可再生能源供热统计核算方法研究和建议

Energy of China - - Contents | 目录 - 胡润青

( 国家发展和改革委员会能源研究所,北京 100038)

摘要:可再生能源供热量统计核算是我国可再生能源统计中的难点问题。本文梳理分析

了我国现行的国家能源统计体系中关于供热量和可再生能源的相关制度和规定,介绍了我国太

阳能供热、生物质供热(热电联产供热、锅炉供热)、地热能(水热型供热、热泵系统供热)等

多种可再生能源技术常用的供热量计算方法,深入分析了可再生能源统计核算面临的问题和挑

战,提出了完善可再生能源供热统计的工作思路和政策建议。

关键词:可再生能源;供热;能源统计核算;计算方法中图分类号:TK01 文献标识码:A 文章编号:1003-2355-(2018)08-0025-05 Doi: 10.3969/j.issn.1003-2355.2018.08.002

Abstract: Statistics and accounting of renewable energy for heating is a very important and difficult part for renewable energy statistics. This paper analyzes current regulations about heating and renewable energy in national energy statistics system in China; introduces renewable energy heating calculate methodologies for renewable energy heating technologies, including solar heating, biomass heating (biomass CHP and biomass boiler), geothermal energy heating (water-resources system and heat pump system). And it researches and analyzes the barriers and challenges of renewable energy heating statistics and accounting, and then submits the work plan and policy suggestion for renewable energy heating statistics.

Key words: Renewable Energy; Heating; Energy Statistics and Accounting; Calculate Methodology

1 国家能源统计制度下的热力统计核算

1.1 现行的能源统计制度

我国统计工作执行的是一套表统计调查制度,要求纳入统计调查的企业(简称“入统企业”)定期(每月)通过联网直报平台网报送数据。

能源统计报表分为基层报表和综合报表两类,基层报表由入统企业填报,综合报表是在基层报表的基础上、以一定行政区域、行业(部门)为综合统计对象的统计报表。

我国能源统计基层报表的填报要求是:

(1)工业行业需填报:能源生产报表、能源消费报表、能源加工转换与回收利用报表以及主要耗能工业企业单位产品能耗报表。规模以上(指 年主营业务收入在 2000 万元及以上的工业法人企业)以及年综合能源消费量 1 万 tce 及以上的工业企业必须定期填报。

(2)非工业行业只需填报:非工业重点耗能单

位能源消费报表。年综合能源消费量1 万 tce 及以上的有关行业的法人单位必须定期填报。

1.2 能源统计品种

能源统计品种包括能源生产品种、能源消费品种两大类。只有纳入能源统计品种,基层企业才能填报相应的品种类别。

(1)已纳入统计目录的能源生产品种为 27 个,与可再生能源相关的有3个,包括发电量、生物乙醇、生物柴油。发电量品种中可细分为水力发

电、风力发电、太阳能发电、生物质能发电等,各种可再生能源电力均已纳入统计体系。供热量没有纳入目录。

(2)已纳入统计目录的能源消费品种为 35 个,与可再生能源相关的有4个:热力、电力、城市生活垃圾(用于燃料)、生物燃料。目前太阳能、地热能均未纳入目录,无法填报。

1.3 热力的统计和核算

热力没有细分的品种,无法区分其能源来源。根据《能源统计报表制度》的规定,能源生产品种中的发电量品种已细分为火力发电量、水力发电量、核能发电量、风力发电量、太阳能发电量、潮汐能发电量、沼气发电量、地热能发电量、垃圾发电量、生物质燃料发电量、其他发电量。但是,热力生产没有细分的品种,无法区分热力来自于化石能源还是可再生能源。

热力的统计范畴仅为外供的热力,未能统计全部的热力。根据国家《能源统计报表制度》的规定,热力的概念是指可提供热源的热水、蒸汽。在统计上要求外供热力作为产量统计,外购热力作为消费统计,自产自用热力不统计。也就是说,作为生产工艺当中消耗的中间产品的热力以及自产自用的热力,都没有统计热力产出量,没有纳入国家的热力统计体系。但在能耗核算当中,生产这部分热力消耗掉的能源(煤、燃气、生物质能等)已经计入能源消费总量中。

1.4 可再生能源供热的统计

生物燃料和城市生活垃圾已纳入能源消费品种目录,规模以上生物质供热消费的生物质能已经计入能源消费总量中。但太阳能和地热能未纳入能源消费品种目录,只能作为“其他燃料”填报。

2 各种可再生能源技术的供热量计算方法

如项目有热力计量,可再生能源供热量的计算较为简单。但多数可再生能源供热项目为自用项目,没有计量,需按照应用规模等其他指标计算供热量。

2.1 按照计量的热力计算

有热力计量的可再生能源供热项目,可按照实测的供热量(MJ)计算其供热量标准量,供热量

(当量值)的核算基准是终端能源消费量。供热量(等价值)的核算基准是能源消费量。供热量(当量值)=供热量(GJ)×热力热值

供热量(等价值)=供热量(GJ)×供热标准煤耗 其中:热力热值为 0.0341 kgce/MJ。供热标准煤耗取值当年的统计值,2016 年电厂供热标准煤耗为 0.0389 kgce/MJ。

目前有热力计量的可再生能源供热项目主要有两类,一是生物质热电联产项目,热力外供有计量;二是一些以合同能源管理模式运营的可再生能源热力项目,包括生物质锅炉供热项目、太阳能工业热水项目,与热力用户按照计量的供热量结算用能费用。

2.2 太阳能供热

太阳能供热项目应用广泛,既可供热水,也可供暖。根据集热面积计算太阳能供热量是我国和国际上的通行计算方法。我国太阳能供热量的计算公式如下:

供热量=太阳能集热面积×单位集热面积供热量其中:单位集热面积供热量的参数取值多为

110~120 kgce/m2,根据平均太阳能年辐照总量和太阳能集热系统效率测算,但目前全国基本统一取值,未考虑太阳能资源条件的影响。太阳能热水系统和供暖系统的计算参数取值也相同。

我国保有太阳能集热面积是根据全国年新增数据计算得出,其数据来源是中国农村能源协会太阳能热利用专委会。保有太阳能集热面积的计

算已考虑了太阳能热水系统寿命期(10 年)后的退役问题,但没有考虑系统提前退役问题,其计算公式如下:

保有太阳能集热面积=上年保有太阳能集热面积 +当年新增太阳能集热面积- 当年退役集热

面积(10 年前的新增集热面积)国际能源署规定的太阳能供热量也是根据太阳能集热面积、当地太阳辐照度计算,其计算方法根据集热器类型和热水系统的用途做了细化的参数设置。

无盖板集热器:

PSH=0.29×HO×Aa

民用热水系统的有盖板集热器:

PSH=0.44×HO×Aa

热水 / 供暖联供系统的有盖板集热器: PSH=0.33×HO×Aa

其中:

PSH—一次太阳能供热量,单位 kWh/a ; HO—当地的水平面太阳能年辐照总量,单位 kWh/m2; Aa—集热面积,单位 m2。

2.3 生物质供热

生物质能供热主要是生物质热电联产供热和生物质锅炉供热。

生物质热电联产企业多为规模以上的工业企业,其发电量、供热量、生物质燃料消费量均有计量数据,既可根据实测的供热量计算其提供的终端能源消费量,也可根据生物质燃料消费量和热电比计算其能源消费量。

生物质供热量 =生物质热电联产燃料消费量× 热电比 /(热电比 +1)

生物质锅炉在工业企业、酒店宾馆应用广泛,多为自用热力、无热力计量,难以从项目层面上报供热量数据。生物质锅炉供热量有两种计算方法。

一是根据生物质燃料消费量计算,这也是我国常用的计算方法。我国生物质锅炉只燃用生物质颗粒燃料、压块燃料,不燃用秸秆,可根据全国颗粒燃料产量计算生物质锅炉供热量。

供热量 = 生物质颗粒燃料量×燃料热值二是根据生物质锅炉的规模计算,奥地利等欧洲国家采用该方法计算。

供热量( kWh)= 锅炉装机容量( MW )×采暖度日数(HDD)× 单位规模供热系数

其中:单位规模供热系数需根据当年供热锅炉的数量和燃料种类进行测算和确定,定期更新。奥地利 2012 年和 2016 年的单位规模供热系数分别为 0.4695 和 0.5721。

2.4 地热能供热

地热能供热包括水热型地热能供热和热泵系统供热。

根据供暖的建筑面积计算地热能供热量是目前我国常用的计算方法。这种计算方法未考虑热泵系统供热的自耗能,水热型地热供热和热泵系统供热的计算方法相同,其计算公式为:

供热量 =地热能系统供暖的建筑面积× 单位建筑面积能耗

其中:单位建筑面积能耗常用的取值参数是

25 kgce/m2。

根据热泵系统容量计算其可再生能源供热量是欧盟官方规定的计算方法,其计算公式如下。对于公式中的两个计算参数,年等效满负荷运行小时数

和热泵系统季节性能系统(SPF),欧盟已给定了不同气候区、不同热泵技术条件下的参数取值。

热泵系统提供的可再生能源供热量= 热泵系统装机容量×年等效满负荷运行小时数 ×(1-1/热泵系统季节性能系数)

3 可再生能源供热统计核算的问题和挑战

3.1 统计管理问题

只有少数品种纳入了现行的国家能源统计调查制度。

①生物质热电联产供热、入统工业企业的生物质锅炉供热,已纳入国家能源调查制度。

②多数规模化的可再生能源供热项目,尚未纳入国家统计调查制度。包括中深层地热能源集中供暖项目、生物质锅炉供热、太阳能工业热水工程等。这些项目已有热力计量装备或是具备计量条件,从应用规模上看也已具备纳入国家统计体系的基本要求,尚未入统。

③量大面广的中小型项目、户用系统,尚不具备入统条件。包括太阳能热水系统、生物质供热系统、地热热水型供热系统、热泵系统等,按照现行的统计调查体系,难以入统。

现有的统计调查体系难以对可再生能源供热进行统计,因此急需统计调查体系创新。可再生能源供热多为分布式的非商品能源,常规统计难以入手,调查手段和统计渠道必须创新。

3.2 计算方法和核算问题

3.2.1 可再生能源消费量的核算基准尚未明

确和统一

目前我国常用的可再生能源消费量计算方法中,太阳能供热、水热型地热能供热、热泵系统供热、生物质燃料(气体、液体)的能源消费量均是按照终端能源消费量计算,可再生能源电力是按照煤耗法计算的能源消费量,见表 1。可再生能源电力与可再生能源供热和燃料的统计口径不一,存在着低估可再生能源供热和燃料的问题。

3.2.2 分品种的计算方法尚需研究细化太阳能供热量:①现行方法计算的是终端能源消费量,应研究其能源消费量的计算方法;②研究和设定不同资源条件下的单位集热面积供热量的参数取值。

地热能供热量(根据供暖建筑面积计算时): ①其核算的基准是终端能源消费量,应研究其能源消费总量的计算方法;②单位建筑面积能耗的取值尚存较大的争议,建筑供暖专家认为目前的取值过高,应研究不同气候区对参数取值的影响; ③辅助能源和自耗能的计算问题,地热能供热(包括水热型和热泵系统),一般都与其他能源系统联合运行,目前通常按照其供暖的建筑面积全部计入可再生能源量,未扣除辅助能源和自耗能部分。

热泵系统供热量(根据热泵系统容量计算时): ①欧盟计算方法的核算基准是终端能源消费量,而如何计算能源消费量尚不明确;②需研究和设定我国不同气候区、不同技术条件下的年等效满负荷运行小时数和季节性能系统的参数取值。

生物质锅炉供热:①按照生物质颗粒燃料生产量计算,计算方法简单,但是数据来源不稳定;未来生物质锅炉能够燃用秸秆(丹麦模式),生物质燃料消费量将难以获得数据源。②按照生物质锅炉容量计算,新的数据源来自官方,但尚需协调数据的统计上报渠道、进行试算校核,并需研究设定相关的参数取值。

3.2.3 在能源统计综合报表中尚无相应类别,无法进行汇总

由于热力没有细分品种,在能源统计综合报表中尚无相应类别,无法区分热力来自于何种能源品种。生物质供热(热电联产和生物质锅炉)的供热量已上报我国统计体系,但在能源统计数据中尚未列示。

3.3 数据来源和校核问题

可再生能源供热量难以获得实测数据。外供 的可再生能源供热量通常有热力计量装置,但数据上报的仅为热力量,无法显示热力的品种。而可再生能源供热多为自用,通常没有热力计量装置,难以获得实测数据。

少数数据来自于官方及可靠的统计途径。目前只有生物质热电联产和部分生物质锅炉已纳入国家能源统计体系,有官方的、稳定可靠的统计途径和数据来源。

一些技术的利用规模的数据来自于行业协会的统计和估计。太阳能集热面积数据来自于中国农村能源协会太阳能热利用专委会。热泵系统数据来自于中国节能协会热泵专委会,该协会从2016 年才开始发布新增空气源热泵规模数据。部分技术的利用数据仍难以找到统计路径,包括生物质成型燃料、热泵系统等的利用规模数据。国家曾经为生物质成型燃料和热泵系统的生产应用提供补贴,通过补贴管理体系,可获得可靠的数据来源;补贴政策停止后,数据来源中断。

一些数据源尚未纳入可再生能源的统计体系。国家市场监督管理总局对压力容器(包括锅炉)有严格的管理制度和数据库,有分地区生物质锅炉保有运行规模和数量的详细数据;自然资源部负责地下热水开采的审批和管理,有地下热水开采的市场规模数据等。

数据校核问题。一是估算行业统计数据的纠偏途径缺失。非实测的、由相关机构或协会估算的利用规模数据,可能会有一定的数据偏差,但缺乏相关的数据校核途径,以修改完善统计数据。二是从年新增数据到运行保有量数据的计算方法的校核问题。目前能够获得的太阳能热利用、沼气以及热泵系统的利用规模数据均为年新增利用规模,因各种因素,一些设备和系统的停用时有发生,尚无途径校核实际的运行保有量。

4 思考和建议

4.1 修订完善国家能源统计制度,将规模化的可再生能源供热纳入统计体系

细化热力品种,增加可再生能源热力品种,显示来自于可再生能源的供热量。在能源消费品种中,增加太阳能和地热能2 个品种。在能源生产统计品种中,增加热力品种及其细分品种(太阳能供热量、生物质供热量、地热能供热量等)。

加强完善入统企业的管理工作,使规模以上的可再生能源供热企业、生物质燃料(颗粒燃料、沼气、生物天然气)生产企业能够纳入入统企业名

单,纳入国家能源统计体系。

修订完善综合统计报表,增加可再生能源消费情况表,以体现国家统计局数据库中已有的可再生能源电力、热力和交通燃料(燃料乙醇和生物柴油)统计数据。

4.2 创新统计机制,研究分布式可再生能源供热的统计核算方法和制度

创新统计机制,满足分布式可再生能源的统计核算需求,将分布式可再生能源也纳入国家统计体系。分布式可再生能源统计是世界性的难题。国际经验表明,分布式可再生能源统计难以通过常规的统计体制实现,必须通过生产和消费数据调查、研究建立模型、进行数据估算的方式开展工作。我国可再生能源利用的主体类型复杂,统计对象难以认定;常规统计难以入手,调查手段和统计渠道必须创新;基础数据基本自成体系,如何实现与现有能源统计数据的衔接,需要统计体系创新。

应尽快启动分布式可再生能源统计核算方法和制度的研究工作。包括:①研究设计新数据源的统计管理制度,协调各相关部门,获得生物质锅炉保有量、地下热水开采规模、热泵规模等新的统计数据源;分析数据的可获得性、稳定性和数据质量,并开展与相关数据源的校核比对工作;研究设计相关的可再生能源供热量计算方法。②研究探索确定分布式可再生能源项目保有运行规模的方式,完善根据新增利用规模计算保有运行规模的方法和影响因素,通过各种统计口径对比、统计调查核验等多种方法,以获得较为可信的保有运行规模。③研究确定各种分布式可再生能源技术的供热量计算方法和参数取值。

4.3 尽快明确可再生能源供热量的核算方法和参数取值

按照统计口径统一的原则,各种技术可再生能源量的核算基准应该是一致的,应明确其终端能源消费量和能源消费量的不同计算方法。

考虑到我国设定的可再生能源发展目标是可再生能源消费占比,即可再生能源在能源消费总量中的占比,在没有特别注明的情况下,可再生能源供热量应按照能源消费总量的核算基准进行统计核算。根据目前各种可再生能源供热统计数据的可获得性,提出可再生能源供热量统计核算方法建议,见表 。表中的可再生能源供热量的核算基准为能源消费量,包括了终端能源消费量、能源加工转换损失量和能源损失量。使用过程中采用哪种计算方法,主要要看哪个指标的数据来 源更为可靠,从项目角度和从国家统计核算角度适用的计算方法会有所不同。

一些计算参数尚需根据技术和市场发展状况进行深入的研究分析后再确定。包括:①太阳能单位集热面积供热量,需明确各太阳能资源区、各省(区、直辖市)的参数取值。②单位建筑面积能耗,需明确全国以及各气候区的取值参数。③各种供热系统的效率,包括太阳能热水系统效率、生物质锅炉供热系统效率、地热水热型供热系统效率,需根据技术和市场发展现状,明确其取值参数并进行定期更新。④热泵系统的年运行小时数、热泵系统效率( SPF ),需研究分析在不同气候区和技术类型条件下的取值参数。

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