2023年5月，河北省塔儿村的屋顶太阳能装置。图片来源：Alamy
今年是中国全面推行“煤改”的第十个年头。所谓“煤改”，指的是“煤电节能减排升级与改造行动计划”。
2013年，国务院印发了大气污染防治行动计划的通知，拉开了清洁供暖改革的序幕。此前，北方农村地区的居民一般使用煤炭取暖。在冬季来临之前，家家户户就会提前储备好几百斤、上千斤的煤炭。同样1吨煤，散烧煤的大气污染物排放量是燃煤电厂的10倍以上，散烧煤取暖成为中国冬季雾霾的重要原因之一。
十年过去，国内雾霾治理的成效有目共睹。根据生态环境部最新公布的数据，中国PM2.5浓度下降了57%，重污染天数减少了92%，空气质量得到了明显改善。
2020年，中国双碳目标对“煤改”行动提出了新的要求：在统筹大气污染防治与“保民生”的同时，不只是从煤的使用改成电或者天然气，还要综合利用地热、生物质、太阳能等可再生能源进行供暖，实现更低的碳排放。
能源基金会环境管理项目主任刘欣向中外对话表示，想要促进农村地区的取暖方式从清洁化向低碳化转型，不仅要因地制宜地选择可再生能源，更要结合农户收入水平低、农村房屋保温条件差的特点，首要考虑适宜的改造方式和建筑节能改造的潜力，兼顾清洁和经济。
财政补贴下的“煤改”
“十三五”期间的散煤治理取得了明显的成效。2021年末，国内散煤消费量较2015年下降了将近60%，这离不开政策的导向作用。尤其在农村地区，基础设施改造和价格补贴都需要强大的财政力量支持，这造成了中国的清洁供暖工程呈现省份间表现差异大、可再生能源供暖比例低的特点。
截至2020年底，北方地区15个省份，有8个省份清洁供暖率超过70%，其中6个省份超过80%。但东北、西北部分地区的农村，清洁取暖率仍低于35%。造成这个现象的主要原因是政策支持的时间和力度不同。
清洁供暖源于空气污染治理，省份间的治污压力及启动时间不同，中央财政重点支持的区域前期主要是污染严重的京津冀2+4地区起步，然后逐步拓展至周边2+26城市、汾渭平原，乃至整个北方供暖地区。
北京的一户家庭正在拿蜂窝煤。在中国，烧煤取暖直到近期都比较普遍，这也是有毒空气污染和温室气体排放的主要来源。图片来源：Christian J Kober/Alamy
刘欣认为，除中央财政补贴外，地方财政也会提供补贴，但补贴力度因各地财政水平不同。中国东北和西北部分地区相比较华北地区而言，经济实力相对较弱，且供暖周期长达半年，地方提供补贴资金压力更大，因此清洁取暖改造的速度相对较慢。
政策倾向也影响了各地的热源选择。尽管国家能源局电力司的有关负责人曾对媒体表示，不能简单地把清洁供暖等同于煤改气、煤改电，但“双改”仍成为了各地的主要技术路径。
截至2020年底，在京津冀及周边、汾渭平原等煤改用户中，52%为煤改气、38%为煤改电、7%为煤改集中供热，仅有3%为煤改地热、生物质和太阳能等其他方式。
刘欣表示，改造初期，重点改造地区平原地区较多，能源基础设施相对较好，环京地区燃气管网建设结合了陕京四线主管网建设，当时燃气供应相对充足，与此同时行动在当时获得了国家和地方的政策和资金支持，煤改气煤改电在这一地区推进速度较快。“在国家提出双碳目标之前，各行业对减碳工作停留在履约和要我做的阶段，没有积极主动性，支持可再生能源供暖的政策力度偏小”。
而且可再生能源用于农村供热还面临一些瓶颈亟待突破。“举例来说，生物质炉具和燃料市场准入门槛低，质量难以保障，减污效果不明确，很大程度上制约了生物质能的推广应用。而太阳能取暖的改造成本是煤改气的2倍以上，又易受雨雪天气影响”。权衡之下，煤改气和煤改电成了当时比较推荐的改造方式。
2021年6月，河北省农村液化天然气管道的新建段。得益于现有的化石燃料基础设施和平坦的地理环境，供暖实行煤改气时优先考虑了京津冀地区的家庭。图片来源：Yang Shiyao/Alamy
无论采用哪一种技术路径，与散煤取暖相比，运行费用均有明显提升。“煤改”高度依赖政府补贴，除了初装费用外，高额的运行成本补贴更是给部分城市带来了较大的压力。河北省已经明确三年补贴期满之后，煤改用户享受的省级运行补贴将在第一年退坡50%，第二年退坡至25%，第三年不再补助。
北京化工大学教授刘广青对财新记者称，从2017年到2019年，很多农村煤改用户的收入并没有增加，如果没有补贴的话，煤改用户可能会去复烧散煤，“政府应该考虑政策的可持续性”。
集中供暖的规模效益
过去，经济账是“煤改”推行中最受关注的问题。受收入水平限制，农村居民使用燃气取暖的意愿和支付能力有限，盲目大规模推广煤改气导致出现了“村民家中壁挂炉安了不通气”“通了用不起”的现象。
据中国能源报调查，86%的农村居民期望的取暖成本在2500元以下，超70%的农村居民期望取暖成本在2000元以下。而改造燃气后，每户平均取暖费用增加了1000-2000元。在当前补贴状况下，有11%的用户表示无力承担燃气取暖成本，超过30%的用户表示如果没有运行补贴，将无力承担燃气取暖经济成本。
“2020年‘双碳’战略发布后，针对农村清洁采暖，各类支持可再生能源改造的政策才开始涌现，可再生能源供暖的案例逐渐增多了”，刘欣说。
为实现“双碳”目标，《“十四五”可再生能源发展规划》中提出在北方清洁供暖中因地制宜优先使用可再生能源供暖，并设定了到2025年，地热能供暖、生物质供热、生物质燃料、太阳能利用等非电利用规模达到6000万吨标准煤以上的目标。
黑龙江一栋公寓楼屋顶上的太阳能热水器。图片来源：Ashley Cooper/Alamy
如何让农村居民负担得起暖气？可再生能源供暖的工作也绕不开这个问题。自国家能源局发布关于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知以来，如何选择各类可再生能源供暖技术引来了诸多讨论。然而，除了热源测改造以外，城镇化后集中供暖所带来的经济效益也不容小觑。
随着城镇化的发展，中国一些人口较多的城镇和村庄已经开始出现规模较小的集中供暖系统。自2006年以来，北方采暖地区乡镇和农村集中供暖覆盖的建筑面积增长超过了3.5亿平方米，其增速与同期市县管网的增速一样快。
根据国际能源署(International Energy Agency)的说法，各类可再生能源供暖的成本取决于多项因素，例如投资成本、当地气候（如日照条件）和资源条件（如生物质资源）等。但是一般而言，集中供暖能够有效、灵活地利用各种能源，实现可再生能源规模经济效益，随着装机容量的增加，在集中供暖系统中的应用比单体建筑的应用要便宜很多。
2022年，中国常住人口城镇化率首次突破65%。在过去的十年间，有1.4亿农村人口落户城镇。中国社会科学院大学应用经济学院教授倪鹏飞预测，2035年人口城镇化率将达到73.12%。那么就意味着，未来10余年集中供暖还有很大的增长空间。
刘欣补充道，一些人口密集的农村乡镇集成区，规模类似于一个小型城市，采用集中供暖是一个比较好的方式。如果该地区有丰富的生物质资源、太阳能、地热能，或者常年运行的工业热源等，则可采用生物质锅炉、热电联产、集中式光伏或工业余热等集中供暖改造方式。这些地区离热源距离近、热源免费或价格较低，既便于维护管理，运行费用和能耗也相对较低。
在内蒙古呼和浩特，一家供暖公司的员工正在检查区域供暖住户的室内温度。图片来源：Bei He/Alamy
不过，他也表示，中国绝大多数农村住宅布局较为分散，建筑多为单层单院式，且农村地区基础设施建设（供热管网、电网容量等）很不完善，如采用集中供暖，初投资和运行费都相对较高，政府补贴难以持续。屋顶光伏、空气源热泵、生物质能等分布式供暖在传统农村地区有较大的潜力，不同地区应结合实际情况选择合适的供暖方式。
提升建筑能效：热源外的机会
要让农村居民负担得起暖气，不仅要改善供能结构，也要提升农村的建筑能效，降低居民的用能需求，从而减低居民的取暖支出。
中国工程院院士江亿曾表示“但目前，这项工作在各地进展不均衡。而且很多地方很重视热源改造，却忽视了建筑节能改造”。
刘欣也表示，在过去几批试点城市的清洁取暖改造工程中，政府补贴主要用于供暖项目的初始建设投资，建筑保温并不是必选项，造成改造后热量大量散失、用能成本高、取暖效果差的问题。
国内农村建筑普遍建造年代长且不科学，建筑保温水平普遍较弱，冬季室内平均室温比城市房屋的平均室温低10℃至15℃。要想达到城市室内的平均温度，农村用能要高出城市用能的1.5倍，大大增加了居民的取暖成本。
然而，在最需要改造的低收入农村地区，建筑节能改造反而推动得最慢。根据北京大学能源研究院的数据，截至2019年底，累计实施用户侧建筑节能改造1.84亿平方米，仅完成了5亿平方米目标的三分之一，其中农村地区的建筑节能改造完成量只有城镇的1/3。
河北保定曲阳北台乡某村村干部孙某坦言，“近两年，我们整村实施清洁煤替代散煤，对于推广多少清洁炉具、购买多少清洁煤，上级部门均有明确要求，检查也很严格。但到目前为止，我们没有接到过关于房屋节能改造的通知，听都没听说过这项要求。”
但情况正在改善。刘欣说，政府每年会开展北方地区冬季清洁取暖竞争性评审，由各申请城市编制改造方案，经评审符合要求后安排年度补贴资金。而在能源基金会和清华大学共同呼吁下，政府已在审核第六批清洁供暖城市实施方案中，专门将加强对建筑保温的改造要求明确出来。
在对农宅进行节能保温改造时要选择符合建筑实际情况、居民取暖需求和经济水平的技术方案，刘欣举例说道，“农村的房子虽然大，但每户常用的房间只有一两个，相较于改造整座建筑，应对这些常用房间精准改造，尤其是加强北墙、门窗和天花板的保温性能，在节约成本的同时能够达到满意的节能效果。”
想要成功实现散煤替代的同时实现清洁低碳供暖，不仅需要考虑用何种可再生能源来供暖，也要结合农村的实际情况，从集中供暖和提升建筑能效入手，因地制宜地选择成本低、较为简单的改造方案。
