吴彦延-双碳背景下我国城市供热发展思路

双碳背景下中国城镇供热发展路径吴彦廷 清华大学建筑节能研究中心2024年4月22日供暖减碳潜力巨大◼北方供暖仍主要依靠化石能源◼供热碳中和是能源系统实现碳中和的关键内容化石能源供热占比85.8%城市能源碳中和的核心是电和热的零碳化3电力碳中和◼建设以可再生能源发电为主新型电力系统◼核心问题是如何解决供需不平衡◼可再生能源发电具有随机性和波动性，电力供需不平衡4◼短期不平衡◼白天风光多，晚上少◼长期不平衡◼夏季水电光电多、冬季水电光电少01000020000300004000050000600007000080000900001000000246810121416182022电负荷（kW）时间（小时）电力供需不平衡◼短期不平衡——依靠柔性用电、储电等解决◼用户侧储电池，例如光储直柔◼电网侧抽水蓄能501000020000300004000050000600007000080000900001000000246810121416182022电负荷（kW）时间（小时）电力供需不平衡◼中长期呢？对于电网和用户都是难点◼电网负荷的“鹰”，如何解决6火电季节性调峰7火电+CCS风光电调峰储氢orP2X成本对比1>5>5◼火电是最经济的季节性调峰方式供暖零碳化途径◼电热泵◼空气源、水源、地源热泵等◼电网的电从哪里来◼全国用电紧张，各地建设火电厂◼能否保证是可再生能源电力？8燃煤电厂燃气锅炉供暖变电站电热泵供暖是否可再生能源电？电网供暖用电主要来自于火电◼电供热进一步推高冬季用电量，季节性电力缺口需要靠火电满足电热泵供热的边际成本◼投资◼电热泵供暖系统投资4800元/kW◼热网投资2700元/kW◼运行费◼热泵COP：3~4◼热网COP：6~8输配电网3000元/kW（热）热泵300元/kW(热)热网2000元/kW(热)电热泵投资火电厂1500元/kW（热）火电厂700元/kW(热)热网投资电供热碳排放不低◼单位热量排碳量◼热泵 1/3*0.75=0.25 kg/kW.h(热)◼天然气锅炉 1/0.9*/10*1.9=0.21kg/kW.h(热)◼燃煤热电联产 1/6*0.75=0.125 kg/kW.h(热)热泵COP3电厂 40%热网COP6热电联产40%燃气锅炉90%煤热煤热热天然气国外的供暖低碳发展路径◼西方国家电采暖，加重电力系统负担◼纽约市研究了若70%的建筑全部