北京市城乡供热取暖清洁化历程及启示

周扬胜

(北京市生态环境局，北京 100048)

1998年国务院将北京市确定为环境治理重点地区。从1998年12月开始至2010年，北京连续实施了16个阶段的控制大气污染措施；经过2011—2012年继续治理、2013—2017年实施清洁空气行动计划、2018年开始实施打赢蓝天保卫战，在经济社会快速发展的同时，大气环境质量持续改善。2018年与1998年相比，地区生产总值增长到30320亿元，按照可比价格计算增长了663%；人口增长到2154.2万人，增长了72.9%；能源消耗增长到7132.8万吨标煤(2017年)，增长了87.3%；机动车保有量增长到608.4万辆，增长了348%[1]。SO2年均浓度从1998年的120微克/立方米下降到2019年的4微克/立方米(2004年达到国家二级标准60微克/立方米)，下降了96.7%；可吸入颗粒物(PM10)从2000年的162微克/立方米下降到2019年的68微克/立方米(达到国家二级标准70微克/立方米)，下降了58%；NO2从1998年的74微克/立方米下降到2019年的37微克/立方米(达到国家二级标准40微克/立方米)，下降了50%；细颗粒物(PM2.5)从2013年的89.5微克/立方米下降到2019年的42微克/立方米，下降了51.3%，但是仍超过国家二级标准(35微克/立方米)16.7%[1-3]。

20多年间，在对燃煤、机动车、工业企业、扬尘等领域实施大气污染综合治理过程中，北京市重视燃煤领域冬季供热采暖热源的排放治理，大力引进天然气、外调电力替代煤炭，供热能源结构不断优化，有效地控制了采暖季大气污染，改善了采暖季及全年大气环境质量。回顾北京市20多年供热采暖发展历程，分析热源结构演变特点，作者认为，根据城乡发展阶段目标和客观需要，以大气污染治理推进热源清洁化是北京城市发展贯彻始终的一条主线，这对于我国北方大气污染治理重点地区京津冀及周边地区、汾渭平原城乡冬季供热取暖逐步清洁化、降碳减排、改善大气环境质量、提高城乡居民生活水平，都具有一定的借鉴意义。

在大气污染治理推进取暖清洁化工作中，既包括仅在冬季对供暖热源的治理和改造，也包括对全年运行供热热源的治理和改造，后者指热电厂(热电联产一般采用冬季供热大于夏季、夏季发电大于冬季的运行模式)。本文所涉及的供热和取暖(供暖、采暖)是并行混用的，既包括冬季供暖取暖，也包含全年供热。

1 20世纪90年代分散式燃煤供热采暖是冬季污染严重的重要原因

1.1 20世纪90年代供热采暖以煤为主

在20世纪80年代初期，北京市的1983版城市规划就明确了发展集中供热的城市供热采暖技术路线。在发展热电厂供热的同时，鼓励建设区域集中供热锅炉房，陆续新建、扩建了一批区域大型燃煤集中供热锅炉房(左家庄、方庄、亚运村、西罗园等锅炉房供热面积都在百万平方米以上)，在一定程度上减少了因房地产开发所带来的分散燃煤小锅炉房的建设数量；同时“拆小并大”，推行大院供热和联片供热，拆除分散燃煤小锅炉房，以控制大气污染。但由于集中供热锅炉房建设资金筹措与分散式房地产开发之间不同步协调，区域集中供热发展有限。

1990年，北京市市区有房屋建筑面积1.76亿m2，有暖气的1.37亿m2，占77.8%，其中集中供热5009.7万m2(其余8000多万m2依靠分散式小锅炉房供热)。无暖气的建筑依靠小煤炉采暖，面积3900万m2，占比22.2%。远郊区县城关镇、农村基本依靠分散式小锅炉、小煤炉、柴火炉供暖取暖。

1991—1995年，北京市区房屋建筑面积由1990年的1.76亿m2发展到1995年的2.19亿m2，同期市区集中供热总面积由1990年的5009.7万m2发展到1995年的7537.3万m2。1995年，城市热网(燃煤联产机组)供热面积2835万m2，占房屋建筑面积的13%；区域锅炉房(供热厂)和集中式燃煤锅炉房的供热面积3825万m2，占房屋建筑面积的17%；联片式燃煤锅炉房供热677万m2，占3%；工业余热供热200万m2，占1%。市区有14373万m2建筑面积靠分散式燃煤锅炉房约3400多台小锅炉(单台容量7MW以下)和140万台小煤炉分散供暖取暖，其供暖采暖面积占市区房屋的66%，其中小煤炉采暖面积3900万m2。如此众多的燃煤小锅炉和小煤炉供暖取暖加重了北京市的大气污染。1991年，采暖用煤共计720万吨，占煤炭消费总量的比例为30%。其中锅炉采暖用煤为320万吨、小煤炉采暖用煤近400万吨[4]。

表1 1990年和1995年北京市集中供热面积和比例

到1997年，北京市天然气使用量还很少，仅有来自华北油田的1.6亿立方米天然气，主要供应单位食堂、居民炊事使用，还不能用于供热采暖。人工煤气生产过程污染严重，不被认为是清洁能源。煤炭仍然是北京市的供热采暖能源，北京大气污染问题引起社会广泛关注。

1.2 20世纪90年代北京大气污染严重，冬季更加严重

1991—1998年，北京地区生产总值增长了232%(按可比价格计算)[1]、常住人口增长了20.7%[1]、煤炭消费增长了11.9%[2]、机动车数量增长了175%[2]；房屋施工面积增长了117%[1]。北京市继续将“煤烟型”污染作为治理重点，其中“八五”期间市区共建设了34座大型燃煤供热锅炉房，供热2966万m2[5]但是由于城市建设和房地产行业发展迅速，从而带来了建筑采暖需求的持续增长，新建锅炉房为数不少，燃煤锅炉数量还在不断增加。虽然也对燃煤锅炉污染采取了治理措施，推广优质型煤并安装除尘器和脱硫设备，但由于污染治理技术水平低、排放标准限值宽松，加上治理资金投入不足，治理进度不及新增加污染。1991—1998年，环境统计数据表明[2]，全市二氧化硫、烟(粉)尘排放总量居高不下，分别为30万吨/年～38万吨/年和22万吨/年～46万吨/年，环保欠账逐年积累。并且，在市区范围内(规划面积1040平方千米)集中了全市50%的人口、80%的建筑、60%工业产值和80%的能源消耗[2]，市区大气污染仍很严重。1997年市区大气中二氧化硫(SO2)、总悬浮颗粒物(TSP)、氮氧化物(NOx)的年均浓度分别超过国家二级标准108%、85.5%和166%，采暖期各项污染物严重超标，污染成倍增加。以下对比分析市区采暖季与非采暖季SO2、TSP、NOx、CO浓度差别[2]。

(1)1991—1998年，采暖期市区SO2污染十分严重

8年间，SO2年均浓度超标1倍左右；采暖季SO2浓度平均为242微克/立方米、日均浓度超标天数比例平均为65%，非采暖期间SO2污染较轻，平均浓度为39微克/立方米、日均浓度超标天数比例为1.8%。采暖期SO2平均浓度是非采暖期的6.2倍，日均浓度超标天数比例是非采暖期的36倍。

(2)1991—1998年，采暖期市区TSP污染更加严重

8年间，采暖期TSP平均浓度为436微克/立方米、日均浓度超标天数比例平均为77.6%，非采暖期TSP平均浓度为320微克/立方米、日均浓度超标天数比例为45.7%。采暖期TSP平均浓度是非采暖期的1.36倍，日均浓度超标天数比例是非采暖期的1.7倍。

(3)1991—1999年，采暖期市区NOx污染更加严重

9年间，采暖期NOx平均浓度为174 微克/立方米、日均浓度的超标天数比例最高为73.8%，非采暖期NOx平均浓度为94微克/立方米、日均浓度超标天数比例最高为48.4%。采暖期NOx平均浓度是非采暖期的1.85倍，日均浓度超标天数比例是非采暖期的1.5倍。

(4)1991—1998年，采暖期市区CO污染更加严重

8年间，采暖期CO平均浓度为3.9毫克/立方米、日均浓度超标率平均为40%；非采暖期平均浓度为2.2毫克/立方米、日均浓度超标率平均为7.2%。采暖期，CO平均浓度是非采暖期的1.8倍，日均浓度超标率天数比例是非采暖期的5.6倍。

综上所述，1991—1998年北京市市区采暖季大气中4项污染物平均浓度、日均浓度超标天数比例均是非采暖期的数倍，采暖期污染更加严重，见表2。北京市供热采暖能源基本为煤炭且多为分散式燃煤锅炉供热、小煤炉采暖，是采暖期加重大气污染的根本原因。

表2 1991—1998年北京市市区采暖期与非采暖期大气污染对比

2 北京市供热取暖清洁化发展阶段和空气质量改善

2.1 实施控制大气污染阶段措施、市区供热采暖清洁化初见成效(1998—2010年)

2.1.1 启动供热采暖设施清洁能源改造

1997年，北京市市区大气污染仍很严重，TSP、SO2、NOx年均浓度分别超过国家二级标准85.5%、108%和160%；1997—1998年采暖季3项污染物日均浓度超标天数比例分别为76.9%、67.9%和68.9%[2]。在北京市第十一届人民代表大会第一次会议上，大气污染问题成为热点，有67名人大代表分别联名提出5件有关大气污染治理问题的议案。1998年，北京市将防治大气污染列为市政府15项重点工程之一，市政府责成原市环保局组织制定《北京市大气污染防治目标与对策》；1998年5月，国务院将北京市确定为环境治理重点地区[2]，改善首都大气环境质量成为各方共识。从1998年12月16日北京市政府发布实施控制大气污染紧急措施(相当于第一阶段)到2001—2002年采暖季，所实施的7个阶段控制措施每年分为两个阶段，分别为采暖季(10月至次年3月)和非采暖季(3月至10月)。从此，北京市冬季燃煤供热取暖污染治理工作被系统性地摆到突出位置，开始改变以前分式燃煤采暖、仅靠末端治理、污染逐年严重、冬季更加严重的被动局面。1998—2010年，北京市连续实施了16个阶段控制大气污染措施，有力地推进了市区和远郊新城供热采暖清洁化，供热结构不断优化，热电联产大热网热力、燃气锅炉房逐步成为供热采暖主力，冬季采暖期和全年大气环境质量都得到明显改善。

2.1.2引进天然气，燃煤从增到降

为治理采暖季供热采暖热源排放污染、改善空气质量、提高居民生活水平，在党中央的大力支持下，北京市把引进天然气替代煤炭作为治理大气污染的基本手段，在采暖季供热采暖能源的清洁化历程中，天然气发挥了“主力军”作用。1997年11月，陕京一线向北京输气；2005年8月，陕京二线竣工并向北京市正式输气，北京市天然气消费量逐年增加。1995年，天然气销售量仅为1.2亿m3；2000年，天然气消费量为10.9亿m3；2005年，天然气消费量增长到32 亿m3，居全国之首[5]；到了2010年，全市天然气消费量已达到74.8亿m3 [2]，其中供热采暖消耗51.55亿m3[5]。

1998—2003年，尽管能源消费总量逐年增长，但由于天然气供应量逐年增加，煤炭消费量并未增长，保持在2600万吨/年～2700万吨/年之间，5年间占比下降了12.5个百分点。可能由于在远郊新城开始建设大型燃煤供热中心，扩大了集中供热采暖面积，使2005年煤炭消费量达到峰值3069万吨，2005—2010年煤炭消费量逐步下降，2010年煤炭消费总量为2530万吨，与1991年煤炭消费量相当，占能源消费总量的比例下降到28.2%，比1991年的61.9%下降了33.7个百分点。

表3 1991—2010年北京市能源消费总量及煤、气、电消费量统计表[2]

说明：1.表格数据为能源使用品种初次使用的占比；2.根据第三次经济普查，对2005—2010年能源消费总量及主要数据进行了调整；3.1991—1999年电力净调入“—”表示数据缺失。

2.1.3 市区供热采暖结构逐步清洁化

1998—2010年，北京市区范围内供热采暖清洁化可以分为两个部分：8个城近郊区和10个远郊区县新城燃煤锅炉清洁能源改造；4个城区平房小煤炉采暖改为电采暖。

(1)燃煤供热采暖锅炉清洁改造

1998年以后，随着天然气供应量的逐年增加，天然气供应领域由原来的以民用炊事为主，拓展到建筑供热和采暖、工业动力、燃气汽车等方面。1997年年底北京市开始推广天然气，1998年12月开始实施控制大气污染紧急措施，加快热源污染治理，把发展清洁能源、调整优化能源结构作为城市能源发展和污染治理的重大措施。1999—2000年全市首先完成了1.1万台燃煤茶炉和3.3万台燃煤大灶的清洁能源改造，居民住宅接入管道天然气，市区逐步实现炊事燃气化[2]。

北京把市区(又称为城近郊八区)供热采暖清洁化改造作为重点推进，1998—2000年建设无燃煤区煤改清洁能源；2000年起，实施燃煤锅炉清洁能源改造。对市区内的燃煤锅炉，根据天然气管网通达条件和天然气供应能力，按照先易后难、先小后大(改造锅炉容量分为≤0.7MW、≤7MW、≤14MW)、先内后外(从城四区到城八区)，先低后高(烟囱高度)的原则，成片进行改造，拆除了一批老旧燃煤锅炉、安装新的天然气锅炉或者接入燃煤热电厂大热网，也有部分燃煤锅炉改为电锅炉。1998—2010年，市区共计完成10435台燃煤锅炉的清洁能源改造。同期，北京市新建、扩建了太阳宫、郑常庄、京丰、亦庄、电子城5座燃气热电厂和草桥燃气热电中心等一批热电联产项目，新增热力大网供暖面积2600万m2；5大燃煤热电厂完成燃煤机组烟气除尘、脱硫、脱硝深度治理，依靠大热网供热采暖面积不断扩大。

表4 1998—2010年北京市市区燃煤锅炉清洁能源改造项目一览表[2]

北京市远郊区县新城供热采暖清洁化，采取“撤小建大”的技术路线加以推进。从2007年开始，根据新城供热规划实施燃煤锅炉整合、集中供热，并安装高效除尘和脱硫设施。2008年投产10座大型燃煤集中供热中心，供热面积3000万m2，替代160多家燃煤小锅炉房。由于锅炉燃烧效率提高和安装了高效除尘和脱硫设施，烟尘、SO2和NOx分别减排74%、68%和67%。至2010年，累计建成投产30座大型燃煤供热中心，并配备高效除尘和脱硫设施，替代了670座分散式小型燃煤锅炉房，供热能力达到1.2亿m2，平均减排烟尘、SO2和NOx 70%左右[2]，改善了远郊区县空气质量。

(2)城四区平房区散煤采暖“煤改电”

北京市东城、西城、崇文、宣武4个城区平房多，集中供热管道难以通达，20世纪90年代还在使用小煤炉烧型煤(多为蜂窝煤)取暖，冬季城市笼罩在烟雾之中，对居民造成严重危害，是改善大气环境质量绕不过的难题。1998年，城八区的小煤炉冬季取暖煤炭消耗量下降到100万吨。根据2000年统计数据，采暖用小煤炉约50万户[5]。

2000年(控制大气污染第五阶段)，北京市提出开展居民平房电采暖试点，首次将散煤采暖清洁工作提上日程。2003年(控制大气污染第九阶段)，东城区和西城区完成了一批平房改用电采暖示范工程。平房电采暖采用蓄热式电暖器替代小煤炉采暖，具有利用夜间谷电蓄热、白天放热的特点。为满足采暖电功率需求，北京电力公司负责对平房区配电网进行改造扩容，每户容量达到10千瓦左右，同时也满足了家用电器消费的电力条件。户外线路改造资金由北京电力公司负责，市、区财政共同补贴户内线路改造、房屋保温和电暖设备购置，共投入资金104亿，平均每户6万多元。北京市制定了鼓励电取暖的政策，一是取暖设备蓄热电暖器购置安装费，由市、区、居民各承担1/3；二是实行谷电价格优惠政策，谷电优惠至0.3元/千瓦时；三是财政补贴政策，市、区两级财政对夜间采暖用电各补贴0.1元/千瓦时，居民只需支付采暖电价0.1元/千瓦时。

到2010年，北京市城四区共完成17.4万户“煤改电”[2]。中心城区民用蜂窝煤使用量由2001年的43万吨下降到2010年8.2万吨。2010年，北京市中心城区仍有10万户居民用小煤炉采暖[5]。

(3)北京市供热结构逐步优化

1998年后，天然气和外调电力不断增加，市区煤炭消费量得到控制，供热结构逐步优化。2005—2010年，热电联产供热面积持续增加，占比由2005年的20.5%增加到2010年的23.0%；燃气供热面积持续增加，占比由35.1%增加到2010年的43.5%；燃煤锅炉房供热面积因远郊城镇建设大型集中供热中心而有所增加，但是占比却从2005年的41.4%下降到2010年的31.0%。2010年，热电联产及清洁能源供热达到69%。基本形成了“集中与区域共支撑、燃气与燃煤互补充”的多元供热格局。

表5 2005—2010年北京市供热结构[6]

2010年底，北京市有5座燃煤热电厂和1500多座燃煤锅炉房。城六区供热面积4.4亿m2，燃气供热占66.6%，燃煤电厂热力大网供热占15.2%，燃煤锅炉房供热占16%(大型燃煤锅炉房58座，供热6000万m2)，年耗煤160万吨[7]。另外，城乡接合部和远郊区县农村还分散有215户小煤炉[5]，采暖季烟尘低空直接排放，仍然是造成北京市采暖期大气污染的主要排放源。

2.1.4 十二年空气质量显著改善[2]

1998—2010年，北京市清洁能源供应逐步增加，促进了供热采暖的逐步清洁化，显著地改善了空气质量，尤其是初步控制住了SO2超标污染。

(1)初步控制住了SO2超标污染

2010年与1998年相比，SO2年均浓度从120微克/立方米下降到32微克/立方米，降幅为73.3%，于2004年达到国家标准二级限值(60微克/立方米)；采暖期SO2平均浓度从252微克/立方米下降到64微克/立方米，下降了74.6%，日均浓度超标天数比例从71.9%下降到4.0%(5天超标)，下降了67.9个百分点；非采暖期SO2平均浓度从42微克/立方米下降到16微克/立方米，降幅61.9%，2001年起日均浓度已无超标天数。原因分析：SO2污染为燃煤燃烧产生。北京市在对燃煤设施进行烟气脱硫治理的同时，大力推进能源清洁化，供热采暖能源从燃煤转向天然气，有效地控制了采暖期SO2污染，并使其年度平均浓度持续下降。

图1 1998—2010年北京市天然气消费量和大气中二氧化硫浓度变化对比

(2)CO浓度降幅超5成

2010年与1998年，CO年均浓度下降了54.5%、日均浓度超标天数比例下降了21.9个百分点；采暖期CO平均浓度下降了54.5%、日均浓度超标天数比例下降了37.2个百分点，非采暖期CO平均浓度下降了53.8%、2010年已无超标天数。原因分析：煤炭不能充分燃烧会产生CO污染，小煤炉采暖时有煤气中毒现象发生就是由CO所引起。北京市推进燃煤锅炉改为天然气锅炉、平房散煤采暖煤改电，从热源源头防止小锅炉、小煤炉CO污染。同期的控制机动车污染措施也对降低CO污染发挥了重要作用。

(3)可吸入颗粒物有所降低

2010年与2000年相比(北京市从2000年开始全年监测)，可吸入颗粒物PM10年均浓度下降了25.3%、日均浓度超标率下降了22.1个百分点；采暖期平均浓度下降了22.6%、日均浓度超标率下降了20.4个百分点；非采暖期平均浓度下降了27%、日均浓度超标率下降了23.1个百分点。原因分析：PM10污染物既有燃煤一次排放颗粒物，又有来自机动车、工业、农业排放的NOx、SO2、VOC和氨气等转化形成的二次颗粒物，PM10污染治理效果反映大气污染综合治理效果，与治理SO2污染相比难度更大、更加缓慢。

2.2 实施压减燃煤和清洁能源建设、清洁空气和蓝天保卫战行动计划，推进城乡供热采暖清洁化和低碳化(2011—2019年)

2011—2019年，为持续改善空气质量，北京市继续推进供热采暖热源清洁化，实施压减燃煤和清洁能源建设、清洁空气和蓝天保卫战行动计划。

2.2.1 工作目标和主要任务

(1)加快构建本市安全高效低碳城市供热体系

2010年，北京市把清洁供热工作提到更高地位。2010年10月，北京市人民政府批转市发展改革委《关于加快构建本市安全高效低碳城市供热体系有关意见的通知》(京政发〔2010〕30号)，提出构建安全高效低碳的城市供热体系：“十二五”末，要基本建成“1+4+N”+X(1个大热网+4个热电联产中心+N个燃气锅炉房+郊区新城X个供热中心)供热体系，全市供热能力达到8.5亿平方米，基本建成四大燃气热电中心，并完成城六区63座燃煤锅炉改造；至“十三五”，全面完善“1+4+N”+X供热体系，全市供热能力达到10.3亿平方米。

(2)压减燃煤和清洁能源建设、清洁空气行动计划

为贯彻落实国家和北京市大气污染防治工作部署，2013年8月12日，北京市政府办公厅同日印发两份文件《北京市2013—2017年加快压减燃煤和清洁能源建设工作方案》和《北京市农村地区“减煤换煤、清洁空气”行动实施方案》。前者是全市加快压减燃煤和清洁能源建设工作的总体方案，后者则是专门针对农村散煤燃烧污染治理的难点问题所提出的具体任务和方法措施。2013年9月13日，北京市政府印发《北京市2013—2017年清洁空气行动计划》，部署了“能源结构调整减排工程”任务。一系列政府文件所提出的四个领域的治理目标和任务(火电厂、燃煤供热锅炉、工业用煤和散煤)，有3个领域与清洁供热采暖有关，2013—2017年的主要目标是：(1)建设四大燃气热电中心，全面关停燃煤电厂，清洁能源发电比例达到100%，削减燃煤920万吨。(2)削减锅炉燃煤220万吨：城六区完成137座约4900蒸吨(3430MW)锅炉“煤改气”，削减燃煤120万吨；远郊新城和重点镇区域内20蒸吨(14MW，不含)以下燃煤采暖锅炉全面实施清洁能源改造，削减燃煤100万吨。(3)多措并举治理城六区散煤燃烧，削减燃煤100万吨：东城区和西城区实现采暖无煤化，完成6.5万户平房采暖“煤改电”；加快朝阳区、海淀区、丰台区和石景山区城乡接合部城市化建设进程，按照“城市化改造上楼一批、拆除违建减少一批、炊事气化解决一批、城市管网辐射一批、优质煤替代一批”的原则，削减散煤。(4)平原农村地区结合新农村建设和城镇化建设，完成25万户电力、燃气和可再生能源清洁改造，为清洁能源采暖创造条件，力争完成散煤采暖清洁能源改造20万户。

(3)打赢蓝天保卫战

2018年9月，北京市人民政府印发的《北京市打赢蓝天保卫战三年行动计划》提出，加快构建绿色低碳、安全高效、城乡一体、区域协同的现代能源体系。到2020年，优质能源比重提高到95%，基本解决燃煤污染。供热采暖领域的主要任务是：(1)打好压减燃煤收官战。按照先平原、再山区逐步推进的原则，以“煤改电”为主，科学选择技术路线，因地制宜推进农村地区村庄“煤改清洁能源”工作。2018年，完成平原地区450个村“煤改清洁能源”，同步开展农村住宅节能改造。完成平谷区、延庆区5座燃煤供热中心的锅炉清洁能源改造，基本实现全市平原地区“无煤化”。(2)进一步降低燃气采暖热水炉氮氧化物排放。新建、改建、扩建工程禁止使用能效标识2级及以下的燃气采暖热水炉，氮氧化物排放要达到燃气采暖热水炉国家标准规定的5级要求。

2.2.2 五年削减燃煤1700万吨

(1)削减散煤300万吨。2013—2017年，北京市城乡共完成105.24万户散煤采暖清洁能源改造工程，按照每户燃烧散煤3吨估算，全市5年共减少散煤300万吨左右。

(2)城六区和远郊区的建成区燃煤锅炉完成“煤改气”。完成23420MW(33420蒸吨/小时)燃煤锅炉清洁能源改造任务，按使用单位计99.8%的燃煤锅炉已淘汰，按容量计95.8%的燃煤锅炉已淘汰。远郊新城建成区35蒸吨/小时(24.5MW)及以下的燃煤锅炉全部淘汰。

(3)完成燃煤热电厂改造为燃气热电中心(热电厂“煤改气”)。2017年3月，北京市四大热电厂燃煤机组关停，其中华能停机备用。

2013—2017年，北京市削减燃煤近1700万吨。2017年，全市煤炭消费总量下降到490万吨，占能源消费总量的比重为5.7%。其中，供暖锅炉房140万吨、农村居民采暖120万吨、城镇居民采暖60万吨，以及工业终端消费61万吨、发电36万吨、农业13万吨、第三产业59万吨。

2.2.3蓝天保卫战燃煤削减到300万吨以内

2018—2019年，累计完成总容量1190 MW(1700蒸吨/小时)燃煤锅炉的清洁能源改造，16万余户完成散煤清洁能源替代，燃煤锅炉基本“清零”，平原地区基本实现“无煤化”。2019年，远郊新城燃煤供热中心全面完成清洁能源改造，全市燃煤消费总量削减到300万吨以内，全市集中供热清洁化比例达99%以上。另外，3年累计完成3.5万多MW(5万多蒸吨/小时)燃气锅炉的低氮燃烧改造。

1998—2019年，全市完成总容量63370MW(90528蒸吨/小时)燃煤锅炉的清洁能源改造；城乡散煤清洁能源替代124万户[数据来源为《北京环境年鉴2017》、北京执政纪事(2017—2019)稿件]。

2.2.4 全市供热结构实现无煤化

2011—2019年，北京市连续9年实施压减燃煤、清洁能源建设、清洁空气行动计划和蓝天保卫战计划，进一步改善了供热结构，清洁供热比例不断提高。燃气热电中心供热基本保持在1/4比例；燃煤锅炉房供热面积和占比持续大幅度下降，2018—2019年采暖季实现无燃煤锅炉供暖；燃气锅炉房供热面积占比持续增长，从2010—2011年采暖季的44.1%提高到2018—2019年采暖季的69.2%；电能及其他取暖主要在城区平房区和农村村庄，2015—2016年采暖季电取暖占比虽然只有1.3%，但是对于难以实现集中供热的老城区平房、集中供热不经济的农村地区建筑采暖、居民温暖过冬却发挥了不可替代的作用，2013—2019持续增长，2018—2019年采暖季提高到6.4%。

2.2.5十年空气质量持续改善(2011—2019年)

2019年与2010年相比，北京市空气质量持续改善：PM10从121μg/ m3下降到68μg/m3(首次达到国家二级标准70μg/ m3)，下降了43.8%；SO2从32μg/下降到4μg/m3，下降了87.5%：NO2从57μg/m3下降到37μg/m3(首次达到国家二级标准40μg/m3)，下降了35.1%；PM2.5从2013年的89.5μg/m3下降到2019年的42μg/m3，下降了53%，但仍超过国家二级标准35μg/m3的20%[2-3]。

表6 2010—2019年北京市供热结构变化[6]

3 北京市供热采暖清洁化特点及启示

3.1 北京供热采暖清洁化历程特点

3.1.1北京城乡供热采暖清洁化范围随着发展阶段逐步扩大

北京市根据空气质量改善的需要，根据天然气供应和资金投入条件，首先将人口密集的市区(城八区)供热采暖清洁能源改造放在优先位置。1998年开始，清洁能源改造分步推进，推行家庭燃气化和餐饮食堂燃气化，按照锅炉从小到大的顺序，逐步以气代煤，即使到2010年，近郊区仍然有大型燃煤供热锅炉房供热采暖。中心城区平房型煤采暖污染治理从2000年启动试点，直到2017年累计完成20多万户平房采暖“煤改电”，改造投入平均每户高达6万多元[2]，前后持续17年。

远郊区新城建成区供热采暖清洁化分两步走。一开始并没有像市区那样推行清洁能源改造，而是在科学规划的基础上，从2007年开始“拆小并大”，建设大型燃煤供热中心，并配套安装了先进的污染治理装置，拆除分散式小型燃煤锅炉房。直到2019年完成燃煤供热中心清洁能源改造。

城乡接合部供热采暖清洁化依靠城市化得以实现。近郊区的城乡接合部散煤采暖一直是大气污染治理的难点，曾经在2007年控制大气污染第十三阶段措施中提出采取清洁能源替代煤炭散烧取暖。但是，由于城乡接合部建设缺乏规划、私搭乱建现象十分严重，能源基础设施建设和提升无法实施，只得随着近几年城乡接合部基本完成了城市化建设，散煤燃烧污染问题才得以解决。

3.1.2北京供热采暖清洁化是首都能源特殊地位和经济水平支撑的结果

经过20多年的发展，北京市完成了从以煤为主的能源结构到以电力、天然气为主的能源结构巨变，2018年北京全市天然气消费量已经达到191.6亿m3。天然气消费占比为34.2%[8]，电力消费比重为26.3%，煤炭消费仅占2.8%[7]。天然气和电力供应保障是由北京市的首都地位所决定的。

北京市不仅投入巨资推进清洁能源建设工作，而且还对建筑供热采暖实行财政补贴。北京的经济发展水平已经达到世界发达地区标准，有支撑清洁能源供热采暖的经济基础。2018年，北京市人均地区生产总值为140211元，高于同期全国人均117%；北京市财政收入7861亿元[8]，人均36500元，分别是河北省、河南省人均财政收入的4.94倍、6.77倍。

据北京市城市管理委员会供热办公室介绍，2018—2019年采暖季居民取暖补贴约为70亿元。

(1)北京市所有热电厂已经实现“煤改气”、全部建成燃气热电中心，但是供热采暖的收费价格却没有调整，依然保持燃煤机组热电联产供热时24元/平方米·采暖季的收费标准(尽管在北方城市不算低)，而燃气热电中心的出厂热价已经从33元/GJ上涨到82元/GJ，热网运行亏损由市财政补贴，折合19元/平方米·采暖季。北京市大热网的供热建筑面积为2.1亿平方米，每年补贴总额近40亿元。

(2)北京市燃气锅炉房供热采暖收费标准为30元/平方米·采暖季，但是依然不能支撑供热成本。北京市对在市区、郊区运行的燃气锅炉房分别按照7.7元/平方米·采暖季和5.8元/平方米·采暖季的标准给予财政补贴，其中市级财政负担80%、区级财政负担20%，每个采暖季全市大约补贴30亿。

(3)对于中心城区平房的电能采暖，按照0.2元/千瓦时的标准，由市、区共同给予补贴；对于家庭燃气壁挂炉分户采暖，按照15元/平方米的标准给予补贴。

3.1.3北京市农村基本实现采暖清洁化是城乡一体化和农村发展阶段的客观要求

北京市农村散煤采暖污染治理、基本实现清洁能源采暖，不是仅仅为了改善空气质量独立推进的，而是生态环境、农业农村、发展改革等部门为推进环境改善、农村建设、能源现代化以及村民改善生活愿望等诸多因素共同推动的结果。为减轻散煤采暖污染，北京市远郊区县农村地区也尝试过生物质锅炉采暖，终因污染控制效果不理想，存在年头比较短。只有当农村电网扩容得以实施、管道燃气可以通达，并且在市、区两级财政提供雄厚的财政补助，农村居民收入提高后，北京市直到2013年才开始推行以电驱空气源热泵、燃气采暖热水炉为主体的清洁采暖。北京农村清洁采暖以“安得起、用得起”为原则，给予财政补助政策：(1)对农宅节能保温改造每户补助1万元，同时实施抗震加固改造的，每户补贴2万元的补贴；(2)空气源热泵购装费补贴每户2.4万元以上，其他清洁采暖用具购装费市、区、家庭分别承担1/3；(3)电采暖夜间12小时电费按照0.1元/千瓦时交纳(在谷电优惠电价0.3元/千瓦时的基础上，市、区两级财政各给予0.1元/千瓦时的补贴)，燃气采暖给予补贴后运行费用与电采暖相当。经过市生态环境部门走访调查得知，百分之八九十农村家庭认可清洁采暖。这也是北京市农村发展阶段对能源现代化的必然要求。2018年，北京农村居民人均可支配收入为26490元，比全国平均水平高出81.2%，恩格尔系数为23.8%[8]。财政对采暖电费、燃气费进行补贴后，北京农民有能力承担清洁采暖2千元左右的正常支出。

3.2 持续推进北方大气污染治理重点地区供热取暖清洁化思路和对策建议

本文限于讨论京津冀及周边地区“2+26”城市和汾渭平原地区11城市的冬季供热采暖，不涉及东北、西北地区采暖问题。持续推进供热采暖清洁化，是供热采暖领域治理燃煤污染的总方向。鉴于以上地区的发展阶段，本文认为，清洁化的标准应是动态的，应与当地的经济条件相适应，不同发展阶段、城区和乡村的清洁化标准应有所不同。当前宜将分散式小型燃煤锅炉供热、直接燃烧散煤采暖作为清洁化重点，期望短期内完全实现清洁能源供热采暖可能会超越发展阶段。

3.2.1 地级城市供热采暖清洁化体系格局

根据人口密度、能源基础设施条件和发展阶段等因素，宜把一个地级城市划分为3个区域进行供热采暖布局和清洁化提升。

(1)主城区供热结构

在主城区确立构建以热电联产供热和小区燃气锅炉供热为基本支撑的清洁供热采暖目标。中小型燃煤锅炉房临近居民楼设置，不能像大型供热厂那样实现专业化运行。实践证明，其治理设施的排放水平难以达到排放标准，加之需要大量运煤存煤、出渣出灰，无组织排放也难以控制，对锅炉房附近居民和城市大气污染的影响还是比较严重的。因此，主城区建成区内居民小区不宜保留燃煤供热锅炉房，而要努力改为燃气锅炉房。20万千瓦规模的燃煤热电机组单台锅炉容量都在百吨以上，可以实施超低排放改造治理并稳定运行，有较好的成本—环境效益，因此不宜盲目将燃煤机组改为燃气热电联产。国家也不宜按照独立火电厂燃煤机组装机容量标准对燃煤热电联产供热机组进行强行关闭而改为大型燃气锅炉房供热中心或者新建燃气热电联产供热中心，因为北京市的实践证明，后二者的供热成本要比经过超低排放改造的燃煤热电联产供热机组分别高出54%和80%，如果不能实行较高的供热采暖收费标准和大量财政补贴，将难以为继。

(2)县城供热结构

按照一个县城常住人口为10万～20万人考虑，建筑面积应在千万平方米量级，适宜建设大型、超低排放的燃煤集中供热中心和部分燃气锅炉，并辅助以分户家庭燃气壁挂炉采暖，替代分散式小区燃煤锅炉房供热和户用小煤炉采暖。

(3)农村村庄清洁采暖的困境分析

无论是燃气下乡安装壁挂炉采暖，还是农村电网扩容改造安装空气源热泵采暖，单明等对华北案例的研究分析表明[9]：燃气壁挂炉、蓄热式电暖器、空气源热泵热水机组三种清洁能源采暖方式每个采暖季节采暖费折算年值(含一次投资折算年值和能源消费)分别为42.3元/m2、39.3元/m2和40.8元/m2，100平方米则需花费4000元左右。如果没有财政补贴，河北、河南和陕西农村的一般家庭能否承受需要认真对待。

3.2.2 推进农村采暖清洁化展望

我国北方城市居民住宅供热采暖一直具有福利性质，居民采暖用热还不是完全按商品能源进行付费，在交纳采暖费之外，财政给予了成本补贴。即使居民交纳采暖费，其中的城镇职工还享受采暖津贴，而农村采暖与城市采暖则完全不同。长期以来，农民完全依靠家庭财力承担采暖设备和能源商品的支出。自然地，当家庭收入不高时，对采暖的清洁性、便利性和舒适性要求就不高，通常会购买相对便宜的煤炭或是自用柴薪作为采暖能源。治理大气污染需要改变直接燃用煤炭和薪柴的采暖行为而改用清洁能源采暖，无疑将使农民的采暖支出产生较大幅度的增加。农村居民的可支配收入高低、恩格尔系数大小是决定农民能否承受清洁采暖的经济条件。

建议从推进农村能源现代化、治理大气污染、解决“三农”问题等领域综合谋划，稳妥推进农村采暖清洁化工作。

(1)农业农村部门应当成为推进农村能源现代化的牵头部门

当前北方城市清洁采暖工作已经走向农村地区，建议农业农村部门作为牵头部门加入到农村采暖清洁化工作行列中。安全饮水、“五好”农村路、通信网络等基础设施建设正在农村实现，在全国实现脱贫攻坚目标后，农村清洁能源供应和清洁采暖问题将成为农村发展的突出短版，建议国家将其安排在“三农”体系中综合解决。

(2)制定实施散煤采暖清洁能源替代污染减排奖励政策

如果参照燃煤电厂超低排放改造减排成本估算，则淘汰1吨散煤产生的环境价值在800元左右。从照顾农民利益和改善空气质量相结合的角度来看，中央和地方财政对清洁能源采暖安排一定比例的补贴也是符合国家财政支持解决“三农”问题的大方向的，而且这种补贴应当持续相当长的时期。

(3)制定实施一揽子鼓励电能采暖的价格政策

一是全国全电网实行夜间谷电优惠价格，发挥冬季采暖填谷的作用，同时也更好地满足夜间加大建筑采暖热负荷的实际需要；二是引导和鼓励电网企业从营利增收(农村空气源热泵采暖电费一般为无电能采暖城市居民家庭电费的4倍以上)中反哺农村采暖用电，多用电、多打折；三是明确家庭电能采暖不实行阶梯累进电价政策。