北京清洁取暖政策实施效果及成本收益量化分析

谢伦裕，常亦欣，蓝 艳

（1.中国人民大学应用经济学院能源经济系，北京 100872；2.生态环境部对外合作与交流中心，北京 100035）

引言

我国北方农村地区居民普遍采用散煤分户取暖。散煤分户取暖的经济性适应农村地区较低的消费能力，但不利于提高农民用能水平和生活质量，其高污染排放特性也使其成为北方地区冬季大气污染的重要来源。为减少冬季燃煤污染、改善空气质量，2013 年9 月10 日，国务院出台《大气污染防治行动计划》[1]，提出加快推进集中供热、“煤改电”和“煤改气”工程建设，改用新能源等重要举措。2014 年12 月29 日，国家发展改革委印发《重点地区煤炭消费减量替代管理暂行办法》[2]，要求有关油气、电力等企业积极落实“煤改清洁能源”等配套工程，将居民现用的燃煤分户采暖方式改为以电力、天然气、太阳能等清洁能源为主要能源的分户采暖方式，实现煤炭减量。2016 年12月21 日，习近平总书记主持召开中央财经领导小组第十四次会议，指出“推进北方地区冬季清洁取暖，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容”[3]。至此，清洁取暖受重视程度得到明显提高，推进步伐不断加快，逐渐成为新时代热点，但也引发了一些新的问题。为推动清洁取暖政策的有效实施，政策制定者需要对政策的实施情况和效果进行细致的分析和评估。因此，本文以北京清洁取暖政策所覆盖的农村居民为研究对象，通过入户问卷调查收集详尽的政策实施情况和家庭取暖能源消费情况，在此基础上分析政策实施前后取暖结构和居民取暖主观感受的变化，并对“煤改电”“煤改气”和“清洁燃煤替代”等清洁取暖政策进行成本收益对比分析，以识别有效的清洁取暖措施，为清洁取暖政策的改善和推广提供坚实的 实证依据。

1 政策概述

清洁取暖是指利用电力、天然气、地热、太阳能、生物质、工业余热、洁净煤、核能等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式。北京目前推行的清洁取暖政策主要包括“煤改电”“煤改气”“清洁燃煤替代”等措施。

“煤改电”是指居民由现用燃煤分户采暖改为用电分户采暖，以电采暖设备替代原有散煤燃烧取暖设备的改造工程。电采暖设备原则上禁止使用直热式电暖器，推广使用电热膜、蓄热式电暖器等分散式电供暖。居民可根据气温、水源、土壤、光照等条件特性，因地制宜地选择使用能效较高的空气源热泵、电加热水储能、地源热泵、太阳能加电辅等清洁能源取暖。

“煤改气”是指居民由现用燃煤分户采暖改为用管道天然气分户采暖，以燃气采暖设备如燃气壁挂炉（炉具热效率不低于85%）替换原有的散煤采暖设备，天然气管网不能通达的村庄可采用压缩天然气、液化天然气、液化石油气、生物天然气等清洁能源取暖。

“清洁燃煤替代”指在未纳入或暂时未纳入“煤改清洁能源”改造的村庄，使用经过洗选加工、低硫低挥发无烟的洁净煤替代原有劣质煤。在散煤治理尚未升级为清洁供暖时，以洁净型煤、兰炭等清洁煤炭替代传统散煤的方式，在很多地区得到推广。随着“煤改清洁能源”工作加快步伐、“禁煤区”划定等政策的陆续出台，“清洁燃煤替代”政策逐渐成为对“煤改电”“煤改气”政策的补充。

2 文献综述

政府主导的家庭能源转型项目也实施于广大发展中国家和一些发达国家。例如，印度尼西亚将烹饪燃料从煤油转换为液化石油气的大型政府项目，印度从木柴和粪便到煤油和液化石油气的家庭烹饪能源转换项目，德国化石燃料供热系统向可再生能源供热转换的项目等。这些项目有的取得了成功，带来了巨大的社会福利，有的却没能成功，反而引起了新的社会问题。比如，Budya 和Arofat 研究发现印度尼西亚项目取得了成功，主要原因在于政府撤回了对煤油的大额补贴，减轻了财政负担；新的工业设施的建设以及与之相关的新增工作岗位使得企业受益；液化石油气替代煤油，减少了空气污染物和温室气体排放；家庭烹饪燃料开支减少，烹饪过程更省时、清洁、安全，用户从中受益[4]。但是，联合国开发计划署（UNDP）研究印度项目，发现煤油和液化石油气的价格补贴在政府财政上不可持续，并且该补贴具有累退性质[5,6]。Michelsen 和Madlener研究了德国项目，发现该项目推行困难，而实施障碍主要来自于消费者的认知困难和对项目主要目标的误解[7]。

有相关文献分析影响家庭能源类型选择的因素，普遍识别出价格、能源供应的可靠性和收入情况是影响家庭选择能源类型的重要因素[8]。比如，能源梯级假说提出，家庭能源使用模式随收入状况变化[9]，随着家庭收入的增加，能源选择将从生物质燃料向更加清洁的能源 转变[10-16]。

还有相关文献研究能源效率置换项目的效率或与能源类型转换干预措施进行比较。Mehta 和Shahpar 以及Hutton等发现，改进燃烧炉比清洁燃料更具成本经济性[17,18]，而Davis 等则发现，由于回弹效应的存在，墨西哥的C4C 计划（一项大型家电置换项目）是减少能源使用外部性的一种昂贵方式[19]。

与以往文献所研究的项目不同，我国的清洁取暖项目是一项强制性政策，转化成本高，后续取暖成本增加幅度也很大。鉴于该政策的这些特性，以前的研究结论可能并不适用。另外，由于该政策最近几年才开始实施，相关政策的研究十分缺乏。环境规划院基于对京津冀10 城市的调研，对“煤改电”和“煤改气”带来的取暖费用的变化和这两项清洁取暖措施的社会成本和收益进行了研究。本文基于北京市约4000 户农村家庭的入户调研数据，加入对“清洁燃煤替代”措施的研究，对这三项措施的成本和收益进行对比，为暂时还没有条件进行“煤改电”“煤改气”的地区提供“清洁燃煤替代”这一过渡性措施的成本收益评估结果，为清洁取暖决策提供参考。另外，本文在成本收益的调研和分析上，还关注居民的主观取暖体验，包括改造后的暖和程度、取暖清洁性和安全性等。这样做，一是为更全面地度量清洁取暖政策的社会收益，二是用更全面的数据回答了引起广泛争议的改造后的暖和程度问题，为清洁取暖政策的收益和成本提供更为全面的评估。

3 调研与数据

中国人民大学能源经济系和中国人民大学“千人百村”社会实践活动，就清洁取暖政策实施情况及家庭能源消费情况，于2017 年6 月至2017 年10 月对北京市约4000 户农村家庭及183 个行政村村委会进行了实地调查和入户调研。抽样方法如下：

首先，根据北京市统计局官方网站公布的北京市统计用区划代码和城乡分类代码（2016 年版），筛选出北京市16 个区的全部农村，共计3918 个。结合北京市统计用城乡分类指标和北京市行政区划特点，采用分层抽样方法，按农村村委会所在地进行了三级指标的划分，即一级指标分为城镇和乡村，二级指标为城区、镇区和乡村区，三级指标为主城区、城乡结合区、镇中心区、镇乡结合区、特殊区域、乡中心区和村庄。从现有分类指标及各指标下村的实际数量中发现各类之间的差异性较大，为便于抽样和研究，将镇中心村与乡中心村指标合并，最终融合为6 个层级 （表1）。用于抽样的6 个层级确定后，按照层级将村进行一一对应，并按照升序方式排列各村。

其次，配定各层级抽样的样本量。本次调查样本量为200，村总量为3918，抽样比近似为20∶1。根据这一比例，每个层级的抽样数量分别近似为17、21、7、10、7、134，然而按照此种方式划分，个别层级会出现样本量较少的情况，难以形成较好的代表性。基于此，调查根据各类别的规模和保障不同类别能够进行较好的对比，确保每个类别在20 个样本以上，采用调整配额的方式进行了重新分配。此外，由于村庄数量和其他类别差异过大，考虑到随着样本规模的增大，样本代表性的边际效用不断降低的情况，村庄层级配给50 个样本较为合理。最终结果为主城区40 个样本，城乡结合区40 个样本，乡镇中心区20 个样本，镇乡结合区30 个样本，特殊区域20 个样本，村庄50 个样本。

然后，利用计算机以随机数方式按照配给量实施抽样（随机数重复的，跳过从下行开始）。

最后，样本村内的户抽样采用等距抽样或者地图法进行，平均每个村庄完成约22 份调查问卷，共发放问卷4000 份。

家庭调研问卷的主要模块包括基本家庭信息、住房情况、供暖设备及其使用情况、散煤和其他替代能源的使用和价格，以及对散煤使用的主观感受。本次调研回收有效问卷3949 份，其中“煤改气”政策有效数据样本数为79户，“煤改电”政策有效数据样本数为519 户，“清洁燃煤替代”政策有效样本数为784 户。

表1 抽样用分类指标

村委会调研问卷的主要模块包括政策的实施时间、设备类型和补贴情况、能源购买价格等。有效问卷183 份，其中包括 “煤改电”村61 个， “煤改气”村71 个，“清洁燃煤替代”政策村庄62 个，待推行相关政策的村庄13 个，未推行且未听说要推行的村庄22 个。

本研究中整村改造的财政支出则基于2017 年11 月课题组在北京怀柔区对“煤改气”试点村范各庄村和“煤改电”试点村北年丰村进行的实地调研，调研中通过对村委会的详细访谈，搜集了整村层面进行基础设施改造的财务支出等数据。

4 政策实施效果分析

4.1 取暖能源结构变化

清洁取暖政策如果落实，电、天然气或者清洁燃煤应将大幅度替代散煤。表2 对比了不同清洁取暖政策下各类型取暖能源所占的比例。总体来看，清洁取暖政策实施前，受访户主要取暖用能来自电力、无烟煤煤球、型煤/原煤/煤块以及薪柴，各提供20%左右的取暖用能。“煤改电”“煤改气”政策之后取暖用能结构发生了很大变化：各类型煤炭用量大幅下降；“煤改电”后电力占比上升至79%，“煤改气”后管道天然气占比上升至71%。由此可见，“煤改电”“煤改气”对于煤炭的替代效果十分显著。“清洁燃煤替代”政策虽未明显改变取暖用能结构，但无烟煤煤球、无烟煤蜂窝煤等优质煤比例显著上升，型煤/原煤/煤块、烟煤煤球及蜂窝煤等品质较差的煤型比例显著下降。

4.2 居民取暖主观感受变化

清洁取暖的推行，不仅会改变取暖用能结构，还会改变居民取暖主观感受。在调研中，“煤改电”“煤改气”的受访户从取暖效果、卫生程度、安全性、健康、舒适度和方便程度6 个维度，对清洁取暖政策带来的取暖主观感受变化进行打分评估。分值分布为1～5，其中3 表示和改造之前相比没有差别，分值越大表示相较于之前变得更好，反之则变得更差。图1 显示，在取暖效果方面，相较于散煤取暖，“煤改气”“煤改电”政策后居民感觉更温暖，在健康、安全性、卫生程度、方便程度和舒适度几个维度上也有显著改善。

而参与了“清洁燃煤替代”的受访户，88% 的家庭表示在清洁燃煤政策实施后不再使用非补贴的散煤，全部使用受补贴的无烟煤，12%的家庭仍在使用非补贴的散煤，其中有1%的家庭坚持全部使用非补贴的散煤。调研发现，继续使用非补贴散煤的主要原因是认为受补贴的无烟煤不好烧。部分家庭表示之前购买的煤未烧完也是继续使用非补贴散煤的原因，但这一问题可随时间很快得以解决。

5 北京清洁取暖政策效果量化分析

本节通过成本—收益分析（Cost—Benefit Analysis，CBA），对“煤改电”“煤改气”和“清洁燃煤替代”三项政策的成本和收益分别以货币价值形式进行衡量，对政策的成本和收益进行比较，从而为政策制定者评估和选择清洁取暖方案提供决策信息。

5.1 分析框架

（1）收益。清洁取暖政策的收益主要来自于散煤被更清洁的能源替代，从而污染物排放和温室气体排放减少，带来人体健康改善等多方面的社会收益。本文用下式计算平均每户改造所带来的社会收益：

表2 不同清洁取暖政策下各类型取暖能源所占比例

图1 “减煤”政策后居民的主观感受变化

式中，j=0,1,2,3，分别对应散煤、电力、天然气和清洁燃煤； Eij,Δ 表示在政策实施后，北京平均每户家庭由于能源j使用量的变化所带来的空气污染物i 排放量的变化，单位为吨（t）；Ci表示每单位污染物排放量的社会成本，单位为 元/t；n 表示排放物的种类数量。

对于 Eij,Δ，采用下式计算：

式中，ΔAj表示政策实施前后平均每户家庭能源j 消费量的变化，单位为t/户，（kW·h）/户或m3/户；EFij表示能源j 的污染物i 的排放因子，单位为kg/t、g/（kW·h）或 g/m3。本文采取文献聚类梳理的方法，使用相关文献中煤炭、电力、天然气污染物排放因子及社会成本[20-38]的均值作为EFij和Ci的取值。

对于ΔAj，本文基于问卷调查受访户在减煤政策实施前后能源使用量进行估算：

（2）成本。清洁取暖政策的成本主要包括居民家庭供暖开支的增加和政府财政支出的增加，计算公式如下：

式中，j=1，2，3，分别对应参与“煤改电”“煤改气”和“清洁燃煤替代”的家庭；Cj表示参与清洁取暖政策的家庭取暖成本增加的平均值，单位为元/户；居民的采暖成本包括更换取暖设备的一次性开支和每年取暖季取暖支出的增加两个部分，其中，更换取暖设备的成本按10 年使用寿命采取“平均年限折旧法”换算为年化成本； Sj表示政府财政支出的增加，单位为元/户。政府财政支出的增加主要包括三个方面：第一，基础设施投资，按照《省级电网输配电价定价办法》[39]，假设基础设施净残值为5%，按30 年使用寿命采取“平均年限折旧法”换算为年化成本；第二，提供给居民的设备补贴。按照《企业会计准则》，假设设备净残值为5%，按10 年使用寿命采取“平均年限折旧法”换算为年化成本[40]；第三，提供给参与家庭的电力天然气或清洁燃煤的价格补贴。

5.2 估算结果

表3 展示了北京清洁取暖政策成本收益。表中列举了相关能源种类和数量的变化，并加总了其货币化年均社会收益。如表3 所示，截至2017 年，户均年化取暖成本的增加分别为“煤改电”5852 元/取暖季，“煤改气”5205 元/取暖季，“清洁燃煤替代”909 元/取暖季；平均每改造一户所带来的年化社会收益分别为“煤改电”14 598 元/取暖季、“煤改气”12 566 元/取暖季、“清洁燃煤替代”11 286元/取暖季，进而可算得各项政策的收益成本比依次为2.49、2.41、12.41。三项措施的收益成本比均大于1，说明三项措施所带来的减排收益均大于措施推行所带来的成本，从社会总体的角度来看，北京清洁取暖政策提高了社会总福利。对比三项措施，“清洁燃煤替代”的收益成本比最高，“煤改电”的收益成本比略高于“煤改气”；比较单位替代的收益，“煤改气”单位替代的收益最高，其次是“煤改电”，而“清洁燃煤替代”单位替代的收益最低；“清洁燃煤替代”的高收益成本比主要来自政策推行成本远远低于另外两项措施，因为“清洁燃煤替代”不需要新增相关基础设施及设备，而“煤改电”“煤改气”均涉及大规模的基础设施建设或者升级。综上，如果短期内政府成本约束较强，“清洁燃煤替代”政策是比较合适的选择，但是长期来看，从减排效果出发，需在“煤改电”和“煤改气”两种政策中作出权衡。

表3 北京清洁取暖政策成本收益

截至2017 年，北京市参与“煤改电”的家庭数量为47.07 万户，参与“煤改气”的家庭数量为12.24 万户，参与“清洁燃煤替代”的家庭数量为44.49 万户②2016 年、2017 年的工作报告中提到“对尚未改用清洁能源的地区，实现全市农村地区居民使用优质煤全覆盖”。假设 2016 年底实现了优质燃煤全覆盖，因此用北京市农村总户数（2016 年统计年鉴为103.8 万农业户）-“煤改气”与“煤改电”的户数=在2017 年底仍旧实施清洁燃煤替代政策的户数44.49 万户。。根据参与户数，北京市“煤改电”政策的总成本为27.55 亿元/取暖季，环境收益为68.72 亿元/取暖季，净收益41.17 亿元/取暖季；“煤改气”政策的总成本为6.37 亿元/取暖季，环境收益为15.38 亿元/取暖季，净收益9.01 亿元/取暖季；“清洁燃煤替代”政策的总成本为4.05 亿元/取暖季，环境收益为50.21 亿元/取暖季，净收益46.17 亿元/取暖季。

6 结论与建议

为解决农村地区分户取暖散煤使用所带来的环境问题和居民生活质量问题，北京市作为全国政治经济文化中心，首先推行了清洁取暖政策，通过“煤改电”“煤改气”和“清洁燃煤替代”等措施减少家庭散煤消费量，减少污染物和温室气体排放。为全面了解清洁取暖政策的实施情况和效果，本研究通过入户调研的方式，在微观用户数据的基础上，系统梳理了北京市清洁取暖政策的实施情况；并采用成本收益分析法，全面评估政策实施效果。

研究发现，清洁取暖政策实施前，北京市农村居民取暖用能来自电力、无烟煤煤球、型煤/原煤/煤块以及薪柴，“煤改电”后电力成为主要取暖用能；“煤改气”后管道天然气成为主要取暖用能，“清洁燃煤替代”使无烟煤煤球、无烟煤蜂窝煤等优质煤使用比例显著上升。这意味着北京市清洁取暖政策得到了切实的推行和落实。从居民取暖的主观感受来看，“煤改电”“煤改气”后，取暖效果略高于改造前，舒适度、方便程度、卫生程度、安全性、健康等纬度有明显提升；“清洁燃煤替代”政策实施后，燃煤的耐烧程度与改造前基本持平，但烟尘情况、刺鼻味道有显著改善。这意味着清洁取暖政策改善了用户的取暖体验。

本文通过成本收益核算，发现：“煤改电”“煤改气”和“清洁燃煤替代”减少污染物排放所带来的环境和人体健康方面的收益大于政策实施成本，增进了社会福利。“清洁燃煤替代”的收益成本比最高，主要原因在于该政策推行成本远小于其他两项政策；“煤改电”和“煤改气”的收益成本比相似，其中“煤改电”的收益成本比略高。值得注意的是，这并不意味着，北京市的清洁取暖政策的成本收益核算结果可直接推广至其他地区，主要原因在于“煤改电”和“煤改气”对基础设施的要求不同，因此，不同地区需根据自身燃气管道情况和电网情况权衡。另外，“煤改电”虽然目前每吨煤替代的环境收益略低于“煤改气”，但随着我国燃煤电厂煤耗和单位污染物排放的降低，以及可再生能源发电量比重的增加，“煤改电”环境收益有望提高。

基于调研发现和研究结果，总结北京市清洁取暖政策成功推行的主要经验为：首先，北京市政府的各级财政补贴为清洁取暖政策的推行提供了较为充足的配套资金，降低了居民参与政策的成本；其次，改造后居民的采暖主观体验有较大改善，提升了居民的满意度和参与政策的积极性；最后，北京市政府统一规划管理，明确各片区责任分工和路线，制定合适改造目标，有序推进政策执行，分类施策，逐渐形成了城镇取暖集中化、农村取暖多样化的供暖格局。以上实施方式和原则促进了北京市清洁取暖政策的推行和成效的取得。

但我们也发现清洁取暖政策实施过程中存在一些亟待解决的问题：首先，政策由政府主导推行，部分地区没收煤炉等强制性措施和“一刀切”的做法一定程度上损害了居民福利。其次，高替代成本给部分村民尤其是低收入居民带来了较大的经济负担。再次，补贴的可持续性存在问题。目前来看，北京市的清洁取暖政策的顺利推行得益于高额的财政补贴，一旦补贴取消，取暖支出的提高将给政策覆盖家庭带来额外的经济负担。最后，补贴中采用的一户一表补贴方式所带来的公平性问题仍需解决。

本研究认为，减少冬季燃煤污染、改善空气质量，事关人民群众身体健康，乃是大势所趋。未来仍需继续坚持推行清洁取暖政策，推进能源转型，解决污染问题。然而，清洁取暖改造是一个复杂的系统工程，很难在短时间内一蹴而就，因此在进行全面改造的同时，也需要兼顾我国的基本国情和居民的客观条件。基于本文对清洁取暖政策的实施情况和成本收益的分析，本文针对短期、中期和长期的政策推行提出以下三点建议。

（1）短期来看，清洁取暖政策的重点是政策的推行，而政策的推行需要注意以下几点：一是因地制宜、因时制宜，各村需结合自身目前的经济条件和基础设施情况，宜气则气，宜电则电，宜煤则煤。“清洁燃煤替代”政策由于推行成本低，可作为一项过渡性的减煤政策，对于政府财政压力较大、居民收入水平不高的地区，短期内适合采用“清洁燃煤替代”政策，政府和居民无须承担高昂的设施建设和设备成本，可以实现单位成本的收益最大化。二是加强宣传和信息公开透明，改善居民认知。政策由政府主导推行取得了良好的成效，但是部分地区仍存在推行手段过于强硬引起居民反感等问题。在未改造地区进行后续推广时，政府部门可协同电气、供暖设备生产公司在居民所在村镇开展宣传活动，讲解“煤改清洁能源”的好处和意义、各项具体政策举措，如实际补贴金额、电/气价格调整、清洁取暖政策完成进度等居民较为关注的问题，化解公众的抵触情绪，降低燃煤反烧的可能性，推进政策措施的贯彻和落实。同时，可充分结合电视、广播、微信、APP 等多种平台进行公众教育与引导，例如，对村民进行设备使用的教学示范，提高村民的使用体验，增强村民对政策的认同，减小政策推行的阻力。

（2）中期来看，政策的可持续性是关键。要维持清洁取暖政策，减少反烧煤，需要解决农户取暖成本过高和政府财政负担的问题，降成本是关键。本文认为可通过建立高效灵活的市场机制，放开供暖行业的市场准入，通过市场竞争，降低成本。可采取公司合作制、特许经营、村集体参股、互联网“众筹”等多种创新模式来筹措资金，解决供暖基础设施的建设运营问题和能源供应问题，以降低融资成本，减轻政府财政压力，满足人民取暖需求，实现人民、政府、企业三方共赢。其次，可根据用户的反馈建议，筛选出品质好、效率高的供暖设备。在调研过程中有居民反映，“直热式”电锅炉耗电高效果差，蓄能式电暖器放热量不够，而由电动机驱动的空气源热泵取暖效果较好且使用成本较低。因此，在下一步政策的推行中，除了增量上要以壁挂炉、空气源热泵等新技术设备为主，存量上也要对技术落后效率低下的老设备进行更换替代，提高清洁取暖效率。

（3）长期来看，需考虑政策的公平性问题。直接受到清洁取暖政策影响的主要是采用散煤分户取暖的农村群体，其收入普遍偏低；而空气质量的改善，作为正的公共品，使得全社会受益，尤其是对空气质量要求更高的高收入群体。另外，补贴中采用的一户一表的补贴方式使取暖能源用量更多的家庭享受了更多补贴，加剧了农村家庭能源消费的不平等程度。未来，补贴应考虑向低收入群体倾斜，对补贴政策做出更精准的安排，提升对低收入群体的单位补贴额，降低对高收入群体的单位补贴额，以最大限度地减少清洁取暖政策对能源贫困和能源消费不平等的负面影响。