2023山西农村可再生能源发展策略

山西省典型地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案研究2023山西省典型地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案山西省典型地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIV目录1!"#$1项目研究背景及目标 1研究方法及技术路径 2文献与实地调研 2实测与情景模拟研究 2研究技术路径 22%&'()*,-./013中部城市群散煤清零所选用的技术路径 3中部城市群散煤清零推进情况 432345*,-67895平遥县典型散煤清零方案 5平遥县农村地区清洁取暖现状 5平遥县典型农宅现状 62022年平遥县散煤清零实施进展 7散煤清零计划总体目标 7散煤清零实施情况 8散煤清零典型项目评估 8平遥煤化集团余热集中供热项目 8平遥双志能源科技股份有限公司空气源热力站供热项目 典型散煤清零技术方案对比 124%&'()*,-67:;13农房围护结构节能改造技术遴选 13农房围护结构热性能改善的重要性 13农房围护结构节能改造技术 14农房围护结构节能改造综合方案对比 18散煤治理技术遴选 21农村地区散煤治理技术方案遴选边界确定 21农房散煤治理评价分项指标 22农村地区散煤治理技术简介 31散煤治理技术综合方案对比结果 38情景分析 38计算条件 39实施条件要求与满足方法 41结果分析 424.3.5小结 48中部城市群农村散煤清零可持续发展模式 49中部城市群散煤清零实施存在的问题 49分散式替代散煤清零模式 51可再生能源替代下的散煤治理模式 525<=(>?@ABCDEDFG 53临汾市社会经济发展现状 54临汾市能源生产消费现状 55临汾市能源生产现状 55临汾市能源消费现状 56临汾市可再生能源开发利用现状 56可再生能源资源现状 57可再生能源开发利用现状 61临汾市清洁取暖现状 63临汾市清洁取暖实施现状 Error!Bookmarknotdefined.临汾市清洁取暖改造技术路径建议 Error!Bookmarknotdefined.<=(CDH3IJKL1MN 65临汾市能源转型面临的挑战 65临汾市能源转型基础依据 66临汾市能源转型的发展路径 68临汾市能源转型发展对策 68临汾市能源转型的路径选择 70可再生能源对临汾市低碳目标贡献预测 77临汾市能源转型重点工程 78建设智能充电桩网络，实现汽车全面电气化 78开发城乡屋顶光伏，部分建筑推动“光储直柔”技术 80全面开发生物质资源，构建一体化可再生能源系统 80农村住宅光伏电力清洁取暖 82农机具电气化 82促进煤焦产业链精细化，推动工业生产的全面电气化 83OPBQR 837.1总结 83中部城市群散煤清零 83临汾市可再生能源发展 847.2建议 85中部城市群散煤清零 85临汾市可再生能源发展 86山西省典型地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案山西省典型地区农村可再生能源发展策略及中部城市群散煤清零技术方案PAGEPAGE10项目研究背景及目标在国家清洁取暖行动的整体布局下，我国民用散煤治理工作正在快速推进。2017-202163个城市经2021年底，清洁取暖3500万户左右，理论减少散煤约620080%现了无煤化。上述工作对京津冀地区大气环境改善起到了明显的效果。ft5ft年全省清洁取暖工作的总体思路是““煤改气”为主，部分地区采用“煤改电”“煤改型煤”太阳能等可再生能源的开发利用极少，仅有少量示范项目。202248日，ft西省生态环境厅发布《关于组织申报ft2022350案相比存在哪些优缺点，急需进行方案对比和论证分析。ft步满足临汾市人民对美好生活的向往和追求。能源体系。研究方法及技术路径文献与实地调研ft用效果与问题等基层现状。实测与情景模拟研究型农村地区的菜单式散煤治理技术综合方案。研究技术路径本课题研究技术路线如图1-1ft存在的主要问题进行总结分析，提出临汾市能源转型可持续发展建议。1-1研究技术路线2022年ft10（ft西中部城市群清洁取暖散煤清零项目，主要聚焦太原、晋中、吕梁三市散煤污染问题突出的重点县（市、区90014区县散煤清零实施方案。中部城市群散煤清零所选用的技术路径通过前期调研和相关资料的整理，中部城市群散煤清零项目以集中供热为主，2-1水型热泵供热形式。生物质、太阳能等可再生能源利用未纳入实施范围。2-1中部城市群散煤清零技术路径2-2中部城市群散煤清零工程施工现场图中部城市群散煤清零推进情况2022年底，中部城市群行政区域内90014681%。2022531222.37%。2-1中部城市群散煤清零实施情况序号地市目标完成情况县（市、区）改造总户数年底已完成投资完成投资率截至2022年底已完成户数完成户数率1吕梁市汾阳市195600895527872840.25%972810.86%2吕梁市交城县136370.8450863273824.01%1102624.46%3吕梁市文水县109906.93938900.00%543913.81%4吕梁市孝义市119545.93796424398.9120.41%688118.13%5晋中市介休市127900500968360065.36%3166263.20%6晋中市灵石县961402654027794.1928.91%988637.25%7晋中市平遥县247717.98752274100.9529.91%1458216.66%8晋中市祁县10346166%1032825.44%9晋中市寿阳县13.238370110.272.04%10642.87%10晋中市太谷区239352.75525959501.2424.86%1173321.23%11晋中市榆次区91000274961840020.22%769427.98%合计1467009536515402011.5627.40%12002322.37%中部城市群各区县农村经济差异较大，经济条件对生活方式有很大的影响。本项目调查研究范围关注ft4平遥县典型散煤清零方案截止到2021年12月，平遥县清洁取暖率为61.2%，县城区基本全部实现清43.5%。未清洁取暖的建筑面积为m287522村地区，因此本节重点分析平遥县农村地区的散煤清零方案。平遥县农村地区清洁取暖现状平遥县农村地区总建筑面积为1820.09万m2，总户数为149364户。已实施清洁取暖的建筑面积为792.43万m2，户数为63908户，清洁取暖率为43.54%未清洁取暖的建筑面积为1027.65万m2，户数为85456户。清洁取暖改造主要采616.855009364.59m24299户；采用“煤改93.22m28370户；采用生物质锅炉取暖的建筑面积为5.5181212.27万m2，户数为1128户。图3-1平遥县农村地区清洁取暖改造技术方案平遥县典型农宅现状44个村农房特点、采暖习惯等。201880~240平方米，3~83-290%37cm50cm65%2%3.5~3.8m保温性能差。3-2平遥县房屋结构分布3~470%1~330㎡~60㎡，如图3-33~4吨，采暖成本较高。3-3平遥县农房采暖房间数比例分布2022年平遥县散煤清零实施进展散煤清零计划总体目标2022年采暖季前完成清洁取暖改造，实现行政区域内散煤全部清零。2022年拟完成清洁取暖改造总户数87522户，拟完成取暖总面积1042.70万m2。35209399.99m252313户，取暖面积642.71m2。图3-42022年平遥县散煤清零实施路径分布散煤清零实施情况202214582m255.5m2；区域锅炉房集7664户，83.3m21808户，28.67m2。16%。图3-5平遥县散煤清零实施方案分布散煤清零典型项目评估平遥县余热集中供热项目项目基本情况670034793.514个村，20m23-6所示。建设初期4000~5000（50元/m2初寒末期热源为炼焦副产品——焦炉煤气锅炉4×3MW，抽凝机组，发电余热。100t循环流化床燃煤锅炉。施工过程图如图3-7所示。3-6热源离村落的距离3-7煤化集团部分施工图项目2022年-2023年采暖期收费率85%，供暖成本36元/m2，供暖期5个月，收取农户21元/m2，实行先缴费后供暖的收费制度。项目效果评估典型村落基本情况1030343862287户。居住建筑较1~23~4962亩，采暖期5个月。典型村落农宅基本情况201837cm85%（b）所示。窗户形式以推拉窗为主，密闭性较差。2~380m2。（a）农房全景 （b）断桥铝门图3-8北羌村典型农房实施效果1）农户反馈：2000（1600元/2~3吨；②室内温度高：室内平均温度22~26℃；③室内环境得到了较大的改造，室内无异味，且舒适度高。2）实施企业：①初投资较高，政府建设补贴拖欠严重；②供热成本高，收费率无法得到保证，政府运行补贴拖欠，完全无法回收成本。平遥县空气源热力站供热项目项目基本情况210006845410m2机组+3-94000~5000元（50元/m2。3-9热力站项目2022年-2023年采暖期收费率65%，供暖成本65元/m2，供暖期5个月，收取农户21元/m2，实行先缴费后供暖的收费制度。项目效果评估典型村落基本情况15625139483121~233~428765个月。典型村落农宅基本情况西达蒲村农房主要以一层平房为主，户均建筑面积约60-150m2。农房结构形式主要为砖混和砖木结构。墙体大部分为实心砖墙，厚度约37cm，石头墙、65%3-10冬季常用卧室间数平均为2~3间，其他房间作为储藏室或者客人偶尔居住，实际采暖面积约40~80㎡。3-10西达蒲村典型农房实施效果1）农户反馈：2000（1600元/2~3吨②室内温度较低：室内平均温度16~18℃；③室内环境得到了较大的改造，室内无异味。2）实施企业：①初投资较高，政府建设补贴拖欠严重；②供热成本高，收费率较低，政府运行补贴拖欠，完全无法回收成本。典型散煤清零技术方案对比散式热泵技术，如表3-1所示。3-1平遥县典型技术路径分析焦化厂工业余热集中空气源热站分散式空气源热泵热风机分散式空气源热泵热水机户均初投资（万元）3.541.8~2.81.5~2.5农户承担初投资（万元）0.50.51.8~2.81.5~2.5年运行费（元/户）3600650040004500条件要求12km，且热源价格较低有热力站建设场地电网容量改造至5kW以上电网容量改造至5kW以上由表可见，在热源距离较近的情况下，集中供热降低取暖费，提高舒适度、农房围护结构节能改造技术遴选ft农房围护结构热性能改善的重要性在ft热量损失。37cm24cm1/31/2。内热气上浮，屋顶处温差比其他地方大，导致散热量较大。门窗由于厚度比墙体和屋顶薄很多，传热系数更大，所以散热更强，而且当门窗的缝隙较大时，渗透风量也会很大，造成室内热量的浪费。但南向、东向、西向窗户还能透射进阳光，白天会补偿部分散失的热量。热工性能和密闭性，减少地面传热，切断地角传热的途径。农房围护结构节能改造技术房保温改造方案如下。整体保温改造方案20000术简介如下。外墙外保温改造4-1（EPS格。③造价相对较高。4-1聚苯板外墙外保温门窗保温改造方案4-1腐蚀、美观等综合性能，PVC塑料型材有推广价值。4-1几种材料的导热系数材料木材塑料玻璃钢钢材铝合金导热系数（W/(m•k)）0.14-0.290.10-0.250.4-0.558.2203.5整体保温改造主要采用的门窗技术方案为双层或三层中空塑钢窗、断桥铝窗、铝合金窗，一般情况铝合金造价较低，而断桥铝合金造价最高。屋顶保温改造方案坡屋顶平屋顶是北方农房常见的屋顶形式针对平屋顶常见的屋顶保温方式铺设保温板或建房时在房顶添加珍珠岩与混凝土混合即保温砂浆针对坡屋顶，在屋顶最上层梁上的短柱上架设中等粗细的檩子，在檩间架设更细的椽子，然后在椽子上依次铺设保温板目前屋顶保温最多的是轻钢保温顶板内置2根轻钢龙骨，增加顶板强度，如（1）保温板条 （2）轻质保温屋顶图4-2所示。（1）保温板条 轻质保温屋图4-2采用不同屋面材料的坡屋顶经济型保温改造方案保温效果。吊顶保温技术4-34-3已有吊顶更换保温材料流程（4-43cm2cm厚带反射膜的橡塑保温层。高分子0.03W/(m·K)B135元/m2，改造费用低。4-4新增自保温吊顶施工流程外墙内保温技术改造适合采用内保温方式。（4-512h45元/m2。

4-5外墙内保温技术施工除了整体保温改造方案中更换门窗材料的改造技术外，通过在门窗内侧设置EA透光材质的内保温帘，边框固定在窗洞内表面的四周（4-63~10cm10%60元/m2,好选用不同颜色。4-6外窗内保温帘施工流程PVC（或布制棉帘等（图4-7渗透，减少外门频繁敞开的热量损失，提高室内热舒适。4-7外门保温帘行组合，达到“大用大保，小用小保，不用不保”的针对性高效保温效果。农房围护结构节能改造综合方案对比建筑模型以平遥县某典型农宅为例进行方案的对比分析。农宅外观图和平面图如图4-8370mm原始取暖方式为燃煤炉+火炕，取暖房间为卧室和客厅共三个房间，取暖面积68m234000~5000元。图4-8典型农宅4-2典型农宅基本信息项目材料及结构参数外墙370mm实心砖墙1.54W/(m2·K)[26]内墙240mm实心砖墙2.04W/(m2·K)[27]外窗单层玻璃塑钢窗5.7W/(m2·K)[28]小二层屋顶 +木檩条承重50mm稻草板

1.02W/(m2·K)[29,30]一层屋顶 钢筋混凝土楼板 3.1W/(m2·K)地板 水泥地面 -换气次数(h-1) 0.5采暖面积 68m2采暖季 11月1日–次年3月31采暖模式 采暖季室内设计温度 18℃采暖季煤耗 3tDeST8573k·h126.1khm224.88GJ/t3.1是3.4%，可以认为该能耗模型较为准确。菜单式方案优选方法4-9图4-9菜单式围护结构节能改造流程图5cm。10~50%5造方案，如表4-3所示。4-3典型农宅节能改造方案保温措施

能耗指标（kWh/m2）

寿命周期内年均成本（元/年）方案一 不保温 0 0 126.1 0方案二东外墙聚氨酯板内保温5cm9.61448114.072.4方案三东西外墙酚醛内保温5cm18.02478103.4123.9方案四北外墙岩棉板内保温3cm25.3281794.293.9方案五北外墙酚醛内保温4cm36.8360079.7180.0北外墙酚醛内保温5cm+东方案六外墙保温壁纸5mm41.8488873.4296.6注：相关材料价格来源于市场调研，施工费来源于当地实际工程调研；聚氨酯板、酚醛树脂板寿命20年，岩棉板寿命30年，保温壁纸5年。散煤治理技术遴选2017年实施北方清洁取暖改造以来，北方农村地区因地制宜的推进了各项农村地区散煤治理技术方案遴选边界确定、天然气、生物质、电等。能源种类多样性又导致评价边界的多变性，使得这些供热系统的性能很难进行统一比较。现有SO12655（EB（ETD）和建筑侧可再生能源产生的能量（ER（4-10。图4-10ISO12655对于能源利用边界的确定将其能源利用边界确定为ET。对于空气源热泵系统，有的研究将评价的边界设ED100%，大幅度高于多数燃煤供热炉和生物质供热炉（一般情况下热效率＜90%。火电厂发电40%结果的可比较性。农房散煤治理评价分项指标所示的指标体系，在图4-11单体农房散煤治理技术评价指标体系室内环境指标室内环境指标主要衡量室内热环境的舒适性，其次是声环境。4个等级：非常不满意、不满意、满意、非常满意。18-22（冬季26-28（夏季计标准》(GB/T50824-2013)14℃1）所示：𝛼!"#

=∑ℎ𝑜𝑢$%&'_!"#∑ℎ𝑜𝑢𝑟#$)*

（5-1）𝛼!"#ℎ𝑜𝑢$%&'_!"#是人员在常用房间时感到温度不满意的小时数，单位是h；∑ℎ𝑜𝑢𝑟#$)*是人员在常用房间停留的时间，单位是h。（卧室和客厅的温度需统对室内温度调节的调节能力，计算方式如（5-2）所示：$%&'

=|+−,|+−,

（5-2）$%&'℃/min+是℃,℃+是温度达到+min；,是温度达到,min。温度测量点应设置为最常用房间地面几何中心且距离地面1.5米。“噪音病”50分贝,45分贝。综合以上信息，室内环境指标由温度主观评价、室内温度不达标小时数占比、温度响应速率、噪音大小来体现。环保指标NOxSO2些污染物的排放情况应予以高度重视。2021500（2021PM2.5PM10NO2S2COPM2.5、PM1010μg/m320μg/m3下15μg/m3PM2.5PM102424小时浓度水平由25μgm3下调到15μgm3P10的24浓度水平值由50μgm3下调到45μgm3。PM2.590%PM2.5和重金属等有PM2.5、PM10排放是北方农房供能系统环保性能评价中不可缺少的指标。NOxSO2主要对室外空气质量影响较大。NOx在大气中可形成硝酸和硝NOx类似，SO2会加速酸雨和雾霾的形成，对整个生态系统具有严重危害。NOxSO2这两种污染物也是各种排放CO中毒事件频发。因此，NOx、SO2CO（4-1）和（4-2。

mP,iMfmP,iQe,d

（4-1）（4-2）g/MJ；i表示不同种类的污染物；mPkg；Qe,dMJ。EFEFd的比值即为燃烧设备热量率与燃料热值的乘积。物排放的指标，计算公式如式（4-3。𝐸𝐴"

=∑."

（4-3）kg/(m2·a为取暖面积，m2；污染物质量𝑚/可通过排放因子和消耗的燃料量计算获得，单位是kg·a。（系统等，单位供能面积污染物的排放量直接通过农房内供能设备的排放因子与相关燃料消耗量即可获得。对于耗电型取暖设备（如空气源热泵，则需要将电算单位取暖面积污染物的排放量。10%90%。碳排放指标CO2CO2排放量来衡量供能系统的减碳效果，同时还可以体现农房的能耗情况。化石能源消耗产生的CO2排放量和供能侧可再生能源的绿色电力输出减少的CO2用能侧碳排放量计算（CO2排放量直接通过农房内供能设备的排放因子与相关燃料消耗（CO2（如空气源热泵、蓄热式电暖气、照明设施、电炊事用具等，则需要将电折算到火电厂的煤炭消CO2CO2排放量，若供热设备的耗电量来自可再生能源发电部分的CO2排放量以零计算。供能侧减少的碳排放量计算CO2CO2排放量。GBT2589GBT5136611.981千克液化气排放约10.5611.94GBT511612700kW·h/(hh·a)2200kW·h/(hh·a)2000kg/(hh·a)3000以内。经济性指标考虑的主要因素之一。根据国家统计局的数据（4-12，我国农村居民人均支20148383202013713333%22%20%4681.560%14711.7元。衣服衣服居住其他18000农村居民人均支出（元）15000农村居民人均支出（元）1200090006000300002014

2015

2016

2018

2019

2020202120224-12我国农村居民人均支出及分项构成（2014年-2022年）119000-1200015000元（4-13。除去家庭其他支出外，绝大多数农村居1暖系统可持续推广应用，初投资应不超过1万元，年运行费不超过1千元。北京天津ft东河南河北ft西陕西内蒙古辽宁吉林黑龙江西藏甘肃青海宁夏新疆

202120202019202120202019

25000

30000北方各省农村居民人均支出（2019年-2021年）4-13我国北方各省农村居民人均支出（2019年-2021年）运行费中，对单位取暖量的运行费进行计算。（4-14（如图间歇运行。图4-14空气源热泵热水机典型日逐时功率图4-15空气源热泵热风机典型日逐时功率较少；而不利于调节的设备的取暖量与用户实际需求量的关系更容易出现“≥”的的能源消耗从而导致更多的运行费用，增加用户的经济负担。式的初衷。针对这一问题，可以通过定义用户需要取暖时段的取暖量为“暖量”He来解决，从而不需要取暖时段的取暖量为“无效取暖量”Hue，则“供需匹配系数”Pn,s为“有效取暖量”占总取暖量（“有效取暖量”与“无效取暖量”之和）“供需匹配系数”于需要某一房间连续取暖的情况，任何设备的“供需匹配系数”100%“有效取暖量“供需匹配系数”可以随时灵活启停的设备的“供需匹配系数”100%运行费用时，用“单位有效取暖量”作为基础来进行计算：0,#𝑃 =0,#2#32$#

（4-4）=（4-5）其中：Pn,s为供需匹配系数，为无量纲参数；He为有效取暖量，单位为J；Hue为无效取暖量，单位为J；Hs,a为实际取暖的取暖量，单位为J；Hs,f为全时间、全空间取暖所需取暖量，单位为J；Pc,ts为建筑时空利用系数百分比，为无量纲参数。根据调研不同设备用户的使用模式结果和最常见的大三间式农房建筑形式，表4-4为在三种典型取暖需求模式下不同取暖设备的匹配系数：表4-4不同设备的供需匹配系数类型 全时间全空

全时间部分空间（Pc,ts=50%）

部分时间部分空间（Pc,ts=30%）型煤型煤炉型煤型煤炉100%50%30%天然气燃气壁挂炉100%50%30%电直热直热式100%80%85%蓄热式100%50%30%热泵热水机100%50%30%热泵热泵热风机100%100%95%地源热泵100%60%40%生物质热水生物质 100%70%50%注：全时间全空间：三个房间取暖季24h取暖，室内设计温度为14℃；机的情况。室内设计温度同上。农村地区散煤治理技术简介北方农村地区因地制宜的推进了各项散煤治理技术，主要分为两类：燃烧型和非燃烧型，燃烧型主要包括燃气壁挂炉供热系统、户用生物质成型燃料供热炉系统、生物质成型燃料集中供热系统、生物质打捆直燃集中供热系统；非燃烧型主要包括电直热/电蓄热、低温空气源热泵热水机、低温空气源热泵热风机和分布式太阳能供热系统和户用地源热泵供热系统等形式，如图4-16所示。图4-16农村地区散煤治理典型技术分类户用生物质成型燃料供热系统两用炉和热风型生物质成型燃料采暖炉。户用热水型生物质成型燃料炊暖两用炉PM2.50.3g/kgPM2.50.8g/kgPM2.580%能潜力。图4-17。智图4-17智能型生物质清洁供热炉区居民广泛使用的火炕相结合，可保留农户的生活习惯（4-18。4-18生物质供热炉-对流炕系统户用热风型生物质成型燃料采暖炉204050.51但设备安装简单，占用面积小，不需要暖气片。4-19生物质成型燃料热风炉电直热和电蓄热取暖100%，采用这类技术容易导致电耗过高，供热费用高。电直热和电蓄热技术的大范围利用会显著增加区域电力需求，电直热技术—100%农户难以承受，安全隐患风险较大，可能需要配电增容改造（4-20。（a）碳晶板 （b）发热电缆 （c）电热图4-20电直热供热电蓄热技术在蓄热装置中()套线路和变电改造。低温空气源热泵热水机可以在-20℃30℃~50℃管或散热器组成供热系统给整户农房供热，提供稳定的供热室温（4-21。（a）室外机 （b）室内机 （c）散热图4-21低温空气源热泵热水机系统（4-22左（4-22右量。压缩机31315凝 发器 器膨胀阀 4-22低温空气源热泵系统循环原理图PM2.5统空气源热泵运行的环境温度极限为热。低温空气源热泵热水机采用准双级压缩热泵循环，可以在-20℃的环境温度下运行。COP直热和电蓄热小，可减少电网升级投资。低温空气源热泵热风机泵热风机的适用范围扩展到-30℃的低温环境。0℃-10℃COP2（4-23温度下正常制热，使热泵的使用范围延伸到更广的区域。4-23三缸双级变容积比压缩机示意图实际测试结果表明，低温空气源热泵热风机在实际测试中运行稳定、可靠，（COP能达到3.15%~10%-20℃时COP可达1.95，20%PM2.54-24所示，热风机9℃15℃20分钟。因此，在客厅等没有人员20 2000瞬时电功率：W瞬时电功率：W温度：℃温度：℃5 5000 019:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00卧室B气温 瞬时电功率4-24低温空气源热泵热风机加热房间的逐时室温变化冷，一个设备两个功能，非常适合于广大农村的实际情况和需求。a.室内机 b.室外机4-25低温空气源热泵热风机散煤治理技术综合方案对比结果型进行分析。情景分析农网改造为需要农网改造和不需要农网改造两种情景。用户采暖模式24hDeST为节能率分别为0、17%、43%、55%。4-5用户采暖模式模式建筑能耗(kWh)行为节能率24h连续85730卧室22pm-6am(9h)+客厅7am-20pm(14h)712117%卧室20pm-22pm(2h)+客厅7am-20pm(14h)487343%卧室20pm-22pm(2h)+客厅17pm-20pm(4h)382555%室温采暖房间设计室温是影响采暖能耗的因素之一。集中供热系统在实际运行中为了确保在极寒条件下仍能为系统最末端用户提供足够的热量，往往采取加大供热量的方式，由此导致很多用户室内温度过高。经过对北羌村、落邑村、21~24℃对于分散式供热技术，由于其灵活性高，供热面积小，农户可以根据自身需求1818℃。计算条件4.1.3式如下：aoCCmCrCao

（4-6）式中Ca/年；Cm是Cr是对应技术路径的服务年限；Co是对应某种保温方案及技术路径的年运行费，元/年。各技术路径的初投资Cr如表4-6所示。其中，对于需要农网改造的地区，农2000元热力站的基础设施投资均包括换热站和一二次管网的建设。表4-6供热技术初投资（元）费（元）（元）（年）（元）费（元）（元）（年）工业余热017603500030集中空气源热力站017604000030生物质炊暖炉45001760010空气源热泵热风机4500╳20750010空气源热泵热水机130001760750010碳晶电采暖1580╳301250010蓄热式电采暖1800╳301500010反射镜太阳能集热供热150001760010

采暖末端

基础设施投资

寿命周期各供热技术运行费的计算条件如表4-7所示。4-7供热技术运行费计算条件技术路径 运行费计算条件工业余热 供热成本38元/GJ集中空气源热力站 供热成本65元/㎡生物质炊暖炉 炉具效率84%；生物质颗粒1000元/吨空气源热泵热风机/热水机 COP=2.6/2.2；阶梯电价碳晶电采暖 阶梯电价（0.477/0.527/0.777）;效率98%蓄热式电采暖 峰谷电（谷电22pm-8am0.31元；峰电按阶梯电价；蓄电10h放电9h）;效率98%反射镜太阳能集热供热 电辅热占比30%；水泵功率100w；阶梯电价实施条件要求与满足方法煤改生物质煤改生物质技术路径需要具备丰富的生物质资源的可获得性或者购买渠道保可靠的燃料供应链。对生态系统造成不可逆转的损害。煤改电ft西省农村地区的电网覆盖率相对较高，绝大部分农村地区已经实现了电力供应，但仍存在以下问题。供电覆盖率ft区仍存在供电不足或供电不稳定的情况；电网设施：主要由中低压配电线路组成，输电线路和变电站的建设相对较少，限制了电力输送和分配的能力。电力质量和稳定性：某些地区存在电网设施老化和供电设备的限制问题，电压波动、频率不稳定和电力中断等情况可能较为常见。电力调度和管理能力：缺乏先进的智能电网技术和能量储存系统，电力调度和供应的灵活性较低。4-8煤改电实施条件所示。4-8煤改电实施条件技术路径 实施条件空气源热泵热风机/热水机 碳晶电采暖 蓄热式电采暖 单户电网容量≥10kW煤改太阳能20㎡左右的设备安装面积。结果分析农网改造1~6本；不同颜色的曲线分别代表不同的技术路径。图4-2（a（b24h质炊暖炉（燃料购买）3000网改造，且保温改造投入较大时，空气源热泵热风机技术显露出一定的优势。图4-26无行为节能年均成本对比图5kW，而碳8~10kW2000元7500~20000元，年均成本将增加750~2000元。用户采暖模式17%43%55%4-27所示。17%43%55%4-27行为节能年均成本对比图方案四（281725.3）避免做过多的建筑保温投入。蓄热式电暖器在用户行为节能为43%43%（20pm-22p+7m-20pm（22pm-8m制，灵活性稍低于热泵热风机和电直热技术。图4-27行为节能上的潜力和优势。当初投资不包含农网改造费用且用户行为节能率为55%时，各技术路径的年均成本对比如图4-28所示。4-2855%年均成本对比可以看出，在该条件下空气源热泵热风机具有明显的经济优势。因此，在电网条件合适的农村地区，应首先考虑推行空气源热泵热风机技术。室温22181817%径的年均成本，结果如图4-29所示。4-2918℃年均成本对比18热的方式时，可以不进行围护结构的节能改造。经济效益分析经前所述，ft53万户。若分别采用前述节能改造方案，所需花费及带来的节能效益如表4-9所示，改造所需总投资预估7.7亿~25.9亿元之间，可节约4.4~19.0亿度电。表4-9节能方案总投资及效益估算表保温措施（%）能耗（亿kWh）节约能耗（亿kWh）方案一不保温0045.40方案二东外墙聚氨酯板内保温5cm9.67.741.14.4方案三东西外墙酚醛内保温5cm1813.137.38.2方案四北外墙岩棉板内保温3cm25.314.933.911.5方案五北外墙酚醛内保温4cm36.819.128.716.7方案六 北外墙酚醛内保温5cm+外墙保温壁纸5mm

41.8 25.9 26.4 19.0分别计算最有利条件和最不利条件下（表4-10）散煤治理技术综合方案的静态投资回收期，如表4-11、表4-12所示。4-10条件说明农网改造用户采暖模式室温最有利条件不需要行为节能55%18℃最不利条件需要无行为节能工业余热22℃，其余18℃表4-11最有利条件下的综合方案投资回收期保温方案一保温方案二保温方案三保温方案四保温方案五保温方案六生物质炊暖炉-购买2.83.13.33.23.23.5空气源热泵热风机2.62.92.92.93.03.4空气源热泵热水机9.68.98.37.77.07.0碳晶电采暖板3.03.33.43.23.13.4蓄热式电暖器 2.83.23.33.03.16.4反射镜太阳能集热供热 6.46.46.46.266.2焦化厂工业余热 148.310786.773.960.557.5集中空气源热力站 -22-28-35-43-68-924-12最不利条件下的综合方案投资回收期保温方案保温方案保温方案保温方案保温方案保温方案一二三四五六生物质炊暖炉-购买2.83.13.33.23.23.5空气源热泵热风机7.97.77.57.16.66.8空气源热泵热水机14.212.811.810.89.79.6碳晶电采暖板-9.7-14.8-24.8-53.372.838.1蓄热式电暖器17.114.913.412.110.710.6反射镜太阳能集热供热6.46.46.46.266.2焦化厂工业余热-77-128-277-7038194138集中空气源热力站-22-28-35-43-68-924-126年左右，受建筑节能性的影响小。小结根据以上计算，所得结论如下：农村地区的散煤替代宜走分散式供热技术，在热源免费或价格极低的情况下可适宜推广集中供热。2000~300030%温效果越好，但当农户本身具有较大的行为节能时，应避免做过多的建筑保温投入。生物质炊暖炉技术年均成本最低，但适合在生物质资源禀赋、生物质优劣产品之间燃烧效率和排放差别巨大，政府需建立严格的市场监督管理机制，以保证炉具产品的可靠和稳定性。农村电网条件是影响煤改电技术经济性的重要因素，在无需进行电网改造的情况下，空气源热泵热风机的优势明显。反射镜太阳能集热供热技术的经济性较优，适合在生物质资源匮乏、（≥20㎡村地区推广。蓄热式电暖器需靠峰谷电政策支持以降低运行费，用户的使用时间受直热和电蓄热。中部城市群农村散煤清零可持续发展模式中部城市群散煤清零实施存在的问题农村建筑节能尚未推行ft1/3根据对典型村落的调研，我们发现70%以上农户节能意识较差，并且对农房还未探索出适宜的技术方案。实施方案趋同、未实行试点先行际进行深入的研究和科学的论证，建设试点工程。202285%70%，太阳能、生物质等利用仅有少量示范。项目投资回报机制不健全，社会资本积极性不高项目普遍存在初期设备投资费用巨大、投资回收期较长、运行成本偏高等问题，4万元左1.3万元/0.965元/21元/㎡，即使该政府按照运行费补贴，该项目也无回收期。西省生态环ftftft西分行等金融机构业务以及相关企业参与，但金融支持清洁取暖的主要力量仍是银行信贷，支持形式较为单一。且政府并未制定其它如税收优惠、特许经营等方面的政策，因此社会资本积极性依然不高，导致多数项目无法按时完成改造，2022年项目1464027%。参与企业非头部企业，资金能力有限热集中供热”为主导。很多项目在长期政府补贴不到位的情况下，会面临着停运的风险。可再生能源开发利用尚未实现规模化应用农村能源转型主要依靠大力发展农村丰富的可再生能源，主要包括太阳能、分散式替代散煤清零模式2017ft东省2018720193体建立在一个合理顶层规划之上（图4-30。4-30农村散煤替代“四一”模式示意图ft150清洁取暖项目的延续，应避免重复清洁取暖推行过程中错误和问题。基于4.3.42000~300030%可再生能源替代下的散煤治理模式202210ft2030户参与”的良性发展模式，如图4-31所示。4-31中部城市群未来散煤治理的理想模式为单位整体同步实施散煤治理、可再生能源开发。实施。2020512西既要有紧迫感，更要有长远战略谋临汾作为典型的资源型城市，入选ft究临汾市能源转型的可持续发展之路。临汾市社会经济发展现状临汾市为ftftft西西南部，东倚太岳，与长治、晋城为邻；西临黄河，与陕西延安、渭南隔河相望，203021142202212390.66万人，其中城镇常住人口213.98万人，占总人口比重54.78%，乡村常住人口176.68万人，占45.22%。5-1临汾市行政区划图根据临汾市统计局年鉴及统计公报数据，2022年临汾市实现地区生产总值2227.9亿元，占ft西省生产总值总量的8.98%，比上年增加318.4亿元，增长16.7%5.690.8517.6%20229，低于全国平均水平（8.57万元5产总值和人均生产总值稳步上升，如图5-2所示。图5-22018-2022年临汾市生产总值及人均生产总值统计图5业逐步下降。20227.1%55.8%550%。图5-32018-2022年临汾市三产增加值占比临汾市能源生产消费现状临汾市能源生产现状20228782.08.5%5105.79.5%258.03.9%1490.67.6%90%5088.6（万tce，同比增长21.5%。电力生产以火电为主，占约76%。图5-4临汾市2022年能源生产量情况临汾市能源消费现状20232022tce70%3%8%13%5%1%85%6业，698.9%。图5-52022年临汾市能源年消费结构临汾市可再生能源开发利用现状可再生能源资源现状太阳能资源5020~5545MJ/m2·a2018～20222140~26425.24h～6.29小时之间。176.68市农村屋顶光伏发电潜力。根据实地调研总结，临汾市典型农户屋顶示意图如下所示，临汾市农村以人字形屋顶（斜屋顶）和平屋顶为主，各户形成独立院落。图5-6常见农村屋顶类型卫星图像识别的结果如图5-7所示，不同颜色代表不同的屋顶类型。能够较好识别出村内各类建筑屋顶轮廓，识别精度在92%以上。图5-7卫星图像识别结果1.035-8所示：图5-8各类型屋顶占比情况村建筑屋顶面积的50%5150618kWh0.308kgce/kWh369.6tce。临汾市各区县发电潜力如图5-9所示。生物质资源

图5-9临汾市屋顶光伏发电潜力776.48万亩，森林覆盖率25.9%。目前利用量较少，且大多数以直接散烧为主，需要大力开发将其作为重要的清洁低碳燃料。（1）临汾市资源总量情况2022504.49218.82作物有小麦、玉米、谷子、果树、薯类等。目前国际上通用的农作物秸秆资源量统计分析方法是根据粮食产量和不同产量情况，农作物秸秆资源量可用式（5-1）估算：nnSnsidii1式中：Sn—t；

（5-1）i—农作物秸秆资源种类编号；Si—it；di—i种农作物秸秆的草谷比，kg/kg进行计算时所采用的各种农作物的草谷比数量关系如表5-1所示，其中稻谷、小麦、玉米等作物由于种植面积大，计算时需要重点考虑。5-1常见农作物的草谷比作物种类草谷比作物种类草谷比作物种类草谷比稻谷1.1豆类1.98麻类1.0小麦1.24薯类0.19糖类0.1玉米0.94棉花3.0花生1.26其他杂粮1.0油料1.23高梁1.0213.1225.5t189.890%以上，如表5-2所示。5-2临汾市主要农作物产量、秸秆资源量基本情况作物播种面积粮食产量秸秆理论资源量秸秆可收集资源种类（万亩）（万t）（万t）量（万t）玉米383.6117.9110.8102.0小麦300.686.4107.181.7谷子26.33.53.92.9豆类14.51.53.02.6薯类32.73.80.70.7合计757.7213.1225.5189.81.1kg/d0.6kg/d2022122023213.98176.68124.6t。各区县生物质潜力如图5-10所示。图5-10临汾市生物质资源可收集量分布可再生能源开发利用现状2022年，可再生能源装机总量304万千瓦，占临汾市发电机组装机容量的38.64%。可再生能源发电量由27.07亿千瓦时增至65.18千瓦时，年均增长11.7%。3.0611.695.9614.6733.0210.8%23.9%9.45源发电量趋势如图5-11所示。

图5-11临汾市近5年可再生能源发电量2022850143.3214.67批屋顶分布式光伏开发试点县，但尚未全面启动。生物质资源2022248.74205万吨，综合利197.76165.9927.773.833.91172.77154.52万吨，利用率约89%8家生物质清洁利用企业。7个秸秆加工利用厂，年产能力8.68万吨。全市建设生物质发电项目7项，装机容量11万kW，年发电量5.79亿kWh。风力资源202259.211.69kWh。水资源截止到2022年，全市已建设水电项目1项，水电装机容量0.25万kW，年发电量126.66万kWh。余热余压围绕焦化、钢铁、水泥等支柱产业，临汾市全力发展余热余压发电，共建设余热余压发电项目23项，总装机90.25万kW，年发电量33亿kWh。5.4临汾市清洁取暖现状201820227441.29m2（2018年之前已改造、58.53121%、2775.3m2、19.13万户；“煤改电”完成983.11万m2、8.01万户；“煤改气”完成2002万m2、15.641441m214.41（热）199m2、1.3488%100%66%。各区县清洁取暖率如图5-12所示图5-12临汾市各区县清洁取暖改造率封条等方式。全市清洁取暖改造路径分布如图5-13所示。图5-13临汾市清洁取暖改造技术路径600如图5-143000（洁净煤价格1600元/吨图5-14洁净煤燃烧炉具2022年，全市年洁净煤使用量约18万吨，洁净煤使用量分布如图5-15所示。5-15临汾市各区洁净煤用量分布临汾市能源转型面临的挑战构，加大技术引进、开发和创新方面的投资仍需付出较大努力。28%模化开发利用。尽管近年临汾市煤炭减量取得一定2011-2020200要求，但是能耗强度下降未达到目标要求。近年融资难融资贵等问题突出，战略性新兴产业规模小，优势并不明显。节能环保、农村清洁取暖改造存在二次改造风险60%以上。在调研过临汾市能源转型基础依据20357.1%55.8%和37.1%2025区生产总值达到260020358.5%比逐年上升，一、二、三产占比分别为3%、25%、72%。对2035（江浙沪地区1000kWh2320kWh1900kWh城镇居民建筑主要利用集中热电联产和燃气锅炉集中供热。按照规划，2030年2035624kWh1500kWh48亿kWh左右。理想情况下，未来20353000kWh35.6420亿kWh。202266.76.6万16.2万tce2035年每千人车辆保有量300年临汾市车辆数量将增长为76万辆左右。考虑电动车对燃油车的逐步替代，至203550%17亿kWh。202215.36亿kWh。预计2035量为1300亿kWh单位增加值电耗为1040kWh/万元，2060年工业单位增加值电耗为606kWh/万1500kWh/3700万tce4200万tce煤炭和天然气承担工业燃料需求。按照以上需求侧用能预测及规划，2035年临汾市总用电量约为1400亿kWh66万吨，煤炭、传统天然气、石油等化石燃料用量减为完全被电力或生物质燃料取代。2025年、2030年、2035需求预测见表6-1。表6-1临汾市各领域需求现状与预测对比单位2021年2025年2030年2035年农村用电量亿kWh16.4119.6420.4320.95煤炭用量万tce12.783.831.920.00天然气用量万tce1.191.000.480.00城镇居民用电量亿kWh13.8618.0223.4228.11煤炭用量亿tce0.220.000.000.00天然气用量万tce11.6111.0010.008.00集中采暖热量需求亿GJ1.341.002.0021.00公共建筑用电量亿kWh7.348.815.008.00天然气用量万tce1.21100集中采暖热量需求亿GJ0.030.040.050.08市政和其他用电量亿kWh14.7016.1717.7921.34交通运输用电量亿kWh11.6914.0615.4117.41天然气用量万tce0.460.000.000.00石油用量万tce16.2010.326.150.00工业用电量亿kWh15.36704.791033.341347.83煤炭用量万tce3639.392183.631091.820天然气用量万tce11.98600生物质燃料用量万tce2.9792666临汾市能源转型的发展路径临汾市能源转型发展对策降低煤炭消费比重，推进煤炭清洁化利用;另一控制工业能耗水平，提升工业能源资源的综合利用水平ftft西晋南推动能源分布式发展，提升可再生能源消费占比ft;;占比。稳步推进散煤治理，保障替代能源供应能力继续推进临汾市散煤治理工作，严格执行已建成的高污染燃料禁燃区规定，+环保炉具”以市场化为导向，促进能源包容式发展临汾市能源转型的路径选择农村地区是临汾市能源转型版图上不可或缺的一部分。临汾市能源转型要选包围城市”道路。本节重点介绍农村能源转型路径及技术。农村能源转型路径选择农村能源未来的发展路径面临选择问题。如图6-1“煤改气”6-1农村能源面临发展路径的选择农村可再生能源替代路径需解决的关键问题上述提出的可再生能源替代发展路径，与当前农村能源系统有本质的区别。从2021年6月能源局发布《关于整县屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》后，至2022年3月期间，各部委密集发文推进农村可再生能源发展，助力乡村振兴。随着太阳能光伏组件效率的显著提升和成本的持续下降，分布式光伏发电已具备良好的应用场景，同时太阳能光伏发电系统简单高效，运行维护要求较低，10kW/3~4万元/8000~12000kWh/户，这在1500~2000kWh/生物质能作为唯一的“零碳”能源，便于储存，便于运输，即可就近消纳，“脏乱差”影响，整个社会，可再生能源开发关键技术太阳能空气集热取暖系统太阳能空气集热取暖系统是一种利用太阳能集热器吸收太阳辐射加热空气，6-26-3为典型的太阳能空气集热取暖系统示意监测点控制温度根据实际工况确定25~30℃（可根据实际工况调整，温控器控制风机停止工作，系统循环停止。考虑到太阳能的时间限制性，太阳能空气集热取暖系统需要增加辅助热源，稳定性。6-2太阳能空气集热系统示意图6-3集热系统相关实物图带反射镜的太阳能热水集热系统管、整体系统性能变差、甚至系统损坏。6-490°，这点不同于传6-4带反射镜的太阳能热水集热系统图外干球温度最低达-20.6°C13°C足农村地区室内温度的要求。护进行科学合理规划。季节自适应性集热器供热系统季节自适应性集热器供热系统如图6-5所示，由真空管与非对称复合抛物ACPC定角度时为下真空管遮挡部分太阳辐照。功能:在冬季太阳