随着社会生活水平的逐步提高, 人们越来越追求高品质生活, 城市集中供热行业迅猛发展。目前, 传统的城市集中供热主要是由燃煤电厂热电联产系统供热, 消耗的能源以煤为主。这也是北方地区冬季雾霾的主因之一。近年来, 随着供热技术的不断发展, 很多地区开始调整能源结构, 产生多种供热方式, 以满足不同类型的建筑和地区的需要。

在供热领域, 可选择的供热能源包括:天然气、电能、热泵、地热能、燃油等^[1-2]。据新华社中国经济信息社发布的《京津冀及周边地区清洁供暖发展报告》显示, 通过实施煤炭消费减量替代等措施, 北京清洁能源供热的比例已提高到了88%, 中心城区已实现了供热锅炉无煤化; 天津、河北、河南等省市也都因地制宜, 利用“煤改电”“煤改气”、洁净型煤利用、地热能等多种形式全面推进城乡居民供热清洁化^[3-4]。

2014年, 中国城市集中供热蒸汽供热总量为5.56×10⁸ GJ, 同比增长4.46%, 热水供热总量达2.765×10⁹ GJ, 同比增长3.78%。2015年, 中国城市集中供热蒸汽供热总量约为5.8×10⁸ GJ, 热水供热总量约为2.89×10⁹ GJ, 同比增长4.52%。

目前, 城市集中供热行业主要集中在北方传统采暖地区, 南北供热的分界线是秦岭-陇海线, 此线以南地区一律不集中供热^[5]。截止目前城市集中供热面积总量达90多亿m², 城市集中供热行业缺口大, 原有的供热管网供热能力不足, 需要通过新技术升级改造。我国城市供热行业需求的地区差异如图 1所示。

图 1 我国城市供热行业需求的地区差异

在非采暖区域, 比如长江中下游流域冬季湿冷, 具有强烈的供热诉求。随着厄尔尼诺现象变化, 我国南北分界线逐渐南移, 冬天长江流域(上海、重庆、湖北、湖南、江西、四川等地)的气温已经达到-8~10 ℃, 远低于北方城市集中供热时的室内温度(16~18 ℃); 而且南方雨水多、湿度大, 人体热反应度比北方要高, 南方供热需求仍呈不断上升趋势, 潜力十分巨大。

目前我国没有明确的采暖补贴政策, 有些地方的补贴是当地政府自行制定的。现行的地方补贴政策主要包括3个部分。

(1) 配套费补贴  为支持供热企业建设基础设施, 地方政府根据当地供热能源的利用比例, 对供热企业给予供热配套费补贴。表 1为8个城市供热配套费及供热费用的收取标准。

表 1 8个城市供热配套费以及供热费用标准

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城市	配套费			供热费用/(元·m-2)
	标准/(元·m-2)	界限		居民	非居民
大连	50	至建筑红线		26.00	31.00
沈阳	153	至建筑红线		26.00	32.00
吉林	50	至建筑红线		27.50	33.50
哈尔滨	50	至建筑红线		38.32	43.30
廊坊	95	至建筑红线		22.00	38.00
青岛	115	至建筑立管		22.80	38.25
天津	160	至热交换站		25.00	40.00
郑州	55	至热交换站		22.80	33.60

(2) 设备补贴  以青岛为例, 鼓励海水源、污水源、土壤源、空气源热泵和其他电供热项目建设谷电储能设施, 由财政资金给予补贴, 最高补贴额不超过1 000万元; 燃煤锅炉改造为燃气锅炉, 可享受每吨燃煤锅炉补贴10万元。

(3) 运行补贴  以青岛为例, 对新建燃气锅炉集中供热项目的居住建筑部分、天然气分布式能源供热项目, 按核定天然气用量给予补贴。燃气集中供热项目居住建筑部分每立方用气补贴1.92元。

本文主要对目前常用的燃煤锅炉供热、燃油锅炉供热以及燃气锅炉供热进行对比, 从供热系统初投资、项目运行费用两方面分析不同供热方式的经济性。

通常, 初期投资包括设备费用、基建费用、安装费用3个主要组成部分^[6]。与燃气和燃油锅炉相比, 燃煤锅炉涉及到储煤、除尘等因素, 占地面积大、费用高, 因此将锅炉房的初期投资折算成单位采暖面积所耗费用。参考《城市供热热源工程投资估算指标》^[7]中的数据, 3种供热方式的单位面积所耗费用分别为:燃煤锅炉房为59.2元/m²; 燃气锅炉房为58.3元/m²; 燃油锅炉房为59.2元/m²。

供热运行费用主要包含能源费用(燃料、水、电等)、设备折旧费、设备维修费、财务费用、工资及其他费用^[8]。本文将所有费用全部折算成单位采暖面积所耗费用。

折算过程中的计算原则如下:建筑物耗热量指标取24 W/m²; 采暖时间为120天; 燃煤锅炉的耗电量为5 kWh/m², 燃气锅炉为1.5 kWh/m², 燃油锅炉为2.0 kWh/m²; 耗水量为75 kg/m²。燃料热值为标煤29.3 mJ/kg, 天然气36 mJ/m³, 重油41.858 mJ/kg。燃料价格为标煤600元/t, 天然气2元/m³, 重油2 000元/t。水费为3.5元/t, 电费为0.62元/kWh。

燃料耗量与燃料的热值、锅炉的效率、建筑耗热指标, 以及管网的运行效率息息相关。3种供热方式的各项参数如表 2所示。

表 2 3种供热方式的参数

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参数	燃煤锅炉供热	燃油锅炉供热	燃气锅炉供热
燃料种类	煤	油	天然气
热值	8.147 kWh/kg	11.86 kWh/kg	10 kWh/m3
锅炉效率	68%	88%	92%
管网运行效率	90%	90%	90%
采暖期燃料耗量	13.9 kg/m2	7.4 kg/m2	8.4 m3/m2
燃料单价	0.6元/kg	2元/kg	2元/m3
采暖期燃料费	8.3元/m2	14.8元/m2	16.8元/m2

将燃料费用、耗水费用、耗电费用、折旧费用、维修费用、工资及其他费用全部计入运行成本, 结果如表 3所示。

表 3 3种供热形式的运行费用比较 (元·m^-2)

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供热方式	燃料费用	耗水费用	耗电费用	折旧费用	维修费用	工资费用	其他费用
燃煤	8.3	0.15	2.55	1.7	1.0	0.8~2.0	0.30
燃油	14.8	0.15	1.24	1.5	1.0	0.8~2.0	0.30
燃气	16.8	0.15	0.93	1.5	0.7	0.8~2.0	0.29

近年来, 标煤价格不断上涨, 燃煤锅炉成本逐渐提升, 但运行费用仍比燃气锅炉和燃油锅炉低。重油的价格最近较低, 因此燃油锅炉的供热运行成本比燃气锅炉略低。“打赢蓝天保卫战”是2018年中国煤控项目工作的重点, 实现煤的清洁利用、逐步提高清洁能源比例是有效途径。目前来说, 清洁能源供热仍以天然气为主, 政府相关扶持政策相继出台, 令天然气集中供热具备竞争力, 燃气企业与供热企业实现双赢。我国与俄罗斯、美国等国家签订天然气长期协议, 未来会提供大量天然气资源, 天然气价格将有可能持续下跌, 天然气供热将会持续发展。

天然气城市集中供热占地面积小, 排放污染少, 但运行成本比热电联产要高^[7]。为此, 开展天然气城市供热业务必须考察当地的集中供热水平(即热化率)以及当地热价等。通过调研当地的供热规划、热力公司的经营模式和经营状况, 来寻找业务机会。通过查找相关技术文献以及供热公司提供的实际运行数据, 根据以上3种供热方式的经济性分析, 判断出以下场合可适当开展天然气城市集中供热业务。

(1) 当地热化率低, 以分散燃煤小锅炉房供热为主, 当地政府有迫切实施集中供热的意愿, 可以在各类政策上大幅让步, 如供热配套费、税收、土地等。供热配套费标准为, 居民≥40元/m², 非居民≥80元/m²。

(2) 当地负责城市集中供热的热力公司经营不善, 体制性亏损, 管理指标高于下列数据时:全年管理成本 > 2元/m², 每月每平米煤耗 > 5.5 kg, 或每月每平米天然气消耗 > 2.3 m³, 每月每平米水耗 > 12.5 kg, 水泵电耗 > 0.64 kWh/m², 即可认为管理水平较差。若政府有意愿转让, 则可考虑介入当地热力市场。

(3) 考虑设备折旧及维修保养费用, 在以煤为主要燃料时, 每月不低于5.5元/m²; 以燃气为燃料时, 每月不低于6.5元/m²。

(4) 热电厂采购热价不高于40元/GJ。

近年来, 城市集中供热行业获得了迅速发展; 该行业也在深化改革力度, 加快市场化进程。民营企业以及外资企业等多种经济成分进入供热市场, 使得市场的竞争日益激烈。2017年农村市场全面开启, 京津冀及周边地区“2+26”城市重点推进“煤改气”以及可再生能源供热工作, 提高清洁供热水平。本文分析了不同供热方式的经济效益, 进而判断出开展天然气城市集中供热的适用条件, 为今后开展供热业务提供借鉴。