司、自有热源供热企业以及工业余热利用企业;下游用户则涉及工业企业消费者、住宅采暖消费者与非住宅采暖消费者。
图1-6 集中清洁供热产业链示意图
按供热方式的不同,清洁供热分为集中清洁供热、分布式清洁供热和分散户式清洁供热等。集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽、热水,通过管网供给一个城市(镇)或部分区域生产、采暖和生活所需的热量的方式。在有集中供热管网、建筑密度高的北方大中型城市主要采用集中清洁供热方式。分布式能源是指建立在用户负荷中心附近的能源综合利用系统,涵盖发电、热电联产、储能和能源管理系统等多种形式。部分居住建筑、公共建筑以及厂矿、学校等建筑采用分布式清洁供热,如采用热泵、燃气锅炉、电锅炉、地热能作为热源为一个或几个小区供热。分散式供热是指将热源设置在用户端,自主供热。在受经济、地理条件和生活习惯限制的城乡接合部和乡村主要采用分散式供热方式,主要供热设备包括户式炉具、电暖气、发热电缆、碳纤维发热材料、燃气壁挂炉等。分散式清洁供热没有热力管网,运行灵活,收费按电表或气表计量,最适合行为节能管理。
按供热能源的不同,清洁供热可以分为清洁燃煤集中供热、天然气供热、电供热、可再生能源供热(包括太阳能、生物质、地热供热)、工业余热供热等几种类型(见图1-7)。
图1-7 清洁供热方式分类
2.产业发展现状
(1)总体概况:规模持续稳定增长
截至2023年底,我国北方地区供热面积为245亿平方米。其中,城镇供热面积175亿平方米,农村供热面积70亿平方米(见图1-8)。整体来说,农村清洁供热依旧是清洁供热工作的重点和难点。
2023年,北方地区清洁供热面积为186亿平方米,清洁供热率达到76%,清洁供热面积比上年新增7亿平方米(见图1-9),清洁供热率比2022年新增1个百分点,增势较之前年份变缓。
图1-8 2017-2023年北方地区总供热面积
图1-9 2017-2023年北方地区清洁供热概况
2017—2023年,随着能源结构的调整、市场机制的完善,我国北方地区清洁供热面积不断增加,生产总值随着市场需求而不断增加,我国清洁供热产业的营商环境呈现良好的态势。清洁供热企业从2017年的7700家扩大到2023年8350家;从业人员从110万人扩展到125万人;产业生产总值从8200亿元提升到9200亿元(见图1-10、图1-11)。
图1-10 2017-2023年涉及供热企业数量和从业人数
图1-11 2017-2023年清洁供热总产值
(2)清洁取暖试点城市:总结成效和典型经验,继续持续深入推进清洁取暖工作
2017年以来,全国5批88个城市入选中央财政支持北方冬季清洁取暖试点城市,范围从“2+26”城市逐步扩展到汾渭平原、西北和东北非重点地区城市。
2017年5月,财政部、住房城乡建设部、环境保护部、国家能源局4部门组织开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作。天津、石家庄、太原、济南、郑州、唐山、保定、廊坊、衡水、开封、鹤壁、新乡12个城市入选首批清洁取暖试点城市。
2018年8月,财政部、生态环境部、住房和城乡建设部、国家能源局联合下发《关于对第二批中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点城市名单进行公示的通知》,明确邯郸、邢台、张家口、沧州、阳泉、长治、晋城、淄博、济宁、滨州、德州、聊城、菏泽、安阳、焦作、濮阳、晋中、运城、临汾、吕梁、洛阳、西安、咸阳23个城市进入中央财政支持北方地区冬季第二批清洁取暖试点城市范围。
2019年6月,财政部发布了《关于下达2019年度大气污染防治资金预算的通知》,列出定州、辛集、三门峡、济源、铜川、渭南、宝鸡、杨凌示范区8个新增冬季清洁取暖试点城市(区)。
2021年4月,财政部等四部门再次联合发布《2021年北方地区冬季清洁取暖项目竞争性评审结果公示》,北京、兰州、烟台、忻州、泰安、承德、大同、许昌、秦皇岛、潍坊、榆林、朔州、延安、阜新、佳木斯、包头、海西州、乌鲁木齐、辽源、吴忠20个城市入选。
2022年4月,财政部自然资源和生态环境司、住房城乡建设部标准定额司 、生态环境部大气环境司、国家能源局综合司联合下发《2022年北方地区冬季清洁取暖拟支持项目名单公示》,呼和浩特市、沈阳市、青岛市、银川市、长春市、临夏回族自治州、西宁市、齐齐哈尔市、哈尔滨市、商丘市、枣庄市、昌吉回族自治州、吉林市、周口市、乌兰察布市、中卫市、盘锦市、东营市、新疆生产建设兵团(第七师、第八师、第十三师)、营口市、白山市、巴彦淖尔市、金昌市、固原市、武威市等25个城市入选。
对前三批清洁取暖试点城市,中央财政累计安排北方地区清洁取暖试点工作奖补资金493亿元,引导带动地方财政、社会资本投入超过2000亿元;对第四批清洁取暖试点城市,中央财政奖补一年68亿元,3年累计204亿元;对第五批清洁取暖试点城市,中央财政奖补一年103亿元,3年累计309亿元。五批试点城市试点结束后,预计中央奖补资金累计拨付1071亿元,清洁取暖改造工作将进一步提升。
2023年12月29日,财政部、住房城乡建设部、生态环境部、国家能源局四部门印发《关于开展财政支持北方地区冬季清洁取暖政策评估的通知》,拟对已纳入中央财政支持范围的88个清洁取暖试点城市实施和运营情况进行评估,客观评价进展成效和典型经验,深入剖析实施运营存在的不足,为下一步完善政策措施,持续深入推进清洁取暖工作做好支撑。
(3)城镇集中供热:供热面积持续增长
2023年8月13日,住房和城乡建设部发布《2022年城市建设统计年鉴》和《2022年城乡建设统计年鉴》,公布了全国历年城市集中供热情况。截至2022年底,城市集中供热面积为111.25亿平方米(见图1-12)。从行政分区看,山东和辽宁城市集中供热面积超过10亿平方米;河北、黑龙江、山西、吉林、北京、内蒙古、河南、天津和陕西8个省(区、市)超过5亿平方米;新疆、甘肃、宁夏和青海5个省(区)超过1亿平方米;江苏、安徽、湖北、贵州、云南、西藏、四川7个省(区)和新疆兵团不足1亿平方米;上海、浙江、江西、湖南、广西、福建、广东、海南和重庆9个省(区、市)无集中供热面积(见图1-13)。
图1-12 2022年全国城市集中供热面积
图1-13 2022年全国分省(区、市)和新疆兵团城市集中供热面积
从供热管道长度看,2015—2022年,我国城市热网管道铺设长度持续增长,2022年热网管道长度为493417千米,是2015年热网管道长度的2.4倍(见图1-14)。
图1-14 2015—2022年我国供热管道长度情况
从固定资产投资看,2022年,全国城市市政公用设施建设固定资产投资总额22309.9亿元;其中集中供热固定资产投资339.8亿元,占全国城市市政设施投资总额1.52%(见图1-15)。
图1-15 2015—2022年我国城市集中供热固定资产投资
从供热能力看,2015—2022年我国城市供热能力整体提升。2022年我国蒸汽供应能力约为125543吨/小时,我国热水供应能力约为600194MW(见图1-16、图1-17)。
图1-16 2015—2022年我国蒸汽供热能力情况
图1-17 2015—2022年我国热水供热能力情况
从供热总量看,2022年,我国蒸汽供热总量为6.7亿吉焦,占城市供热总量的15.7%;热水供热总量为36.1亿吉焦,占城市供热总量的84.3%,是我国城市供热主流(见图1-18)。
图1-18 2017—2022年我国城市集中供热量分析
(4)散煤替代:散煤治理取得积极成效,但农村取暖仍面临挑战
经过多年的不懈努力,散煤治理取得积极成效。民用散煤治理以北方清洁取暖为核心,在《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》实施期间,北方地区累计完成清洁取暖改造3630万户,民用散煤消费下降38%。整体来看,我国散煤治理已然步入深水区,面临治理难度升级、治理成本提高的挑战,加之外部环境影响,散煤治理将全面进入稳妥有序推进的新阶段,从“攻坚重点区域”转向“巩固重点区域、拓展非重点区域”。然而,当前,薪柴、秸秆、煤炭等传统固体燃料仍是东北、西北地区农村炊事和取暖的主导能源,冬季取暖使用炉灶炕现象较普遍。
根据《中国散煤综合治理研究报告2023》调研结果,东北地区经济条件较好的农户以燃煤取暖为主,一个采暖季使用煤炭3-4吨,占比约7.7%-13.4%;经济条件一般的农户只有在冬季最冷的1-2个月份才会烧煤,一个采暖季使用煤炭1-2 吨,其他时间烧秸秆、薪柴等取暖,占比约76.5%-79.5%;经济条件较差的农户则基本不烧煤炭,仅靠烧秸秆、薪柴等进行取暖,占比约7.1%-15.4%。西北两省经济条件较好的农户以燃煤取暖为主,一个取暖期需燃煤2-3 吨,占比约15.5%-21.5%;经济条件一般的农户只有在冬季最冷的1-2个月份才会烧煤,一个取暖期需燃煤1.5 吨左右,其他时间烧薪柴等取暖,占比约64.7%-80.2%;经济条件较差的农户则基本不烧煤炭,仅靠烧薪柴、秸秆等进行取暖,占比约4.3%-13.8%(见图1-19)。
图1-19 东北和西北五省农户取暖燃料掺烧情况
(5)煤改气:“煤改气”市场大幅下降,由北方向南方发展
根据中国土木工程学会燃气分会2023年3月发布的数据,2022年燃气采暖热水炉“煤改气”市场继续大幅下降。根据统计数据,2022年“煤改气”燃气采暖热水炉销量为32万台,占全年总销量的12.5%,相比2021年(95万台)降幅66.3%,连续两年降幅超过60%。其中,国产品牌销量为29万台,占“煤改气”市场销量的91%;进口品牌销量为3万台,占“煤改气”市场销量的9%。
从不同销售区域市场情况来看,随着北方“煤改气”工程市场大幅下降,大部分企业将市场重心转向“普通工程和零售”市场。2022年“普通工程和零售”市场的各区域销售占比情况基本与2021年保持一致,华东地区依然是全国最大的燃气采暖热水炉市场,占比33%;涵盖华中地区、西南地区和华南地区的南方地区为第二大销售区域,占比27%,相比2021年市场占比小幅下降;西北和东北地区市场占比有小幅增长。
根据全国各大地区的销量数据分布情况,我国燃气采暖热水炉市场逐渐由以北方集中采暖地区为主向南方分户采暖地区发展,以华东地区、西南地区、华中地区为主的东部沿海和南方地区市场占比已超过50%,成为我国燃气采暖热水炉重要的销售区域。但北方冬季采暖的刚性需求以及未来因“煤改气”工程转化的置换市场,仍将继续支撑北方燃气采暖热水炉“普通工程和零售”市场的增长。
(6)煤改电:煤改电规模逐渐增长,华东市场占比最大
“煤改电”市场产品种类繁多,随着清洁取暖项目的推进,产品的用户体验在一定程度上决定了产品市场走势。其中,直热式电暖气、蓄热式电暖气、电采暖炉等,由于存在寿命短、效果差、运行成本高等问题,市场销量显著下滑;电暖炕、水暖毯、电暖桌等,因享有经济、实用、简单方便等优势,市场销量逐步提升;空气源热泵,由于运行成本低,一直备受好评,市场销量也逐年提升。由于空气源热泵热水机前期设备投入大,必须配套水暖或热风交换系统,总体投入成本高,目前以市场销售为主,政府项目实施较少。而空气源热泵热风机基于总体支出成本、应用方便性等优势,占据空气源热泵政府招标项目主流地位。
根据2023年8月《中国热泵产业发展报告(2023)》发布数据,2022年我国空气源热泵产业(含天氟地水)全年销售额达281.1亿元,实现了13.5%的增长。从热泵供热产业内外销情况来看,2022 年,我国空气源热泵产业内销市场规模为211.6亿元,同比增长了 6.3%,出口市场规模为69.5亿元,同比增长了43.0%。
从热泵供热产业区域规模结构来看,2022年,在“双碳”进一步落实、政府补贴力度维稳、节能环保等国家政策的大力推进下,空气源热泵技术日趋成熟,空气源热泵市场呈现稳步发展的态势。从整体区域来看,华北和华东依然是空气源热泵两大核心区域。华东市场热水基础浓厚,供暖市场潜力广阔,而华北市场供暖根基扎实。伴随着冷暖市场应用的延展,华中,西南市场蓄势待发,而西北和东北市场也伴随着煤改市场应声而起,整体区域市场在朝着均衡协调的方向发展(见图1-20)。
图1-20 2021-2022年空气源热泵(不含烘干)各区域市场占比(按内销额)
从区域结构来看,受政策以及疫情影响,区域市场结构发生变化,呈现出华北区域下滑,东北市场上升,华东市场突显,华中和西南呈现稳步发展的态势。华东市场具备经济发展水平优势明显、市场需求层次多等特点,成为空气源热泵市场占比最大的区域,2022年华东地区市场占比以32.5%稳居前列。伴随着煤改电市场下滑,2022年华北区域市场出现小幅下滑,区域占比也有所回落,除河北外,其他省市的渠道市场仍有待进一步发力。华中地区和西南地区表现比较稳定,整体市场占比起伏较小。东北市场的潜力逐渐爆发。
从近三年的发展来看,空气源热泵供暖的市场占比均达到50%以上,所占比例也都呈现稳定增长。由此可以看出,供暖已经是热泵产品发展的主要核心动力。在这三个产品中,供暖产品对抗外界干扰因素最强,而烘干产品借助煤改电政策的推进逐年保持增长,但是其市场仍有较多的不确定性因素。
(7)可再生能源替代:可再生能源供暖技术多样化发展
在“双碳”战略的引导下,北方地区冬季取暖用能不仅要清洁化,还要低碳化。需要因地制宜推广各类可再生能源供暖技术,积极推广地热能开发利用,合理发展生物质能供暖,继续推进太阳能和风电供暖。
近年来我国地热供热面积逐年扩大,主要分布在河北、河南、山东、陕西、山西等地区。加一句地热总结性的话。据《中国散煤综合治理研究报告2023》,2022年,我国地热供热面积约12.66亿平方米,其中浅层地热供热面积约为9.19亿平方米,位居全球第一;水热型地热供热面积约为3.47亿平方米(见图1-21)。
生物质供热面积总供热面积约为7.7亿平方米,主要分布在生物质资源丰富的黑龙江、吉林、辽宁、山东、河北、河南、陕西和山西等地。生物质热电联产是生物质供热的主要形式。据《中国散煤综合治理研究报告2023》,生物质热电联产供热面积约为6.2亿平方米;生物质成型燃料年利用量约2100万吨,供热面积约为1.5亿平方米。
太阳能采暖面积逐年增加,已扩展至河北、河南、甘肃、山西、内蒙古、陕西、西藏、北京、辽宁、天津、江苏、吉林、山东、四川、青海、宁夏等×个省份。据《中国散煤综合治理研究报告2023》,太阳能供热面积约为1800 万平方米,其中80%为户用采暖,按户均供暖面积60平方米计算,约为24万户。
图1-21 2017-2022年地热能供热面积
氢能供热产业尚处于初步探索阶段,已经开展了一系列课题研究与示范验证。在掺氢燃气锅炉、掺氨燃煤锅炉、掺氢燃气轮机等集中供热领域已完成了多项示范项目建设。国内具有代表性的氢能集中供热示范项目见表1-2。在政策的推动下,我国以燃料电池热电联供为代表的分布式氢能供热示范项目已有序展开,在全国范围内开展了多处热电联供示范项目。山东“氢进万家”科技示范工程,旨在打造“4个氢能园区、5个氢能社区”。项目覆盖济南、淄博、潍坊、青岛,已落地1.2×104套燃料电池热电联供系统。目前4个氢能园区的选址和方案设计已完成,正在选址氢能社区,将采用纯氢、天然气掺氢等方式,利用社区楼宇用热电联供系统为家庭生活供电供热。2021年11月,全国首座氢能进万家智慧能源示范社区项目在佛山市投运,已安装4台440 kW商用燃料电池热电联供设备,将继续安装家用燃料电池热电联供设备394套,以推动佛山市氢进万家。
表1-2 国内具有代表性的氢能集中供热示范项目
a第5个项目掺混比指氨的热量占氨、煤总热量的比例(简称热量比),其余均为氢气体积分数。
远距离跨区域核能供热工程取得重大突破。2023年11月25日,我国首个跨地级市核能供热工程——国家电投“暖核一号”三期核能供热项目正式投运,海阳核电在给烟台海阳市供暖的同时,供暖区域到达威海乳山市,实现了零碳热源的跨区域互通共享,将核能零碳供热的海阳方案有效复制到乳山,开启核能“双城”供热新纪元。此工程可覆盖乳山主城区630万平方米,预计可替代原煤消耗23万吨,减排二氧化碳42万吨。本供暖季“暖核一号”供暖面积合计达1250万平方米,可满足约40万人口的冬季清洁取暖需求。
根据《中国建筑节能年度发展研究报告2023》统计的项目中,已建成工业余热项目涉及53家工业企业,97%的项目位于北方地区,60%以上在2+26城市名单中,从总供热功率上看,各地区发展差异巨大,最多的是唐山(755.5MW),最小的临汾市仅有5MW左右,单个项目平均供暖能力为25MW左右。其中90%以上项目的热源是钢铁厂,88%的项目以冲渣水余热为主,大部分以低压蒸汽作为补充热源。仅有不到10个项目采用烟气、环冷余热等低品位余热供暖。此外,从时间上看,2017、2018年新建项目数量较多,2019、2020年数量大幅下降,2021年又开始回升。

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