一、中国散煤使用现状

1、散煤分类

散煤分布在农村的民用生活、农业生活及中小企业生产用小型锅炉和小型窑炉等使用。由于燃烧效率低、缺乏末端烟气净化装置、排放难以监管等原因，散煤成为一个重要的污染源。在过去的几年里，中国开展了大规模的削减散煤行动，并取得了一定的成效。

2、民用散煤用量分布

2019年全国民用散煤消费量为1.5亿～1.7亿吨。其中有8个省份每年消费民用散煤逾1000 万吨。北方省份民用散煤消费量显著高于南方省份，华北平原（含河南、山东、河北）、汾渭平原（含山西、陕西）和东北平原（含黑龙江、辽宁、吉林）是民用散煤的主要消费区域。由于京津两地严格的管理要求和较高的城市化水平，其民用散煤消费水平远低于周边省份。

2019年中国各省份民用散煤消耗量（单位：万吨）

资料来源：清华大学建筑节能发展研究中心

二、农村可再生能源开发利用

在未来碳中和背景下，农村应大力推广利用可再生能源进行散煤替代，推动可再生能源在农村就地消纳，节能初始投资和运营费用，减低农户用能成本。2021年，国家能源局印发《关于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》（国能发新能[2021]3号），提出因地制宜推广各类可再生能源供暖技术，积极推广地热能开发利用，合理发展生物质能供暖，继续推进太阳能和风电供暖。

三、创新技术和综合应用方案

为实现可持续、可承受及碳中和的目标，推荐的农村清洁取暖主要技术途径包括建筑节能改造、光储直柔系统、生物质能源、太阳能光热利用和空气源热泵热风机等节能低碳技术。在风光资源相对丰富的西北、生物质资源相对丰富的东北、京津冀和汾渭平原等开展十省百县千村改造示范工程，加速开发当地可再生能源，推动农村生产生活电气化，持续提升农村电网服务水平，实现散煤替代目标。

1、建筑节能改造

从需求侧出发，降低农户用能需求，是推进农村用能低碳化的基础。由于特定的生活方式、建筑形式和基础设施情况等，农宅节能改造应因地制宜，而不是简单地照搬城市地区的改造方法。由于北方农村地区冬季每户常用的房间一般只有一个或两个，与整体保温改造方案相比，对这些常用房间围护结构进行局部保温改造的方案更可取。通过加强北墙、门窗和屋顶的保温性能，可以在节约成本的同时达到满意的节能效果。在天花板上增加保温材料，或为楼层高度较高的房间增加带有保温树脂隔热板的吊顶，可以减少房间上部无人区域的无效热损失。以北外墙为主，东西外墙为辅，改善常用房间的墙体保温，既简单又经济，内保温材料可采用聚合物树脂保温板或保温墙纸。

经济型保温技术可与农村建筑的实际情况、取暖需求和经济水平相结合，实现针对性更强、更加高效的保温目标。采取大用大保（温）、小用小保、不用不保的原则，开展吊顶保温、北墙内保温贴、外窗保温帘、外门保温帘等靶向保温改造，在实现节能30% 的基础上确保单户改造总投资平均小于4000 元。

2、光储直柔系统

中国未来低碳能源体系将以发展低碳电力为主。因此，在电气化趋势下未来农村能源也将转为以电为主的形式，构建适应未来电力供给和需求模式的新型建筑供配电系统具有重要意义。农村光储直柔系统是发展农村屋顶光伏的重要途径。农村发展光伏产业可以创造新的就业机会和商业机会，需要从技术研发、试点、监控和电网响应等方面进行研究。

光储直柔系统可以同时与农村冬季取暖和电气化系统相集成，通过光伏板和蓄电池相结合，利用低压直流电为电网成本高的地区提供分布式离网电源。在功率损耗方面，分布式电源的成本明显优于远程传输。未来农村家庭光储直柔系统将提供价格合理、清洁且环保的电能，显著改善生活条件和生活质量。

3、生物质能源多途径清洁利用

生物质能源的收集、运输、储存、加工和利用应进行一体化的综合设计和实施。采用分布式生物质颗粒燃料加工新模式可以有效地避免大规模集中处理生物质能源的弊端，是保证生物质能源清洁利用的有效途径。

生物质颗粒燃料的特性决定了其燃烧的特殊性。通过对生物质炉具进行合理化供风设计，可以显著减少颗粒物和一氧化碳等污染物的排放，实现燃烧木质颗粒的细颗粒物排放因子降低至每千克干燃料0.3克、燃烧秸秆颗粒的排放因子降低至每千克干燃料0.8克的水平，两者都远低于散煤的排放因子，且热效率可达到80%以上，远高于散煤土暖气（约30%）。

考虑到农村居民的烹饪需求，一些生物质颗粒取暖炉还配备了烹饪功能。该炉还可以有效利用原有的散热器，解决家用热水问题，从而提高农村居民生活质量。此外，每个家庭都是一个独立的系统，不涉及外部网络改造，也不会增加对电网的需求。

未来生物质能的利用还可以充分和光储直柔系统相结合，构建一体化的农村可再生能源系统。未来农村屋顶光伏发电量将远高于自身用电量，多余电力可以用于制造生物质成型燃料。农村大规模推进屋顶光伏的安装，使得光伏电冬夏不平衡的特性日趋凸显，生物质能可充分发挥零碳优势，建立调峰电厂，平抑光伏电的季节不平衡性，同时作为电网的应急和备用电源。随着农村屋顶光伏电力不断发展，富余电力也可以用于给生物质运输载具和电动农机具充电，大幅降低收集和运输成本，利于生物质能的推广应用。

4、太阳能光热利用

传统的太阳能光热取暖已经在不同的地区进行了尝试，但将这项技术推向市场还需要在现有基础上进行技术创新。通过耦合太阳能集热器和反射器，有效解决了冬季和夏季太阳辐射强度和需求之间的不匹配问题，将水平太阳能集热器阵列与底部以一定倾斜角度放置的反射器相结合，可以提高冬季收集的热量，减少夏季过热，从而更适合应用于冬季取暖。

5、高效空气源热泵热风机

近年来，中国在低温空气源热泵热风机技术方面取得了显著的进步，通过双级压缩机技术、变频技术和新的系统设计，空气源热泵热风机可运行的最低环境温度已降至−30℃。

作为分体式取暖设备，空气源热泵热风机的安装与传统家用空调相同，可以单独安装在每个房间，独立控制、间歇操作，从而促进用户主动参与需求侧调节，具有很大的节能潜力。

室内机安装在地面上，使热空气靠近地面流动，从而对人员所处区域的空气进行加热，它加热房间的速度比传统的地板采暖或散热器更快。

此外，空气源热泵热风机对配电容量的需求远低于热水热泵和其他电加热形式，可以降低电网升级改造投资。由于每套机组都是一个独立的供暖系统，没有水系统，可以避免冬季管道冻结等问题。该技术已成为一种十分可靠的取暖技术，适合除高寒地区以外的广大农村地区的实际情况和取暖需求。