清洁供暖技术：来自中国北方的试点项目案例研究（英）
清洁供暖技术来自北方人民共和国的试点项目案例研究2022 年 3 月亚洲开发银行 清洁供暖技术来自北方人民共和国的试点项目案例研究2022 年 3 月亚洲开发银行 知识共享署名 3.0 IGO 许可（CC BY 3.0 IGO）© 2022 亚洲开发银行6 ADB Avenue, Mandaluyong City, 1550 Metro Manila, Philippines 电话 63 2 8632 4444；传真 63 2 8636 2444保留一些权利。发表于 2022 年。ISBN 978-92-9269-327-5（印刷版）、978-92-9269-328-2（电子版）、978-92-9269-329-9（电子书）出版物库存号 TCS210548-2DOI：http://dx.doi.org/10.22617/TCS210548-2本出版物中表达的观点是作者的观点，并不一定反映亚洲开发银行 (ADB) 或其理事会或其所代表的政府的观点和政策。亚行不保证本出版物中包含的数据的准确性，并且对使用这些数据的任何后果不承担任何责任。提及特定公司或制造商的产品并不意味着亚行认可或推荐它们优先于未提及的其他类似性质的公司或产品。通过对特定领土或地理区域的任何指定或提及，或通过在本文件中使用“国家”一词，亚行无意对任何领土或区域的法律或其他地位作出任何判断。本作品可在知识共享署名 3.0 IGO 许可 (CC BY 3.0 IGO) https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/igo/ 下获得。使用本出版物的内容，即表示您同意受本许可条款的约束。有关署名、翻译、改编和许可，请阅读 https://www.adb.org/terms-use#openaccess 上的条款和使用条款。本 CC 许可不适用于本出版物中的非亚行版权材料。如果该材料归属于其他来源，请联系该来源的版权所有者或出版商以获得复制它的许可。对于因您使用该材料而引起的任何索赔，亚行概不负责。如果您对内容有任何疑问或意见，或者如果您希望获得不属于这些条款范围内的预期用途的版权许可，或者获得使用 ADB 徽标的许可，请联系 pubsmarketing@adb.org。亚行出版物的更正可在 http://www.adb.org/publications/corrigenda 找到。笔记：在本出版物中，“$”是指美元，除非另有说明。亚行承认“中国”为中华人民共和国。 Kris Guico 的封面设计。 内容表格、数字和方框iv致谢六前言七缩写八计量单位和货币九执行摘要X1 简介1背景1亚行对清洁供暖的回应22 基本原理5清洁供暖政策框架5山西省长治市清洁供暖6长治市清洁供暖面临的挑战83 清洁供暖技术10热泵和地热能10生物质颗粒和沼气12太阳能热14电加热器15主流供暖解决方案17绝缘指南19成本分析234 部署清洁供暖技术28利益相关者分析28试点村和户的选择29技术选择标准30供应商选择32科技与家居配套33技术安装和使用345 试点项目成果35技术性能35加热成本37环境和健康益处39主要发现456 清洁供暖在线平台结果47设计47现状与成就49建立在线平台的挑战和经验教训527 结论和建议54得到教训54政策建议56参考63 表格、数字和方框表1个人清洁取暖改造补贴 82简单绝缘的成本 203系统效率和燃料成本假设 244排放因子 255成本分析结果 266利益相关者的需求和试点方法 287试点户分类 308清洁供暖技术总结 329一般家居与清洁技术配套 3310家庭设备分配 3411清洁供热设备性能 3512安全排放限值与 2018 年长治市排放 3913在线平台监控的性能参数 49数字12016年长治市空气质量指数月均值 72獐子县一户人家安装空对空热泵 103闭环地热热泵 1242020年使用的生物质锅炉 135集中式沼气系统 146獐子县一户人家安装石墨烯板 167獐子县一户人家壁挂式燃气锅炉 178带小水箱的空气对水热泵 189热泵的加热循环 1810獐子县典型民居 1911绝缘幕——卷帘类型 2012绝缘窗帘——粘扣带边型 2113膨胀珍珠岩颗粒和绝缘包放置在阁楼 2114不同颜色的聚合物树脂板 2215原始天花板和改造木框架 2216绝缘壁纸和整理 2317排放和成本比较 2718未补贴的等效年度供暖成本与供暖需求 3819典型家庭每冬季的家庭供暖技术排放量 4020潜在的颗粒物 2.5 替代国内煤炭供暖的减排 41在獐子县21替代国内煤炭供暖可能减少二氧化硫排放 42在獐子县22国内燃煤取暖替代可能减少氮氧化物排放 43在獐子县23替代国内煤炭供暖的潜在二氧化碳排放量 44在獐子县24在线平台的结构和数据流 48 表格、数字和方框 v25 清洁供暖改造用户详细信息5026 清洁供热设备监测清单5127 用户手机上的设备状态51盒子1用于分类清洁加热设备的多层框架572分散式清洁供暖政策模型60 致谢清洁供暖技术：来自中国北方的试点项目案例研究是中国个人清洁供暖解决方案试点示范项目的成果，旨在减少对原煤供暖的依赖。该试点项目由亚洲开发银行 (ADB) 可持续发展与气候变化部 (SDCC) 在区域技术援助 8946：促进亚洲及太平洋地区人人享有可持续能源——城市贫困人口的能源获取（增加获取清洁烹饪和取暖）（子项目 B）。该试点项目由首席能源经济学家 Kee-Yung Nam 和高级能源专家 Stephen Peters 领导的部门咨询服务集群 - 能源部门小组 (SDSC-ENE) 的一个团队进行。 SDSC-ENE能源部门组长翟永平和SDCC首席部门官Robert Guild提供了总体指导。该试点项目与长治市发改委合作实施，桑立刚、王桂平、吴嘉、张世忠、任志宗等人的贡献；通过袁文博、宋立、梁建飞、刘晓芳，獐子县政府。一群国际和国家专家作为背景论文的作者提供了宝贵的贡献。本案例研究由 SDSC-ENE 的专家团队在 Kee-Yung Nam 的指导和翟永平的监督下撰写。该团队由 Stephen Peters、Ming Shan、X Suliya、Ana Maria Tolentino、Maria Fritzie Vergel 和北京嘉数科技咨询有限公司（嘉数咨询）组成。 Charity Torregosa，高级能源官； Maria Dona Aliboso，运营分析师； Marinette De Jesus Glo，运营助理； TA 团队成员 Elmar Elbling、Felicisima Arriola 和 Grace Yeneza 提供了技术咨询和行政支持。 Maria Theresa Mercado 编辑了报告，Principe Nicdao 负责排版。该报告得益于亚行区域部门能源部门的亚行同事的见解和评论。 前言中华人民共和国（中国）北部地区非常需要空间供暖。 2016年，该地区燃煤供暖覆盖了83%的供暖区域。原煤燃烧造成了严重的环境和健康问题，并导致高水平的碳排放。自 2017 年以来，政府通过 5 年冬季清洁供暖计划加快了解决这一问题的步伐。这强调了在扩大区域供热网络的同时，将家庭和企业从燃烧劣质煤炭转向更清洁的低碳燃料。尽管干预措施取得了成功并带来了相关的环境效益，但从燃煤供暖向天然气和电力供暖的转变带来了新的挑战，例如天然气供应短缺和天然气价格上涨。为了克服这些挑战，政府正在不断加紧努力，并计划通过与公共和私营部门的积极参与和合作，实施多样化、负担得起和量身定制的解决方案。亚洲开发银行 (ADB) 与其发展中成员国 (DMC) 合作，以促进提供充足和清洁的供暖服务。在 1980 年代，它资助了热电联产厂的建设或修复；此后，它转向探索基于可再生能源的混合区域供热。亚行实施了以小规模清洁供暖技术为重点的技术援助项目和能力建设活动。这项工作符合亚行 2021 年能源政策，以“帮助发展中成员体加快发展可持续和有弹性的能源系统，为所有人提供可靠和负担得起的能源，促进包容性经济增长和社会发展，并支持亚洲的低碳转型和太平洋。”本报告通过确定可替代传统家用燃煤炉的可扩展清洁技术，加强了亚行对清洁供暖的支持。它介绍了中国北方的一个案例研究，该案例研究在不同类型的家庭中部署清洁供暖设备及其对改善空气质量和减少温室气体排放的潜力。吸取的经验教训和建议可以从技术和政策的角度加以应用，并为中国乃至该地区其他地区的政策制定者和私营部门提供指导。普里扬塔·维杰亚通加SDSC-ENE 能源部门组长 缩写AAHP空气对空气热泵亚行亚洲开发银行空气质量指数空气质量指数AWHP空气对水热泵资本支出资本支出二氧化碳二氧化碳警察性能系数科技委聚光太阳能热选管会等值年成本EVA乙烯-醋酸乙烯酯温室气体温室气体地源热泵地源热泵国际能源署国际能源署LCOE平准化能源成本机动特遣队多层框架国家数据中心国家自主贡献NO2二氧化氮氮氧化物氮氧化物/氮氧化物运维运维运营支出运营支出多环芳烃多环芳烃下午颗粒物中华人民共和国中华人民共和国PTC正温度系数光伏光伏可持续发展目标可持续发展目标二氧化硫二氧化硫我们美国WHO世界卫生组织 计量单位和货币摄氏度人民币元克GJ 千兆焦耳Kcal 千卡kg 公斤千瓦 千瓦kWh 千瓦时米2平方米米3立方米mK 米-开尔文mm 毫米μ克微克$美国美元瓦/米2瓦特每平方米 执行摘要全球供热仍以化石燃料为主，只有 10% 的供暖来自可再生能源。近 30 亿人，即世界人口的 40%，使用明火或简单的炉灶燃烧煤油、传统生物质和煤炭来取暖和做饭。低效固体燃料的燃烧会导致大量空气污染物，包括颗粒物 (PM2.5)、氮氧化物 (NOx)、二氧化硫 (SO2) 等，这些污染物会恶化空气质量并给普通人群带来严重的健康问题。此外，燃煤会产生大量的二氧化碳 (CO2) 排放，导致气候危机。关于清洁能源的可持续发展目标 7 (SDG 7) 要求所有人都能获得负担得起的、可靠的现代能源，包括供暖。使用高效、清洁的供暖远远落后于 SDG 7 的目标。这些影响在缺乏清洁供暖选择的城郊和农村社区得到了强调。鉴于大多数发展中成员国的高效清洁区域供暖覆盖率低，迫切需要为城郊或农村社区确定和引入清洁、当地适应性和负担得起的供暖解决方案，以替代煤炭和其他固体燃料。在中华人民共和国（PRC）北部，采暖季节每年可长达 6 个月。容易获得和负担得起的煤炭是取暖的主要燃料。无法使用区域供暖的小企业和家庭燃烧原煤，其排放的污染物是燃煤电厂的 10 倍以上，被认为是冬季空气污染的主要原因。 2016年估计燃烧了2亿吨原煤。此外，煤炭工业仍然是中国北方最大的煤炭生产省份内蒙古自治区、山西省和陕西省的传统支柱产业。 2017年，在空气质量恶化的推动下，中国启动了打赢蓝天保卫战三年行动计划，旨在从原煤转向清洁供暖，扩大区域供热覆盖范围。许多地方政府面临紧迫的时间表，急于采用一种万能的方法来改用燃气供暖。这导致天然气供应短缺。需要探索易于扩展的替代解决方案，以满足当地和国家的清洁供暖目标。对电力、可再生能源和天然气驱动的十种技术进行了调查，考察了它们的加热机制、排放水平和成本，包括热泵、生物质、太阳能、电加热器和燃气锅炉。从 10 项技术中选择 4 项分散式或独立式清洁供暖技术在华北地区进行试点。该试点旨在为各种家庭类型确定合适且可复制的分散式清洁供暖方案，以取代家庭燃煤。启动清洁供暖在线监测平台，跟踪设备性能和试点进度。在獐子县清洁供暖计划下，空气对空气热泵（AAHP）、空气对水热泵（AWHP）、石墨烯板和生物质颗粒锅炉在三种家庭类型中匹配。该县的项目提供了设备补助金（最高 20,000 元人民币）和为期 3 年的运营补贴（每个冬季最高人民币 2,400 元人民币）。热泵（AWHP 和 AAHP）是四种设备中最节能的。它们的性能系数 (COP) 为 2.5–3，这意味着 1 单位的电力输入转换为 3 单位的热量。石墨烯是一种利用电流热效应的新兴技术，效
