背景意义

我国北方城镇采暖热源主要来自热电联产和各类燃煤、燃气锅炉生产的热力。烧煤比重高达70%—80%，采暖消耗的一次能源依然以煤为主。虽然目前实现了燃煤的清洁高效利用，但不可避免会产生大量二氧化碳，居民采暖亟需低碳转型。另外，随着人民生活水平的不断提高，我国南方供暖需求越来越大。供暖行业碳减排的增长空间巨大，减排形势严峻，寻求城镇供热系统碳中和路径十分迫切。

根本途径

目前我国传统能源的使用面临着能源安全、大气污染和气候变化等问题。要从根本上解决能源安全问题、大气污染问题，最有效的办法是改变能源结构，由现在燃煤、燃油、燃气的能源结构变成零碳能源结构，比如风电、水电、光电、核电、生物质能源，从根本摆脱对化石能源的依赖，从而实现能源安全和可持续发展。

针对供热领域，实现我国城镇供热系统碳中和路径，需实现建筑和供暖领域的零碳运行。在冬季供暖以及建筑用能领域取消各类燃煤燃气锅炉，全部实现电气化。通过实现我国电力系统的零碳运行，从而实现建筑和供暖领域的碳中和。

技术分析

随着我国电力系统实现零碳电力，建筑也就成为零碳运行，供暖热源取消各类燃煤、燃气锅炉。

可能的供暖热源：

1、依靠电力实现清洁供暖，即各类电动热泵、电锅炉。

2、热电联产余热、工业余热、以及其它可以利用的余热资源。

所以归根到底，到底未来碳中和下应该是哪种热源？主要取决于电力系统结构以及特性。

未来电力系统状况

未来电力的构成：风电、光电、水电、核电为主

冬夏季节差问题：

冬季枯水期，水电功率不到夏季40%，冬季太阳日照时间短，光伏日发电量不到夏季一半，冬季夏季电力负荷接近，冬季北方供热需要50亿GJ热源。

电力供需关系的变化：

目前煤电为主时：冬季电力过多，夏季不足；夜间电力过多，白天不足“未来零碳电力时：冬季电力不足，夏季过多；夜间电力不足，白天过多。

解决季节差的的三种方案：

1、加大风电、光电装机容量，冬季采用热泵供热，代价为夏季大量弃风弃光。

2、采用储氢方式跨季节蓄能，冬季用热泵供热，投资巨大。

3、在冬季利用火电发电，采用CCS回收和储存利用二氧化碳，一定程度可以弥补供暖热源负荷缺口。

实现碳中和的核心技术

1、提高跨季节蓄热技术，收集水热联产余热、垃圾焚烧余热、工业余热。

2、提升高效回收各类低品位余热技术，如余热驱动海水淡化制备热淡水、热电联产回收冷端余热和烟气余热等。

3、发展降低回水温度的技术，无论是跨季节蓄热还是电厂余热回收，都要建立在低回水温度基础上。

4、进一步加强建筑结构改造技术、建筑保温技术、末端调节技术等，降低热需求、扭转室内过热现象。

供热碳中和的重要举措：

1、建筑的节能改造，减少能源需求；

2、末端提高调节性能，降低回水温度的改造。

3、充分挖掘电厂的工业余热。

4、还有针对区域供热管网做好规划改造。

总的来说，中国要实现供热系统零碳改造，就要从中国的现实情况出发，然后向零碳目标推进，科学规划、分步实施。

来源：CCMASA清洁供热分会  作者：英集动力创新研发部