一、綜合多能源供熱定義
新能源供熱，是指因地制宜使用清潔化能源（熱源），直接或通過高效輸配管網(wǎng)為熱用戶提供安全、綠色、經(jīng)濟熱能的供熱方式，其實質(zhì)是熱能的生產(chǎn)、輸配及使用的全過程實現(xiàn)節(jié)能清潔環(huán)保。清潔化能源主要指天然氣、電、地熱、生物質(zhì)、太陽能、風能、空氣能、工業(yè)余熱、煤炭清潔利用及核能等能源。熱用戶涵蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)及建筑等所有生產(chǎn)、生活場所。
二、綜合新能源主要供熱方式及技術特性
（1）清潔燃煤集中供熱
清潔燃煤集中供熱是對燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、燃煤鍋爐房實施超低排放改造后（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米），通過熱網(wǎng)系統(tǒng)向用戶供熱的方式，包括達到超低排放的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和大型燃煤鍋爐供熱。清潔燃煤供熱成本優(yōu)勢大，主要覆蓋已有熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的城鎮(zhèn)集中供熱區(qū)域。環(huán)保排放要求高，對城鎮(zhèn)民生取暖、清潔取暖、減少大氣污染物排放起主力作用。其問題制約是清潔燃煤供熱面積的增加可能加大未來電力系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納難度，集中供熱管網(wǎng)難以延伸至廣大農(nóng)村地區(qū)。
（2）天然氣供熱
天然氣供熱指以天然氣為燃料，利用脫氮改造后的燃氣鍋爐、燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)等進行集中供熱，以及燃氣熱泵、壁掛爐等進行分散供熱。與燃煤供熱相比，天然氣供熱的熱效率更高，煙塵及SO?的排放量更低；與電制熱供熱相比，天然氣供熱經(jīng)濟性更好。天然氣供熱具有可根據(jù)自己需要調(diào)好時間段供熱（經(jīng)濟性）、供熱溫度隨意設定、一般采用壁掛鍋爐，洗鍋洗澡熱水隨用隨來、啟動快的優(yōu)點，同時也有一次性投資大（鍋爐基本一萬元左右）、鍋爐使用1—2年后，有維修費用、長時間供熱，費氣。用氣費用驚人（尤其是100平米以上房子）的缺點。天然氣供熱發(fā)展的主要問題。一是我國天然氣供應對外依賴度高，供應保障能力弱。二是盡管天然氣燃燒的氮氧化物排放約為燃煤的60%～70%，但由于燃氣供熱的熱電比低，提供相同熱量時，氮氧化物的排放量與燃煤供熱基本相同。天然氣管網(wǎng)覆蓋范圍相對較小，還無法覆蓋很多農(nóng)村地區(qū)。
（3）電制熱供熱
電制熱供熱指利用電能，使用普通電鍋爐、蓄熱電鍋爐、電鍋爐+水蓄熱、電鍋爐+相變蓄熱等集中供熱方式，以及發(fā)熱電纜、電熱膜、碳晶、熱軌、碳纖維、直熱式電暖器、蓄熱式電暖器等分散供熱方式，還包括各類電驅(qū)動熱泵等方式進行供熱。電供熱的發(fā)展在技術、管理與能源供應上具有相對優(yōu)勢。一是當前電力整體供應相對寬松。二是供電保障能力強。電網(wǎng)為一體化運營管理，供電直接延伸至用戶用電末端，電供熱設施運行靈活，且安全性較高。三是清潔化水平高。電取熱用戶無污染物排放，同時有利于電能占終端能源消費比重的提高，增加電力系統(tǒng)中風電、光伏等清潔能源消納。電供熱發(fā)展的主要問題在于成本相對較高。綜合考慮設備投資、供熱效率、供熱時間等因素，電供熱綜合成本是天然氣供熱的1.4～1.8倍，一次投入與電價補貼要求都比較高。
（4）地熱供熱
地熱供熱指利用地熱資源，使用換熱系統(tǒng)提取地熱資源中的熱量向用戶供熱，可作為集中式或分散式供熱熱源。按照埋存深度和溫度等級，地熱供熱可分為淺層地熱資源、水熱型地熱資源和干熱巖型地熱資源。目前，淺層和水熱型地熱能供熱（制冷）技術已基本成熟——淺層地熱能采用熱泵技術提取熱量，而水熱型地熱能通過人工鉆井或天然通道開采利用；干熱巖型地熱能開發(fā)尚處于起步階段。地熱供熱的主要優(yōu)勢是清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠、在我國北方地區(qū)地熱儲量豐富、分布廣泛。主要問題與制約是當前技術標準、管理制度、環(huán)保標準等有待健全、更適合統(tǒng)一規(guī)劃、集中開發(fā)。
（5）生物質(zhì)能清潔供熱
生物質(zhì)能清潔供熱指利用生物質(zhì)原料及其轉(zhuǎn)化燃料在專用設備中清潔燃燒供熱的方式，包括：排放達標的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)和大型生物質(zhì)鍋爐等集中供熱，以及中小型生物質(zhì)鍋爐等分散供熱。我國中小型燃煤供熱鍋爐數(shù)量較多，清潔替代任務較重。生物質(zhì)能供熱在終端消費環(huán)節(jié)直接替代燃煤，有較大的發(fā)展空間。生物質(zhì)能清潔供熱的主要優(yōu)勢是適宜就近收集原料、分布式開發(fā)、在用戶側(cè)直接替代煤炭。生物質(zhì)成型燃料由農(nóng)林生物質(zhì)壓縮制成，便于儲存與運輸，燃燒效率高，是國際公認的清潔低碳燃料，生物質(zhì)成型燃料鍋爐供熱的清潔程度高于天然氣，成本則遠低于天然氣。主要問題與制約是高效低排等重大技術及標準、產(chǎn)業(yè)體系等都有待成熟、缺乏專業(yè)化原料供熱體系，難以穩(wěn)定滿足供熱需求。
（6）太陽能供熱
太陽能供熱指利用太陽光熱能，借助太陽能集熱裝置，配合其他穩(wěn)定性好的清潔供熱方式向用戶供熱。太陽能供熱可分為主動式和被動式。根據(jù)熱媒不同，主動式太陽能供熱可分為太陽能空氣供熱和太陽能熱水供熱2種類型。太陽能空氣供熱主要針對單層、閑置農(nóng)房，其系統(tǒng)啟動快、耐凍，但效率低。太陽能熱水供熱是從太陽能生活熱水基礎上發(fā)展而來，其系統(tǒng)效率高、易安裝，但控制不當易發(fā)生凍害、過熱等問題。被動太陽房是被動式太陽能供熱的典型代表，20世紀80年代初就已在北方地區(qū)廣泛應用。太陽能供熱具有使用壽命長、應用場景廣泛等特點；在同等供熱情況下，可節(jié)約40%—60%的能源成本。目前，集中式太陽能區(qū)域供熱是國際發(fā)展的趨勢和方向。
（7）工業(yè)余熱供熱
工業(yè)余熱供熱指回收工業(yè)生產(chǎn)過程中伴生的余熱，經(jīng)換熱裝置提質(zhì)后進行供熱的方式。與燃煤供熱、天然氣供熱、電制熱供熱相比，工業(yè)余熱供熱在技術及經(jīng)濟上均具有較好的可行性。但工業(yè)余熱種類繁多，其數(shù)量和形態(tài)在時間或空間上也常具有不確定性，囿于傳統(tǒng)余熱回收技術水平，難以被高效利用。而儲熱技術的優(yōu)勢，恰恰能夠緩解能量供需雙方在時空、強度與地域上不匹配的矛盾。將儲熱技術與工業(yè)余熱清潔供熱技術有機結(jié)合，可進一步提升余熱轉(zhuǎn)換效率。
（8）核能供熱
核能供熱指以核裂變產(chǎn)生的能量為熱源的集中供熱或分散供熱。目前，核能供熱主要有2種方式：低溫核供熱和核熱電聯(lián)產(chǎn)。低溫核供熱已形成池式供熱堆和殼式供熱堆2種主流技術，單個模塊供熱能力在200兆瓦左右，可滿足400萬平方米用熱需求；核熱電聯(lián)產(chǎn)的綜合能源利用率可達80%，單臺1100兆瓦電力機組供熱能力超過2000兆瓦，供熱面積達5000萬平方米。
綜合能源供應及服務
從綜合能源供應角度來看，企業(yè)熱能來源大體上可分為兩類：一是企業(yè)自有熱源，負責能源生產(chǎn)、輸送、控制以及回收；二是企業(yè)外采熱源，熱源廠以躉售的方式輸配到供熱企業(yè)進行經(jīng)營。從綜合能源運營角度來看，能源服務涵蓋銷售、規(guī)劃、運維、分析、調(diào)度等多方面，并借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術，融合運行信息產(chǎn)生新的服務模式。綜合能源服務的核心是多能源系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化服務。在不同應用場景時，由于自然環(huán)境及需求的不同，使得主要能源類型和服務對象存在差別，所以要通過技術手段升級，實時進行能源經(jīng)濟成本分析，輔助決策調(diào)度，形成多能互補共濟的局面。 目前，國家層面能源發(fā)展是我國經(jīng)濟在“十四五”時期的客觀要求和重要任務。隨著各地逐步推進能源單位整合重組的步伐，我國綜合能源服務業(yè)務也迎來了發(fā)展的新契機，以供熱、燃氣及新能源為主的大型國有企業(yè)，都在努力向綜合能源服務方向發(fā)展，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型。根據(jù)目前行業(yè)中相關實踐經(jīng)驗，綜合能源服務市場主要呈現(xiàn)以下四個特點：
即通過多種能源一體化綜合優(yōu)化利用，幫助企業(yè)科學地進行能源消費，提高整體能效，降低能源成本支出。
2、個性化的能源服務需求
以客戶需求為導向，尤其是面對不同的用熱群體，企業(yè)能夠為終端能源消費者提供更多定制化、個性化地能源產(chǎn)品與服務。
市場對各類主體公平開放，不同背景的企業(yè)可憑借原有優(yōu)勢業(yè)務為切入點，進入綜合能源服務市場，各自發(fā)揮優(yōu)勢力量。
4、數(shù)字化的運營服務模式
新一代綜合能源服務需要借助數(shù)字化技術實現(xiàn)能源在線運營，利用大數(shù)據(jù)分析和算法，實現(xiàn)多源調(diào)度與精準控制。
綜合能源發(fā)展建議
科學的綜合新能源取暖評價體系需要相關的科研單位和供熱企業(yè)聯(lián)合攻關。應針對當前多種清潔取暖技術的優(yōu)缺點，秉承“科學性、先進性、協(xié)調(diào)性、可操作性”的理念，將熱力學、熱經(jīng)濟學、環(huán)境經(jīng)濟學等相結(jié)合。從全生命周期角度，建議主要考察3個方面指標。 因燃煤、天然氣、電能、地熱能、生物質(zhì)能、太陽能、工業(yè)余熱、核能等能量品位高低不同，傳統(tǒng)的?分析和能級平衡理論無法充分考慮能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換效率，只能說明輸入能量和用戶之間的能量品質(zhì)的差異。為此，江億等提出了能質(zhì)系數(shù)的概念，即不同能源對外所能做的最大功與其總能量的比值。利用能質(zhì)系數(shù)的概念，可更合理地反映各種形式能量品位的高低。電能的品位最高，可完全轉(zhuǎn)換為功，能質(zhì)系數(shù)為1；其他能量形式的能質(zhì)系數(shù)要根據(jù)實際對外做功的能力來分別確定。若達到同等的用戶采暖要求，從節(jié)能角度考慮，采用能質(zhì)系數(shù)較低的能量形式更為可取。 在進行不同能量形式的熱源供熱系統(tǒng)經(jīng)濟性評價時，除了需要考慮初投資及后期的運行與維護費用外，還要結(jié)合熱經(jīng)濟學結(jié)構理論，將總成本分攤在供熱系統(tǒng)或供熱裝置的全生命周期之內(nèi)，考察構成系統(tǒng)或裝置的各個組件的單位?成本，以獲得系統(tǒng)或裝置的平均?成本。若達到同等的用戶采暖要求，從經(jīng)濟性角度考慮，平均?成本較低的供熱系統(tǒng)或裝置性能更優(yōu)。 針對不同能量形式的熱源供熱系統(tǒng)對環(huán)境影響的程度不同，需要在同一個供熱周期內(nèi)開展，不僅要考慮CO2、SO2、NOx等污染物的影響，還要考慮構成系統(tǒng)或裝置的各個組件自身材料對環(huán)境的影響（如組件自身材料材質(zhì)是否有毒有害、是否可循環(huán)利用等），之后才能測算出系統(tǒng)或裝置的單位環(huán)境影響因子。若達到同等的用戶采暖要求，從環(huán)境影響角度考慮，單位環(huán)境影響因子較低的供熱系統(tǒng)或裝置將成為首選。評價指標的好壞需要經(jīng)受實踐的檢驗，并要不斷進行修正與完善。（2）有序推進供熱管網(wǎng)節(jié)能改造及采暖末端能效提升 受傳統(tǒng)供熱模式限制與改造費用的多重影響，供熱管網(wǎng)節(jié)能改造和采暖末端能效提升不是一蹴而就的事情，需要重點突破，有序推進。針對供熱管網(wǎng)的主要問題，先要進行性能評估，再尋求與清潔取暖技術最相適應的節(jié)能改造方案。針對建筑物維護結(jié)構保溫性差的問題，優(yōu)先改造能耗高、問題凸顯的房屋，并鼓勵探索政府、用戶和供熱企業(yè)三者共同分享成本與收益的新模式。這些工作將為后續(xù)智慧供熱技術的全面展開提供有力的硬件支撐。（3）完善綜合能源服務平臺，推動數(shù)據(jù)發(fā)展 在綜合能源服務系統(tǒng)中要想滿足用戶參與交易的需求就應當進一步完善綜合能源服務平臺，向數(shù)據(jù)化方向發(fā)展。如結(jié)合實際情況構建綜合能源運營服務管理平臺、大數(shù)據(jù)平臺、能源交易平臺等。在設置信息數(shù)據(jù)平臺時，需要以各企業(yè)的GIS地理信息平臺為核心基礎，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的可視化管理，加之利用大數(shù)據(jù)分析算法，實時展現(xiàn)能源消耗情況，并共享至管理層級，以便共同推動綜合能源的發(fā)展。另外，隨著綜合能源服務的發(fā)展，未來會逐漸將業(yè)務數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為主、業(yè)務為輔的服務模式。尤其是在數(shù)據(jù)量不斷增加的新時代，管理人員應加大綜合能源服務研究，以此形成大數(shù)據(jù)業(yè)務服務，從而促使綜合能源服務在科技的支持下獲得更大的進步。
（4）發(fā)展智慧能源服務市場，助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型 智慧能源服務是綜合能源服務業(yè)務發(fā)展的重大新方向。智慧能源是未來智慧城市的基礎，使用當前市面最新物聯(lián)網(wǎng)以及云計算等技術，實現(xiàn)綜合運用能源的目標。可以預期的是，未來云大物智移技術創(chuàng)新及其在能源領域的應用，將創(chuàng)造越來越多的智慧能源服務機會，智慧能源服務在未來，擁有比較優(yōu)良的發(fā)展前景，其市場需求較多，主要包括：能源生產(chǎn)消費智能化設施建設和運維服務、智慧節(jié)能以及用能服務等。
