以往每年季節交替，霧霾、沙塵的惡劣氣候時有發生，一到供暖季，就會“霾鎖京城”，河北、山西、天津、河南、山東5省市優良天氣比例仍不到60%。去年冬季，情況發生了變化，藍天成了常態，霧霾天氣反而寥寥可數。

在這方面，清潔取暖功不可沒。推進清潔取暖，既關系到北方地區廣大群眾溫暖過冬，也關系到大氣污染治理。更重要的是，清潔取暖對促進能源結構轉型有著非同小可的意義。

今年7月3日，國務院發布《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，三年行動計劃將有效推進北方地區冬季清潔取暖作為重要的措施加以部署。可再生清潔能源的開發及新能源的普及推廣成了國家的研究重點，如今，新技術“光伏+電采暖”的推出將更有效地解決這一問題。


從經濟性分析，光伏+取暖”系統可以在全生命周期內創造收益，補貼和融資等財政支持也很有力，這無疑是“531新政”頒布后光伏行業的一片新的藍海。

財政支持力度大

7月23日，財政部、生態環境部、住房城鄉建設部、國家能源局聯合下發《關于擴大中央財政支持北方地區冬季清潔取暖城市試點的通知》。


《通知》明確，試點申報范圍擴展至京津冀及周邊地區大氣污染防治傳輸通道“2+26”城市、張家口市和汾渭平原城市。張家口市比照“2+26”城市標準;汾渭平原原則上每市每年獎補3億元。

按照去年發布的《關于開展中央財政支持北方地區冬季清潔取暖試點工作的通知》，“2+26”城市試點示范期為三年，中央財政獎補資金標準根據城市規模分檔確定，直轄市每年安排10億元，省會城市每年安排7億元，地級城市每年安排5億元。而現在，試點的“2+26”城市增加了張家口市，標準也是每年5億元。而汾渭平原則原則上每市每年獎補3億元。

此外，《通知》還要求，三年示范期結束后試點城市城區清潔取暖率要達到100%，平原地區基本完成取暖散煤替代。

據記者關注，“2+26”城市包括：北京市，天津市，河北省石家莊(含辛集)、唐山、保定(含定州)、廊坊、滄州、衡水、邯鄲、邢臺市，山西省太原、陽泉、長治、晉城市，山東省濟南、淄博、聊城、德州、濱州、濟寧、菏澤市，河南省鄭州(含鞏義)、新鄉(含長垣)、鶴壁、安陽(含滑縣)、焦作(含濟源)、濮陽、開封市(含蘭考)。

此次試點增加的汾渭平原11城市包括：山西省呂梁、晉中、臨汾、運城市，河南省洛陽、三門峽市，陜西省西安、咸陽、寶雞、銅川、渭南市以及楊凌示范區。

前不久，全國人民代表大會常務委員會執法檢查組關于檢查《中華人民共和國大氣污染防治法》實施情況的報告統計，中央財政加大資金投入，5年累計安排大氣污染防治專項資金528億元人民幣。同時報告顯示，五年來全國煤炭消費比重下降8.1個百分點，清潔能源比重提高6.3個百分點。

去年，中央財政獎補資金標準根據城市規模分檔確定，直轄市每年安排10億元，省會城市每年安排7億元，地級城市每年安排5億元;其標準由大氣污染影響程度、城市規模、采暖狀況、改造成本等因素確定。公開資料顯示，12個試點城市3年共計獲得中央獎補219億元，而地方財政將投入約697億元保障清潔取暖改造順利實施，計劃吸引金融機構、企業投入等社會資本超過2000億元。

對于近期國家下調光伏補貼和新能源補貼的情況，清華大學能源互聯網創新研究院政策發展研究室主任何繼江表示：“此次政策出臺得這么及時，很可能與最近積極的財政政策有一定關系。這表明中央對治理霧霾、供暖的問題高度重視，至少目前感覺比對光伏、新能源汽車給予的財政支持力度要大。”

光伏取暖財政支持力度也很大，加大公共財政對太陽能取暖科技研發經費投入力度和科技成果示范補貼力度，將太陽能取暖納入科技計劃并給予重點支持。

據了解，光伏取暖的財政支持有幾種模式：“太陽能光伏+熱源”的銀行貸款模式、“太陽能光伏+熱源”的企業出資模式、“太陽能光熱+輔助熱源”的合同能源管理模式。太陽能取暖試點的補助標準，暫按現行的電代煤氣代煤的補助標準執行，新的相關政策出臺后再作調整。

河北：“光伏取暖”市場  

新的逐鹿之地

數據顯示，我國北方整個采暖季的總耗標準煤量是1.84億噸，燃燒散煤采暖嚴重污染環境，因此“電代煤”、“氣代煤”(簡稱“雙代”)成為近年來一項重要的環保政策。

為推進清潔取暖，河北省在開展農村“雙代”方面進行了諸多探索與實踐。河北能源工程設計有限公司新能源院院長董曉青表示，自2018年1月起，河北省便密集發文，推進農村“煤改電”進程，支持“光伏+取暖”發展。

首先推廣的是‘光伏+熱源’的取暖方式，項目采取全額上網的模式，白天光伏發電上網，夜間用谷電取暖和蓄能。‘煤改電’帶來的市場巨大，河北省也相繼出臺了很多補助政策。

除了相關的政策支持，河北省在配套設施方面也進行了積極探索。例如，國網河北省電力公司完成了歷年來最大規模的“煤改電”配套電網建設，累計改造供暖面積超3000萬平方米，涉及石家莊、邢臺、邯鄲、滄州、保定等城鄉居民用戶超18萬戶。

經濟性最優方案：

超低溫熱泵+光伏供暖

“太陽能取暖按照去年執行的‘煤改氣’的補助標準，并且延伸了波谷段，現在界定谷段為20時至次日8時，谷段電價為0.15元/千瓦時，峰段則為0.35元/千瓦時。”根據河北省城鄉住房建設廳3月最新下發的關于征求《河北省農村地區太陽能取暖試點實施方案》意見的函，省級財政在現有光伏上網電價(承德、張家口、唐山、秦皇島二類地區為0.65元/千瓦時，其他三類地區為0.75元/千瓦時)的基礎上補貼0.2元/千瓦時。

“值得注意的是，方案中每千瓦時補助0.2元，針對的是居民采暖用電而非補貼光伏上網電價。”董曉青認為之前一些媒體關于方案的解讀存在不準確的地方。據了解，根據《方案》內容，河北省各區市要各選擇1個不少于100戶的村，采用“光伏+”或“光熱+”取暖技術作為試點，以期通過科學試點示范，到2018年9月底前，形成可靠性好、性價比高、適宜推廣、較為成熟的太陽能取暖解決方案。

以河北張家口市懷安縣規劃為例，在商務模式上，“光伏+取暖”主要采用“銀行貸款+企業出資”、“政府補貼+農戶出資”等模式。參照“電代煤”政策，除了采暖期居民用電可享受0.2元/千瓦時補貼外，輔助熱源投資由政府和農戶出資，政府按照投資的85%給予補貼，最高補貼7400元/戶，由省和市縣各承擔1/2，其余由農戶承擔。

一些設計院提出四種供暖方案:分別是蓄熱式散熱器、超低溫熱泵+光伏供暖、太陽能+熱泵+光伏以及小型生物質供暖爐供暖。河北能源工程設計有限公司曾對現有取暖方式做了一個方案比選供參考：假設每戶安裝5千瓦光伏，懷安縣為二類資源地區，20年平均利用小時數為1260小時，光伏效率為83%，全額上網收益則為3396.82元/年，四種供暖方式20年末剩余利潤則分別為0元、17436元、2936元、0元。綜合看來，在有企業投資的情況下，“超低溫熱泵+光伏”供暖或為最佳供熱方式。

“與傳統取暖方式比較，“光伏+取暖”系統供熱效率可呈倍數增加，而河北也正在成為“光伏+取暖”市場新的逐鹿之地。”英利“光伏+取暖”系統項目總工程師蔡春立認為。

記者認為，治理霧霾終端能源是“太陽能”，要想真正意義上的治理霧霾，太陽能可以承載供暖、供熱巨大能量的需求。近年來，太陽能采暖應用市場逐漸擴大，以下對來太陽能采暖案例進行投資收益分析。

光伏取暖四類七大案例

投資收益分析

一、太陽能戶用建筑采暖應用

案例一：河北省“太陽能+多能互補采暖系統”

1、基本情況

2010至今，在河北省高邑縣、固安縣、淶水縣、阜平縣等9市、29縣1080余戶示范安裝了“太陽能+”采暖系統。輔助能源有：電鍋爐、生物質能(壓塊、顆粒)或清潔型煤、醇基液體燃料、燃氣、空氣源熱泵等多種。

2、建筑概況

河北省農村主要是農戶自建的住房，建筑面積100m2左右。多為370mm墻體，屋頂、墻體、門窗均無保溫設計，建筑保溫性能差。

3、系統組成

系統由太陽能集熱器、保溫水箱、輔助能源(清潔爐具)、供暖末端設備、洗浴設備、管路和控制設備等組成。設計保證太陽能貢獻率為70%，余下30%(如陰天、霧霾天)由輔助能源補充供暖。因此集熱器面積配比大，達到每百平方米建筑30m2以上。

工作原理是太陽能集熱器將吸收的太陽能加熱水存入保溫水箱，通過供暖末端設備用于建筑供暖，當太陽能不能使保溫水箱中水的溫度達到供暖要求時，由輔助能源提供供熱需求。

4、運行效果(據數據統計)


室內溫度全部達到設計指標，用戶可根據需要調節;用戶可以自主調整和延長采暖期;

5、經濟性(據數據統計)


①主能源是可再生能源，環境效益好，可節約社會環保治理費用;

②主能源免費，除+電模式以外，全部模式運行費用低于當地集中供暖費，符合居民用得起方針;不再需要長期年度補貼，推廣阻力小;

③也是由于主能源是新能源，初裝費較高，但5年的總費用已經低于和接近單輔助能源采暖的總費用。

6、運管機制

壽命期15年內包運行，保修期內免費，保修期過后收取管理費。相對集中區域(如整村)配備一個經過培訓的服務人員。

案例二、內蒙古包頭市幸福路1號街坊“太陽能+空氣源+電加熱”采暖系統

所在地冬季嚴寒，夏季炎熱，晝夜溫差大，無霜期較長，日照充足。全年日照時數2960小時。屬于老舊建筑，保溫性能差，采暖末端為明裝老舊鑄鐵暖氣片。

工作原理：系統由太陽能集熱器、儲熱水箱、空氣源熱泵、緩沖水箱、電加熱元件、鑄鐵暖氣片等組成。能源利用優先順序太陽能、空氣源熱泵、電。對該建筑提供采暖和生活熱水需求。集熱器面積配置達到25m2/100m2左右。

經濟性分析：

初裝費：6萬元以內。運行費用：目前室內溫度均保持在19-22℃之間。極端天氣室外零下28℃。

最冷月平均每天采暖實際費用：0.43元/kWh×18kWh =7.74元;

采暖季日平均耗電量：9.5`11.2KWh;

一個采暖季預計采暖費用：747~867元;

采暖季每平方米采暖費用：7.5~8.7元。

二、帶季節蓄熱太陽能戶用建筑采暖應用

案例三：河北經貿大學太陽能跨季節蓄熱采暖及熱水應用綜合項目(水體蓄熱)

項目采暖面積為8.3萬m2，日用熱水總量為121噸。采用橫雙排全玻璃真空管集熱器1380組，鋪設在14個宿舍樓樓面，共使用真空管6.9萬支，總計集熱面積1.16萬m2，總儲熱水箱容量2萬余噸，末端采用翅片式散熱器采暖，集熱器面積配置14m2/100m2左右。

項目初期投資：4000萬元，不含室內采暖末端和室內管路，折合到每平米建筑481元。年節約天然氣1000萬元左右。

案例四、北京大興榆垡鎮劉家鋪全村100戶采用太陽能+地源熱泵

工作原理：

系統由太陽能集熱器、地源熱泵、保溫水箱、采暖末端、土壤換熱器、循環泵、控制系統等組成。太陽能與地源熱泵結合，春季與秋季太陽能集熱器采集熱量，加熱熱水，儲存在水箱中，在保證生活熱水的前提下，將多余熱量通過地埋循環管儲存在地下土壤中。夏季建筑物制冷產生的熱量也通過地埋循環管被換入地下土壤中蓄存。全年收集的太陽熱能，向地下土壤輸送并蓄存，冬季利用地源熱泵采暖供熱，實現全年的熱量平衡。

經濟性：

項目初投入約400元/m2，包括設備與安裝的所有費用;項目2012年投入運行。經過2013年冬季和2014年全年運行后，性能達到夏季27℃，冬季18℃;

第一年(2013年)冬季采暖開機時，地源側供回水溫度9-11℃。第二年(2014年)冬季采暖開機時，地源側供回水溫度13-15℃。100m2戶均用電量：冬季3200kWh，夏季500kWh。全年運行費用低于5000kWh。

本項目是太陽能應用示范的又一種類型;初裝費400元/m2，與案例一相當。項目特點是蓄熱技術的應用，而且是季節性蓄熱。

一年后地源回水溫度提升了4℃的數據，初步表明了蓄熱技術的效果，地源供回水溫度的提高為熱泵性能的提升創造了條件;項目的運行費用低于目前北京地區熱泵采暖運行費30%以上，說明了項目經濟性可以通過技術進步而改善。

三、太陽能公共建筑采暖應用

案例五、太陽能在公共建筑上的應用——山東省樂陵市云紅小學采暖系統。

項目目屬于公共建筑，只有白天的供暖需求，與太陽能供熱時間十分匹配。該教學樓共計4層，采暖面積共計1907.79平方米。

監測數據分析：

正常晴天時，太陽能可以滿足采暖8小時用熱量，與設計指標吻合，說明該建筑保溫較好;晴天系統運行費用主要是集熱循環泵、采暖循環泵、控制系統的耗電。監測每天約50kWh，整個采暖季(120天)約6000kWh。

陰天或霧霾天需要啟用熱泵輔助，熱泵匹配的為30P，監測每小時平均耗電為30千瓦時。此費用根據年度天氣情況波動，若按18個陰天霧霾天計算，則整個采暖季熱泵用電量為4320kWh。

合計：6000+4320=10320，整個采暖季用電10320kWh，10320kWh÷1908平米=5.4度電/平米，折合5.4度/平方米•每個采暖季，遠低于城鎮集中供暖價格。

農村有大量公共建筑，如養老院、衛生院、學校、村委會、公共服務中心等。

四、太陽能在其他建筑的采暖應用

案例六、內蒙古錫林郭勒盟蒙古包采暖系統

工作原理：

系統由太陽能集熱器、集熱水箱、儲熱水箱、采暖末端、控制系統等組成。

經濟性分析：

監測數據顯示為2017年2月5-11日，錫林浩特太蒙包室內溫度的數據，基本上就在20℃上下浮動，溫度振幅也符合人們生活舒服溫度。通過一個冬季的運行測試，完全可以保證室內18℃以上，在最低氣溫時每天耗電量在5～10kWh，整個冬季大約40天時間需要電加熱輔助采暖。

案例七、大連希奧特太陽能有限公司綜合樓采暖制冷熱水聯供系統。

該項目建筑面積5120平方米，實現太陽能供熱、采暖、制冷的聯供系統，2011建成，2013年通過住建部鑒定，目前已穩定運行7年，2016年夏天日本矢崎專家考察后評價為中國太陽能低溫制冷最佳工程。

項目總投資260萬元，折合每平米507.8元，年運行電費73747元，折合每平米14.4元，使用壽命期20年，通過近幾年技術進步，總投資可降為180萬元，折合每平米350元，運行費用不變，經濟性又進一步提高。

光伏采暖投資收益

典型案例深度剖析

受需求側拉動，在集熱器技術進步支撐下，近兩年，太陽能供暖與輔助能源結合的采暖應用技術得到快速發展。河北、西藏、寧夏、甘肅、陜西、北京、遼寧和山東等地區中小型和戶用系統太陽能采暖示范應用數量快速增加，效果得到政府和用戶的廣泛認可。

內蒙古一機集團的太陽能+空氣能熱泵采暖系統項目

一、工程概況

本項目為內蒙古一機集團的新能源改造項目，該工程位于一機集團一棟辦公樓，位置遠離城區，業主只能使用煤鍋爐進行采暖，鍋爐房衛生環境差，燃煤燃燒對室外環境造成嚴重污染;節能改造前每個采暖季能耗為1034208 (MJ)，耗電量為287280 kW•h。

項目所在地包頭市位于蒙古高原的南端，瀕臨黃河、山地、平原三個地形區域，屬太陽能資源介于二類至三類地區：全年日照時間總共2882.2小時;每天的集熱時間8小時，一年300天的晴朗天氣，陽光輻照量平均在1100W/m2。冬季最冷天是11月到1月，持續90天。 冬季采暖季共6個月，從10月15日開始到次年4月15日結束。

該項目共有4棟建筑需要采暖，為餐廳和辦公室，建筑全部為一層摟，磚混結構，總計采暖面積約950㎡，改造前采用小型燃煤鍋爐采暖，采暖末端為鑄鐵暖氣片。

通過對該項目的改造，采用太陽能+空氣源熱泵相結合的采暖系統取締燃煤鍋爐，環保節能，系統全自動化控制，室內溫度恒定18℃～22℃，不需要人工維護管理;建筑提供采暖及非采暖季生活熱水需求。當連續陰雨天或惡劣天氣條件下，太陽能收集熱量不足以滿足建筑采暖及熱水需求時，由超低溫空氣源熱泵提供建筑采暖及熱水需求。室內采暖末端鑄鐵暖氣片，設計水溫70℃。改造后，一個采暖季耗電61560 kW•h。系統節能改造后節能率為78.6%。對采用清潔能源進行節能減排，大力推進清潔能源的應用具有推動作用，必將成為北方嚴寒寒冷地區冬季采用清潔能源采暖的經典案例和標桿工程。

二、設計參數

1、地理位置及氣象數據

內蒙古包頭市(地理坐標：東經109°83′，北緯40°65′)，屬半干旱中溫帶大陸性季風氣候。據《包頭市2011年國民經濟和社會發展統計公報》，全年平均氣溫為7.2℃，年平均風速1.2 m/s，年降水總量421.8mm，年日照時數2882.2小時。

2、輻照資料

輻照資料依據包頭市氣象資料，太陽輻照量資料如下：


采暖季日均輻照量：18.22MJ/(㎡·d)

3、基礎水溫(冷水計算溫度)

根據用戶提供數據，冷水計算溫度為10℃。

4、采暖熱負荷

根據現場勘察及實際計算得知，采暖熱負荷為80W/㎡。

5、空間利用率

本項目空間利用率選取為100%。

6、太陽能保證率

由于建筑為后山靶場，遠離城市管網，能源稀缺，從節約常規能源、系統投資效益方面考慮，太陽能保證率選取50%。

7、設計依據參數


8、設計指標及設計思路：

(1)提供建筑面積為950㎡的餐廳、辦公樓24小時采暖需求;

(2)非采暖季提供6000L/d的生活熱水;

三、系統原理圖


四、能效分析

1、對項目實施檢測分析內容

(1)節能改造前用能情況：節能改造前能耗為每個采暖季1034208 (MJ)，耗電量為287280 kW·h。

(2)節能改造內容：拆除原來的煤炭鍋爐及水設施，安裝太陽能采暖與空氣源熱泵相結合的PLC全自動控制系統。

(3)節能改造產生的節能效果分析：

節能改造前，一個采暖季耗電287280 kW·h。

節能改造后，一個采暖季耗電61560 kW·h。

故系統節能改造產生的效果為：節能78.6%。

2、節能改造效益和投資回收期分析

改造前費用分析：一個采暖季耗電量為287280 kW·h，人民幣244188元整(電費0.85元/ kW·h)。

靜態回收期：經過計算可知，該系統回收期為2.8年。