這個冬天,南方地區供暖成為一個熱點話題。很多人、特別是生活在長江以南的人們,對“秦嶺——淮河”供暖線的劃定提出了激烈的不同意見。
然而,根據中國工程院院士、清華大學建筑學院教授江億團隊的研究,2020年之前,中國建筑能耗增量最大的部分就是南方采暖。
他在接受《瞭望東方周刊》專訪時表示,北方地區延續數十年的集中供暖已經很難再與目前中國的能源、環境需求匹配。不僅南方不能按照此類模式進行供暖,北方也需要進一步改善。
就建筑領域而言,總能耗的底線是10億噸標準煤。但在2012年,全國建筑用能總量已經超過7億噸標準煤。隨著中國城鎮化速度的進一步加快,以及其帶來的城鎮人口激增、城市建筑面積擴大,城市建筑節能形勢非常嚴峻。
隨著以分戶供暖等為特征的“熱改”在北方地區緩慢推進,即使其城鎮化水平大幅上升,整體采暖能耗也有望略微下降。因此,如何妥善解決南方地區的供暖需求,已經成為中國能源、環保事業乃至于城市發展的重要命題。
長江流域不宜采取集中供暖
《瞭望東方周刊》:您如何看待南北方冬季供暖的差異?
江億:需要聲明的是,南方采暖問題,并不是指全部的南方地區。嶺南地區不存在供暖問題,問題主要集中在長江流域的幾個省區。由于“秦嶺——淮河”一線的劃定,南方地區沒有建設大規模的采暖設施。不過,這些大中城市多數住宅裝有分散采暖設施。他們自己有各種采暖辦法,其中最主要的是空調熱泵采暖。另外,也有少部分家庭采用燃氣壁掛爐或電采暖方式。
“秦嶺——淮河”供暖分界線的劃定,并不是說只在界線以北供暖,界線以南不供暖。實際上它是1955年計劃經濟的產物,是采暖補貼費的發放線。界線以南沒有補貼,以北不同的地方根據氣溫細分為幾個檔次。相比而言,東北地區更冷,補貼更多,這是最初劃定這條線的道理。
建筑設計院在做建筑設計的時候,掌握著建筑的預算。北方發放采暖補貼后,在設計建筑時,就要把采暖設施考慮進來,南方建筑就沒有考慮采暖設施。但是這并不表示北方地區所有的房子都有暖氣。我小時候在天津長大,房子是1955年修建的,當時都裝上采暖設備,由于各種原因,鍋爐沒燒起來,后來又把鍋爐拆了,就一直沒有供暖。每個家庭都是燒煤爐子取暖。直到20世紀90年代中期,天津的家里才真正供暖。
提供舒適健康的室內環境,改善人民居住水平,需要供暖的時候就供暖,這沒有任何異議,是必須要做的事情。
《瞭望東方周刊》:長江流域適合集中供暖嗎?
江億:決定采暖方式的因素主要表現在能源種類、氣候特點、生活習慣。綜合起來講,南方地區不適合集中供暖,應采取分散采暖的方式。
北方集中供暖,原因在于能源以煤炭為主,以煤為熱源只有集中供暖才能不造成大的污染。開始就是燒煤,后來才發展為今天的集中供暖?,F在煤改氣,變成天然氣供暖,也只是由于集中供暖這樣的歷史原因,只能繼續維持這一供暖模式。真正適合天然氣熱源的采暖方式是分散采暖。南方地區現在基本上是以天然氣為主要的采暖能源,那么集中供暖就很不適合了。
進一步說,采暖方式很大程度上受氣候影響。東北地區冬天零下二三十度,室內外溫差有50度,這時合適的取暖方式是燒火采暖。到了長江流域,冬季室內外溫差沒有那么大,一般不超過20度,這時恰當的熱源方式是熱泵,尤其是分散的空氣源熱泵。
熱泵是節約能源的方式,適用于室內外溫差較小的地方。熱泵最適合在上海、南京、武漢等長江流域發展,冬天供暖、夏天供冷。現實的情況是,熱泵在沈陽發展起來了,那里冬天是零下二十多度。北京、山東等地也都在鼓勵發展熱泵,而長江流域這個最適合熱泵的地區卻在鼓勵集中供暖,這就完全錯位了。
另外,東三省供暖時間長達半年,北京也達四個半月。而南方地區供暖期至多也就兩個月到兩個半月。集中供暖需要設備維修、人員工資等各種支出,這都要從用戶身上收取。供暖期越短,人員設備成本所占比例就越高。再加上建設管網的巨額投資,很難收回成本。所以,冬天集中供暖的時間,也決定著集中供暖是否可行。
從生活習慣上來講,南方人特別喜歡開窗。哈工大的一個老師跟我講,那里每年十月開始供暖,新生宿舍就開始吵架。南方來的學生回到宿舍就開窗戶,說再冷也要開窗換氣,北方的學生說太冷不能開。到了二年級、三年級,宿舍里就都安靜了,沒有開窗的了。
南方地區室外溫度沒有北方低,他們又有經常開窗的習慣。如果集中供暖,屋里溫度高,再加上常規的按面積收費,很難改變開窗習慣,這就會增大供熱損耗。一旦采取這種方式,根據我們的分析和實測,如果在上海、武漢、重慶實施集中供暖的話,采暖能耗強度不會低于北京,也就是單位時間單位面積的采暖能耗一點也不比北京低。
需要更好的辦法
《瞭望東方周刊》:如果長江流域集中供暖,會有多大的能源消耗?
江億:經過測算,如果采用集中供暖,長江流域的大中城市有70億平米的住宅需要供暖,每平米能耗折合的標煤會從使用空調熱泵的2至2.7公斤增長到9公斤,增加采暖能耗至少4500萬噸標煤,居民每戶每年會增加采暖支出2000元。現在中國能源緊張,二氧化碳排放量已經成為世界第一。
如采用新的分散取暖方式,既保證室內舒適度,又能取得更好的采暖效果,能耗要比現在高出一倍。變成每平米4至5公斤標煤,這也比集中供暖劃算。這樣,每戶取暖費不超過1000至1500元,大氣污染排放也會得到控制。不是說南方地區不該采暖,只是說不該用集中供暖的方式采暖,而是找一種更好的辦法。
根據調查,南方采暖實際用電每冬季每平方米6至8度,一公斤標煤3度電,折合2至2.7公斤標煤。而北京耗能是南方地區的七到八倍。
目前在北方,按面積收費方式逐步向按熱量收費轉變。“熱改”的目的,一方面是讓按高標準修建的節能房屋少交取暖費,另一方面是想辦法促進熱網末端調節,減少由室內過熱造成的開窗散熱的浪費。這是“熱改”的原動力。
如果長江流域采取集中供暖,按面積收費就無法控制開窗散熱,室溫要求也會逐漸提高。北方地區實行熱計量收費,經過十年的推動,還是進展不大,困難重重。南方地區不能再步其后塵;另外,采暖費補貼如果不能有一個長效機制,也會嚴重阻礙集中供暖的推進。況且還有能源問題、大氣污染問題。所以,長江流域不宜采取集中供暖,應該因地制宜,推行以空調熱泵為主的多種形式的分散采暖。
《瞭望東方周刊》:南京、武漢等城市開始實施“熱電冷三聯供”,也就是以天然氣為能源,冬天發電同時利用余熱供暖,夏季發電同時利用余熱制冷,為建筑空調提供冷源。這種形式適用嗎?
江億:目前南方一些城市,如武漢、南京、無錫等都建成一些集中供暖或“熱電冷三聯供”項目,投資巨大,并造成天然氣供應緊張,一些系統難以運行。這些項目不僅高能耗、高成本——目前這需要從相關部門獲取一些實際運行數據來證明,而且還進一步惡化了我國本來就緊張的天然氣供應狀況。
如果是天然氣采暖,每平米每個冬季僅需要5立方米天然氣。如果是天然氣熱電聯產,則熱電廠就需要12到15立方米天然氣。這是因為天然氣要先發一部分電。而這一帶目前有較豐富的水力發電、西部供電網供電以及我國近年修建的幾個大型高效燃煤電廠。用天然氣發電頂替一些水力或高效燃煤電站的發電量,加劇了冬季天然氣供應的緊張狀態,與我國能源結構狀況不適應。
有人說,拿電廠的余熱,冬天供暖、夏天可以制冷,比電制冷還要節能。實際上,低溫的熱很難制冷,只能從電廠抽蒸汽制冷。抽了蒸汽,發電量就會減少。測算的結果和實際工程數據表明,與電制冷相比,電冷聯供并沒有優點。
近幾年來,廣州大學城等幾個地方的電冷聯供項目,都在往里面貼錢,效果都不好。又貴又不好用,實際使用者反對極了。
正在尋求解決南方供暖問題
《瞭望東方周刊》:據您了解,國家在南方地區冬季取暖問題上有怎樣的打算?
江億:2005年,國家“十一五”立項,科技部拿出1000多萬科研費用,支持南方地區的幾個高校和企業合作,進行長江流域住宅供熱環境方向的研究,尋求解決南方供暖問題的辦法。“十二五”期間,科技部拿出更多的資金,支持南京、上海、武漢等地的幾個大學聯合起來做研究,希望拿出好的方案和產品解決長江流域老百姓的冬天采暖問題。同時,企業界也在積極開發新的專門適用于南方地區采暖的產品。
建設部曾三令五申,不讓長江流域推行集中供暖。在地方上,武漢、南京幾個城市把集中供暖作為節能減排、民生工程的大事,開始實行“熱電冷三聯供”。實際上,這種做法不對,這就繼承了北方供暖多年來努力想解決而一直沒能解決的問題。
我是武漢建設“兩型社會”的專家顧問,曾通過各種渠道多次反對集中供暖,都無濟于事。事實表明,他們會陷到一個巨大的困境當中:花費巨額投資,不但天然氣問題解決不了,最后老百姓還有怨言。現在還沒涉及收費,集中供暖比分散采暖貴得多,收費也是一個難題。
《瞭望東方周刊》:現在北京這樣的北方城市供暖,存在哪些主要問題?
江億:我國北方主要是“區域鍋爐房集中供熱”和“熱電聯產集中供熱”方式,這兩種方式是大規模集中熱源,可以利用熱電聯產這種高效熱源,也易于利用燃煤,有利于提高燃煤利用效率、減少燃煤的各種污染。
但大管網供暖,需要巨大投資和復雜的運行管理。在位于大望路的北京熱力公司總部,通過專門的大屏幕,可以看到全市大管網的運行狀況。有一大批人專門做整個系統的調試。另外,大管網供熱會有很大的熱損失,管道輸送時,水循環的水泵也要消耗電力。
此外,大規模集中供暖易產生冷熱不均的現象,為了不使得個別偏冷的房間低于政府要求的18攝氏度,只好提高系統的溫度和循環水量,這就造成部分建筑過量供熱,迫使居民開窗散熱,不少熱量被浪費掉。每個冬季供暖有15%至30%的熱量被浪費掉,所以調節采暖系統末端特別重要。
還有一個方面,巨型熱網很難根據天氣變化及時做出調整。供熱源根據天氣氣溫的變化做出供熱調整,要經過幾十公里的管網才能到達各個家庭,這就會有一個時間差。導致天氣忽然變冷,屋內不能馬上暖和,天氣忽然變熱,屋內暖氣會順延一天才變涼。
北京供暖實際情況是,由于開窗散熱、加熱地皮等各種原因損失了約三分之一的熱量。這就是為什么北方近十年來在抓“供熱改革”,要改目前按照面積收取熱費的方式為按照實際供熱量收取熱費。然而,由于技術、體制、機制的諸多原因,“熱改”的推進十分困難,十年成效很小,被認為是“比房改還困難的改革”。