1 、熱力行業(yè)的概念及其產業(yè)鏈綜述
熱力行業(yè)指的是利用煤炭、油、燃氣、生物質等能源,通過鍋爐等裝置對脫鹽水或水進行加熱做功,生產蒸汽和熱水;或外購蒸汽、熱水進行供應銷售;或對供熱設施進行維護和管理的一類經(jīng)濟活動類別。熱力的生產和供應用以滿足下游消費者的動力源需求或熱源需求,熱力行業(yè)的產出品主要包括蒸汽和熱水。
熱力行業(yè)上游產業(yè)為能源行業(yè),熱力行業(yè)生產使用的原材料中:煤炭、油、燃氣、生物質等作為主要燃料;電力作為主要動力;脫鹽水或水則是蒸汽氣化之前的液體狀態(tài),蒸汽是主要的熱源載體。現(xiàn)階段,煤炭仍是熱力生產的主要燃料。
熱力行業(yè)下游消費主要包括:工業(yè)用戶和居民用戶。其中,工業(yè)用戶的熱力消費一般用于生產及建筑采暖,居民用戶的熱力消費則用于居民采暖。
2 、熱力的需求
熱力是一種既可以作為動力源又可以作為熱源的能源形式,隨著我國工業(yè)化和城市化的發(fā)展,其需求一直保持穩(wěn)定的增長。
根據(jù)終端消費者的不同,熱力行業(yè)的需求主要來自于工業(yè)用熱和居民采暖。
(1)工業(yè)用熱
工業(yè)用熱需求主要來自于化工、制藥、食品、電鍍、紡織、煙草、造紙、飼料、醫(yī)療等領域,主要應用在生產過程中的加熱、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷、汽錘和汽泵等操作。目前,除一些大型工業(yè)企業(yè)由自備熱電廠供熱外,大部分工業(yè)企業(yè)由區(qū)域鍋爐供熱。
目前,工業(yè)用熱消費占全國熱力消費總量的比重超過 70%,是我國熱力消費的主要領域。與居民采暖市場明顯的季節(jié)性不同,工業(yè)用熱需求為連續(xù)性需求,且對蒸汽參數(shù)要求較高,蒸汽需求量更大。近年來,隨著我國工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,工業(yè)用熱需求逐年上升。
(2)居民采暖
居民采暖是我國北方和部分南方居民的生活需求,主要包括建筑的采暖、通風、空調和熱水供應。根據(jù)國家標準《民用建筑熱工設計規(guī)范》(GB 50176-93),我國劃分為嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖和溫和五個地區(qū),其中嚴寒、寒冷、夏熱冬冷地區(qū)的居民均有冬季采暖需求。由于我國地域遼闊,傳統(tǒng)的采暖地區(qū)主要包括嚴寒和寒冷地區(qū)的 15 省市,占全國陸地面積的 70%,人口數(shù)量超過全國總人口的 40%,絕大部分位于北方地區(qū)。
居民供暖主要采取集中供熱的形式,以保證城市供暖為主,而農村則主要采用分散供暖(火爐、暖炕等)。近年來,隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活水平提高,居民供暖逐步向夏熱冬冷等非傳統(tǒng)采暖區(qū)的南方地區(qū)發(fā)展。
目前,居民采暖的熱力消費占全國熱力消費總量約 30%,未來隨著我國城鎮(zhèn)化水平的提高以及供暖區(qū)域向南擴張,我國居民采暖消費量將穩(wěn)步增長。
3、 熱力的供應
熱力的供應方式一般分為集中供熱和分散供熱。其中集中供熱包括:熱電聯(lián)產、區(qū)域鍋爐等;分散供熱包括:分散鍋爐、熱泵等。據(jù)統(tǒng)計,我國供熱產業(yè)熱源總熱量中,熱電聯(lián)產占 62.90%、區(qū)域供熱鍋爐占 35.75%、其它占 1.35%。
(1)集中供熱
集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒,由集中熱源通過熱網(wǎng)向城市、鎮(zhèn)或工業(yè)集中區(qū)域的熱用戶供應生產和生活用熱的供熱方式。目前,集中供熱已成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)的重要基礎設施之一,是城鎮(zhèn)公共事業(yè)的重要組成部分。
集中供熱包括熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三部分。其中熱源主要為熱電聯(lián)產、熱電站、區(qū)域供熱廠、區(qū)域鍋爐房以煤、重油或天然氣為燃料進行生產而產生的熱能;同時,工業(yè)余熱、地熱、核能供熱等也常被用作優(yōu)秀熱源。熱網(wǎng)分為熱水管網(wǎng)和蒸汽管網(wǎng),由輸熱干線、配熱干線和支線組成,其布局主要根據(jù)城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)域的熱負荷分布情況、街區(qū)狀況、發(fā)展規(guī)劃及地形地質等條件確定。
(2)分散供熱
與集中供熱相對應的是分散供熱,即每個企業(yè)或其他熱力用戶自備鍋爐,自產熱力,根據(jù)其能源來源可分為燃氣采暖、電采暖、煤炭采暖、燃油采暖等。分散供熱在集中供熱系統(tǒng)尚不發(fā)達的時期,發(fā)揮了很大的作用;但同時,其效率低、污染嚴重、供熱質量差、噪音高和不易管理等缺點也是極為突出的。
(3)集中供熱的優(yōu)點
集中供熱是改善城市環(huán)境質量,提高城市現(xiàn)代化水平的重要措施,具有良好的社會效益,環(huán)境效益和較好的經(jīng)濟效益,符合國家節(jié)能減排的政策要求,是國家產業(yè)政策重點支持發(fā)展的行業(yè)。隨著工業(yè)生產的發(fā)展、節(jié)能環(huán)保要求的提升,實行集中供熱是經(jīng)濟合理的利用能源、節(jié)約能源的有效途徑。目前,發(fā)展工業(yè)園集中供熱區(qū)也已成為我國城市建設的一項基本政策。
集中供熱對于改善大氣環(huán)境,促進經(jīng)濟增長方式由粗放型向集約型轉變,實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。
①安全
鍋爐屬于特種設備,需要配備水平較高的專業(yè)技術人員和通過考核、持證上崗的專業(yè)技術工人,同時還要求有一整套完備的操作技術規(guī)程和科學的規(guī)章制度。分散供熱的小鍋爐局限于自動化程度比較低,安全措施不完備等自身因素,經(jīng)常發(fā)生安全事故;而集中供熱鍋爐一般采用比較先進的燃燒方式和自動化程度較高的控制、監(jiān)視系統(tǒng),使鍋爐運行的安全性、可靠性得到保證。
②環(huán)保
煤炭是熱力行業(yè)使用的最主要的燃料,其直接燃燒產生的二氧化硫、一氧化碳、氮化物和煙塵是大氣主要污染物。
在建設大型供熱鍋爐房前,應由省級環(huán)境專業(yè)評估部門,對鍋爐房的選址進行詳細論證,更對爐型的選擇、除塵方式、脫硫方式、脫硝方式等選擇進行干預,并且均要在排入煙囪的煙氣通道上安裝自動的監(jiān)測設備(在線監(jiān)測),這些監(jiān)測設備上反映的排放數(shù)據(jù),實時傳輸?shù)江h(huán)保部門,從而確保排放情況可監(jiān)測、可控制。
③節(jié)能
分散供熱的小鍋爐熱效率低,能源浪費問題明顯。一般機械化燃煤的小鍋爐熱效率在 70%左右,而一些立式手燒爐,由于缺少爐體保溫措施和人工操作水平受限等原因,熱效率僅為 50%左右,許多未燃盡的燃煤被大量廢棄。而集中供熱所采用的鍋爐一般容量大、熱效率在 90%以上,其能源利用效率明顯高于分散供熱。
④城市效益
建設現(xiàn)代化大都市,建設生態(tài)型新市區(qū)必須要創(chuàng)造良好的硬件環(huán)境,其中包括城市基礎設施建設和城市大氣環(huán)境質量等。集中供熱系統(tǒng)是城市經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎設施,其發(fā)展水平是城市現(xiàn)代化、文明化程度的重要標志。
(4)集中供熱的熱電聯(lián)產趨勢
①熱電聯(lián)產的定義
與熱電聯(lián)產相對的是熱電分產。熱電聯(lián)產是指既生產電能,又利用對汽輪發(fā)電機做過功的蒸汽附帶的余熱向用戶供熱的生產方式,即同時生產電、熱能的工藝過程,較之分別生產電、熱能方式節(jié)約燃料。
②熱電聯(lián)產集中供熱和區(qū)域鍋爐房集中供熱的比較
集中供熱的熱源主要包括:熱電聯(lián)產、區(qū)域鍋爐房以煤、重油或天然氣為燃料進行生產而產生的熱能。經(jīng)過多年發(fā)展,集中供熱以其熱源集中、便于消除煙塵、減輕大氣污染、改善環(huán)境質量、易于科學管理、提高供熱質量等優(yōu)勢,逐步成為我國城鎮(zhèn)主要供熱方式,形成了以熱電聯(lián)產為主,集中鍋爐房為輔,其他方式為補充的供熱局面。據(jù)統(tǒng)計,我國集中供熱總熱量中,熱電聯(lián)產占 62.90%、區(qū)域鍋爐占 35.75%、其它占 1.35%。
區(qū)域鍋爐集中供熱和熱電聯(lián)產集中供熱的綜合對比如下:
第一,熱電聯(lián)產集中供熱,除了可以解決企業(yè)熱力供應之外,還能通過發(fā)電解決當前用電供需緊張的矛盾,其在熱源設備投資規(guī)模、用地投資規(guī)模、技術含量、管理要求等方面均高于區(qū)域鍋爐集中供熱。也正是因為熱電聯(lián)產占地要求面積大,建設成本高,所以一般適合于面積大、企業(yè)眾多、園區(qū)規(guī)劃成塊狀的大型工業(yè)園區(qū)。
第二,相反,區(qū)域鍋爐集中供熱所需投資較低、占地面積小、能耗小、費用低,很適宜小型工業(yè)區(qū)或成不規(guī)則的帶狀分布、甚至在工業(yè)區(qū)中混雜著部分村莊或居民區(qū)等的工業(yè)區(qū)。
③集中供熱的熱電聯(lián)產趨勢
熱電聯(lián)產是熱能和電能聯(lián)合生產的一種高效能源生產方式,可以使能量得到梯級利用,極大程度的減少能量損失,與熱電分產相比節(jié)能約 30%。
《大氣污染防治行動計劃》明確,加快推進集中供熱、“煤改氣”、“煤改電”工程建設。在化工、造紙、印染、制革、制藥等產業(yè)集中區(qū),通過集中建設熱電聯(lián)產機組逐步淘汰分散燃煤鍋爐。
基于我國能源結構特點,在環(huán)保壓力和相關政策推動下,以煤炭為主的熱力行業(yè)已經(jīng)開始向清潔化、節(jié)能化轉變。由分散供熱轉變?yōu)榧泄幔蓞^(qū)域鍋爐供熱轉變?yōu)闊犭娐?lián)產集中供熱將成為必然。
4、行業(yè)競爭格局
近年來,我國熱力生產和供應業(yè)迅速成長,行業(yè)開放性逐漸提高。同時,節(jié)能、環(huán)保、減排等各項政策指引,對熱力企業(yè)提出了較高的環(huán)保和安全生產技術要求。熱力行業(yè)正處于體制改革、設備更新、技術進步的發(fā)展成長階段,行業(yè)市場化進程加快,外資、民營等多種經(jīng)濟成分已進入供熱市場,供熱市場的競爭程度日益激烈。與此同時,由于工業(yè)園區(qū)供熱項目屬于基礎設施,具有公共事業(yè)屬性,具有區(qū)域性特點,市場集中度仍然處于比較分散的狀態(tài)。
5、行業(yè)發(fā)展趨勢
(1) 城鎮(zhèn)化推動集中供熱需求增長
目前,我國正在逐步推進以人為核心的新型城鎮(zhèn)化,而新型城鎮(zhèn)化將帶動基礎設施建設。2014 年 3 月,中共中央、國務院印發(fā)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020 年)》(中發(fā)【2014】4 號),提出:到 2020 年,我國常住人口城鎮(zhèn)化率達到60%左右,戶籍人口城鎮(zhèn)化率達到 45%左右,戶籍人口城鎮(zhèn)化率與常住人口城鎮(zhèn)化率差距縮小 2 個百分點左右,努力實現(xiàn) 1 億左右農業(yè)轉移人口和其他常住人口在城鎮(zhèn)落戶。城鎮(zhèn)化水平持續(xù)提高會使更多農民通過轉移就業(yè)提高收入,通過轉為市民享受更好的公共服務,從而使城鎮(zhèn)消費群體不斷擴大、消費結構不斷升級、消費潛力不斷釋放,也會帶來城市基礎設施、公共服務設施和住宅建設等巨大投資需求,這將為經(jīng)濟發(fā)展提供持續(xù)的推動力,為集中供熱帶來穩(wěn)定的市場增量。
(2)市場競爭加劇
供熱市場準入放開、特許經(jīng)營權放開、用熱商品化、熱計量收費等改革方案將逐步深化,各項行業(yè)扶持政策有望落到實處,助推行業(yè)變革。
目前,外資、民營等多種經(jīng)濟成分已進入供熱市場,供熱市場的競爭日益激烈。熱力行業(yè)正面臨體制改革、設備更新、技術進步的挑戰(zhàn):熱源端將以新技術和能源、環(huán)保相結合,靈活運用多熱源、大噸位、聯(lián)片集中供熱、地源供熱等節(jié)能高效的供熱方式,實現(xiàn)產能最大化;熱網(wǎng)端將以調節(jié)、輸送方主,實現(xiàn)資源配置最優(yōu)化;熱用戶端將主要服務于民生,服務于大眾,樹立優(yōu)質的服務理念,提升舒適系數(shù)。
(3)跨區(qū)域發(fā)展難度較大
無論是居民采暖還是工業(yè)供熱均具有較為明顯的區(qū)域性,通常采用特許經(jīng)營等方式保證企業(yè)在特定區(qū)域內經(jīng)營的穩(wěn)定性。由于投資規(guī)模較大、建設周期長、審批流程復雜,除部分超大型企業(yè)外,行業(yè)內大多數(shù)企業(yè)難以在短期內實現(xiàn)跨區(qū)域發(fā)展,一定程度上限制了行業(yè)內企業(yè)未來的發(fā)展途徑。
(4)小型、分散供熱鍋爐 逐步淘汰
我國小型、分散供熱鍋爐普遍存在單爐容量低、裝備總體水平差、運行效率低,環(huán)保設施落后、大氣污染物排放量大等問題。為解決小型、分散供熱鍋爐熱效率低、污染嚴重的現(xiàn)狀,各地政府紛紛出臺相應政,要求去除小鍋爐,推動工業(yè)鍋爐的升級改造。根據(jù)《大氣污染防治行動計劃》,2017 年以前我國基本淘汰 10t/h 以下燃煤鍋爐,對應產能 50 萬蒸噸。根據(jù)《煤炭清潔高效利用行動計劃(2015-2020 年)》,2020 年以前我國將淘汰落后燃煤鍋爐 60 萬蒸噸;京津冀、長三角、珠三角等重點區(qū)域的燃煤鍋爐設施,基本完成天然氣、熱電聯(lián)供、潔凈優(yōu)質煤替代。
(5)分散供熱 逐步被替代
出于環(huán)境保護的訴求,國家鼓勵地方制定供熱規(guī)劃,實行區(qū)域集中供熱。各地政府也正加速推進由集中供熱替代分散供熱,推進供熱區(qū)域整合,提升集中供熱的比例。伴隨國家加快產業(yè)升級、提升節(jié)能減排標準,工業(yè)園區(qū)化趨勢愈加明顯,鋼鐵、有色、化工、輕工等行業(yè)工業(yè)園區(qū)開展熱電聯(lián)產,實現(xiàn)資源梯級利用的需求日益強烈,工業(yè)園區(qū)從分散鍋爐供熱向集中化供熱已成為必然趨勢。