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禁煤区:蓝天与煤、电、气的博弈

但愿通过这次禁煤区的价格扰动和取暖能源危机,我们能更长远地看待煤炭、电力和天然气的相互关系,调整好能源结构,给冬季带来蓝天,也带来可持续的供暖。

蓝天下的温暖

直观看,今年冬天的雾霾少了。在北京,10月末、11月初曾出现过污染天气,还有过黄色预警,可供暖季开启后空气质量并无急剧恶化。客观看,秋冬之交即使出现过雾霾天,重度污染的程度也仅仅是刚刚越过空气污染指数(AQI)200的标线,和往年的“爆表”不可同日而语。截至11月23日,11月AQI平均值为52,远低于去年同期的85和前年同期的119。

这可能存在三种解释:第一种,今年入冬大风天多了,的确是这样;第二种,往年最严重的雾霾多出现在12月或1月最冷、也就是逆温层发生最频繁的时候,现在下结论为时尚早;第三种,今年禁煤区的设置与执行起到了效果。

记得两年前,笔者曾有过这样的观察:“晴好的天气,傍晚时分,当你从号称北京未来行政副中心的通州向市中心行走,迎着夕阳,你会看到炊烟袅袅的乡村景象。只可惜,那些地铁边上的村落因为体量太过庞大,村落上方的煤烟已经汇成巨大的烟尘团块,笼罩了一方天地,远看还以为是村子失火,近看才能分辨出每家每户喷涌出的烟柱。当你走近的时候,你会发现气味有时比燃煤还刺鼻,那是煤渣引燃了垃圾堆,塑料袋被烧着了。”

去年,北京的近郊区开始大规模实施“煤改电”,随着今年煤改电的收尾,变化发生了。

6月15日,随着电缆敷设工作的完成,北京丰台区宛平城“煤改电”配套电网工程接近尾声     

但這是在实实在在的财政支出的基础上实现的。去年第一轮大规模煤改电,主要技术设备空气源热泵一时紧缺,价格蹿升。在几乎所有的煤改电实行的乡村,政府都付出了巨量的补贴。一台5匹或6匹的空气源热泵的对外市场价动辄3万元,政府每户补贴2.4万元。即便如此,很多农户掏不出自付部分,最后还是政府买单。如5匹的空气源热泵,很多村子第一轮报价是2000元,但2000元的自付费还是令很多村民观望,后来政府主动让利,1000元就能安装,很多村民报名了。又过了些时日,不知何种原因,又返还了1000元,等于是给村民免费安装了取暖设备。

煤改电一时带动了工程建设和就业,带动了相应电气设备制造的繁荣。可背后是政府的巨大投入,当然,为了治理大气环境政府部门倾其所有,利国利民。今年当煤改电进入收尾,空气源热泵的价格也大幅度降低了。不过,农户的房子远比城中胡同居民的空间敞亮,意味着需要更大功率的机器,于是颇有家庭申请第二块电表的情况,政府对每户家庭的设备补贴数万元。

在北京的郊区,这的确是一个生活品质大幅度提升的取暖季。去年政府还参照城区煤改电的补贴方法给予用电谷电补贴,晚上9点到次日上午6点电价优惠到1毛钱,且这种优惠并非实时的,而是要到供暖季后才能领到政府的谷电补贴。今年的谷电优惠时间又增加了3个小时,从晚8时到早8时,并且补贴也实时到账,谷电就是1毛1度。5匹的热泵,即使是满负荷地运转一小时谷电电费也就3毛多钱,一夜至多4元,白天电费回到正常的0.48元/度,电费多4倍,可20元打住了。但实际上机器不可能无时无刻地运转,所以说一天的电费也就十几元,一个取暖季节4个多月,2000元应该足够。这比城中楼房的取暖费还少。当然村民的取暖花费要和烧煤取暖比,去年煤炭价格800~1000元/吨不等,一家人一个取暖季节至少烧4吨煤,烧电从成本上也是节省的。

“改电”还是“改气”

为了治理雾霾,整治空气质量,政府可谓不计工本大投入:一两年间,总计近80万户居民的“煤改清洁能源”改造,几十万人的人力成本投入,电力改造、政府调研、工程招投标以及工程施工全面监督等;最重要的,政府花巨资对“煤改电”“煤改气”工程改造进行补贴,不仅补贴用户购机成本,更实行阶梯电价补贴用户电费。至此,北京市煤改电家庭总数已过百万。100万户煤改电家庭,每户1万度谷电补贴,1度0.2元,这就意味着每个取暖季节20亿元的用电补贴,这还不包含国家电网给予的峰谷调节优惠和放弃阶梯电价伴生的投入。而煤改电设备的补贴,仅以每户1万元的最低可能性计算,100万户就是100亿元。按照官方发布的信息,“十三五”期间,国网北京电力为实施1521个村、67.4万户“煤改电”工程,计划投资的数额高达275亿元。事实上,也只有北京这样一年土地出让金就可能几千亿元的超级大城市才有实力负担得起。

电厂燃煤发电,电又用来烧锅炉,火电厂发电的极限发电效率为40%,再算上电流传输上的损耗,用电取暖显然不是一个经济的能源利用方式。曾经北京市部分郊区试行过电锅炉取代煤锅炉的试点,在优惠谷电的政策下,农户一个取暖季节也得花上万元,这个试点以失败结束了。可在北京的郊区却选择了高投入的“煤改电”,不能不提到这是一场“跨越式”的赌局。现代技术提供了一种可能,就是从室外空气中提取热能,以抬升用电效率。

空气源热泵的原理可以用一个形象的比喻:在青藏高原上煮鸡蛋,很难煮熟,原因是这里气压低,水还没有达到100℃就沸腾了,由水变成水蒸气的过程是吸收大量热量的。而到了高压锅里,水的沸腾温度就远高于1个标准大气压下的温度。于是乎,工程师想出了办法,在室外低温状态下将媒介的气压降低到“不得不”蒸发的程度,这时媒介会从低温环境中吸收大量的热量。再将媒介加压,气态媒介转化为液态时就会释放出刚吸收的热量了。

燃油锅炉效率为65%~75%、电热水器效率为70%~80%、热泵效率为300%~500%,根据国家行业规划,热泵最低能效要求也需达到260%。这个热效率基础上,热泵与电厂发电的结合,煤炭转化为热能的效率远超过居民的散煤燃烧,既取得环保效果又节约了能源,至少是两全其美。2015年中国6000千瓦以上火电运行小时数仅为4329小时,产能过剩严重。“煤改电”可以在短期内增加电力需求,减少火电装机浪费,又解决了散煤燃烧问题。但空气源热泵这种终极解决方案并非十全十美,最大的弊端在于它真的很贵。

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