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集中供热方式及价格比较研究 李晓冬( 管理科学与工程) 张传平副教授 摘要 供热作为城市基础设施，被列为公用事业。我国一直沿用的是计 划经济体制下的福利供暖体制，但是，福利供暖有诸多的弊端，越来 越不能适应市场经济的发展。2 0 0 3 年，我国在1 8 城市开始进行供热体 制改革试点，实行供热“商品化”，供热价格因此成为供热企业和热 用户关注的焦点。集中供热作为我国目前城市供热的主体，有多种方 式，不同供热方式所对应的价格各不相同。因此，弄清了各供热方式 下供热价格的大小关系，对居民选择适宜的采暖方式及供热方进行燃 料结构调整，有效降低供热成本，合理确定供热价格都有着非常重要 的意义。 由于受资源和技术水平的限制，我国目前集中供热的方式主要有 热电联产供热、燃煤锅炉房供热、燃油锅炉房供热、燃气锅炉房供热、 燃水煤浆锅炉房供热及水源热泵供热等。本文通过对以上六种供热方 式的工艺流程特点进行分析，得出各供热方式的投资大小特点及主要 影响因素；通过对各供热方式的经营成本的分析，得出各供热方式为 获得同一热值所需付出的燃料成本，并对影响燃料市场价格的主要因 素进行分析。最后通过供热价格与供热成本的关系，总结出目前各集 中供热方式下供热价格的大小顺序。 同时作者也对我国供热商品化存在的障碍进行了分析，并对新供 热体制下政府或供热企业如何制定供热价格提出了建议。 关键词：集中供热，经营成本，固定资产投资福利供热性能价格比 i i s t u d y o nd i s t r i c th e a t i n gm o d e sa n dp r i c ec o m p a r i s o n l ix i a o d o n g ( m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n gc h u a n p i n g a b s t r a c t w e l f a r eh e a t i n gi sab a s i cp r i n c i p l ei np l a n n i n ge c o n o m yp o l i c yi no u r c o u n t r y ，b u ti ti sn o ts u i t a b l ef o rm a r k e t i n ge c o n o m yd e v e l o p m e n tb e c a u s eo f i t sd i s a d v a n t a g e i n2 0 0 3 ，c o m m e r c i a lh e a t i n ga sr e f o r m i n gh e a t i n gp o l i c y w a so p e r a t e d s ot h eh e a t i n g p r i c eb e c o m e st h ef o c u so ft h eh e a t i n g c o m p a n i e sa n dl l s e r s d i s t r i c th e a t i n gi sam a j o rm o d eo fc i t yh e a t i n g t h e r e a r ed i f f e r e n th e a t i n gp r i c eb e c a u s eo fd i f f e r e n th e a t i n gf u e lr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，m a s t e r i n gt h er e l a t i o n s h i po fh e a t i n gm o d e s ，t h e ny o uc a t c ht h e o r i g i n a lc a u s e i ti sv e r yi m p o r t a n tt or e d u c et h eh e a t i n gc o s to rd e t e r m i n et h e r e a s o n a b l eh e a t i n gp r i c ef o rb o t hu s e rs e l e c t i n gh e a t i n gm o d ea n dc o m p a n i e s a d j u s t i n gt h ef u e ls u p p l y t h eb a s i ch e a t i n gm o d e si no u rc o u n t r ya st h ef o l l o w i n g s ：h e a t i n g & p o w e rg e n e r a t i o nc o m b i n a t i o n ，c o a lh e a t i n g ，o i lh e a t i n g ，g a sh e a t i n g ，c o a l w a t e rf u e lh e a t i n ga n dh o tw a t e rp u m p s i nt h i sp a p e r ，a n a l y z i n gp r o c e s s c h a r a c t e r so ft h e6m o d e sa b o v e ，t ok n o we a c hh e a t i n gm o d ei n v e s t m e n ta n d e f f e c t i n gf a c t o r s a n a l y z i n gt h ed i f f e r e n to p e r a t i n gc o s tt od e d u c et h eu n i t f u e lc o s to fg e t t i n gt h es a n l eb e a tv a l u ea n dp r e d i c tt h ee f f e e t i n gf a c t o r so f f u e lm a r k e t f i n a l l y ，c o n c l u d et h eh e a tp r i c er a n k so fd i s t r i c t h e a t i n gb y a n a l y z i n gt h er e l a t i o n s h i po f h e a t i n gp r i c e & c o s t a u t h o rg i v e ss o m es u g g e s t i o n st o h e l pt h eg o v e r n m e n ta n dh e a t i n g c o m p a n i e st om a k es u r eh o w t op r i c eh e a t i n gu n d e rn e wp o l i c ya n dp o i n t s o u tt h eh e a t i n gb a r r i e r s 1 1 1 k e y w o r d s ：d i s t r i c t h e a t i n g , o p e r a t i n gc o s t , i n v e s t m e n to f f i x e da s s c l w e l f a r eh e a t i n g ，c o s tp e r f 0 如a n c e i v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国 石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 签名：豳垄之6 年f 月f 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅：学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名：压缝 导师签名： 斗牛 矽彤年f 月箩日 衫年j - 月日 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 第1 章前言 供热作为城市基础设施，被列为公用事业。我国一直沿用计划经济 体制下的福利供暖体制，即老百姓用热的消费是单位买单，大多是各家 烧各家的锅炉，实行的是不讲效益、 体制有很多的弊端，比如重复建设， 的问题是造成了能源的极大浪费。 不讲成本的粗放式管理。这种供热 管理水平低下、收费难等，最严重 我国是资源紧缺的国家，又是能源需求大国，目前还是以煤为主要 燃料，城市能源结构极不合理。中国单位建筑面积能耗是发达国家的二 至三倍，给社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染。目前中国每 年城乡新建房屋建筑面积近2 0 亿平方米，其中8 0 以上为高耗能建筑； 既有建筑近4 0 0 亿平方米，9 5 以上是高能耗建筑。如果不采取、不推行 建筑节能或者绿色建筑，到2 0 2 0 年，中国建筑的能耗要达到l l 亿吨标 准煤，也就是现在我们建筑消耗能源的3 倍以上。我们不得不正视我国 能源、土地、水、原材料等资源严重短缺而实际利用效率低、环境污染 严重且仍在不断加剧的事实。严峻的事实表明，中国要走可持续发展道 路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。供热节能的出路在于发展集中供热 1 1 o 集中供热具有较好的能源利用效率和良好的环境效益，适应我国能 源条件和城镇居民居住状况，是我国城镇供热的主要方式。我国集中供 热起步晚，目前仍处于数量扩张阶段。如何从政策上和体制上引导集中 供热既注重数量扩张，又注重质量和效率的提高，实现集中供热发展由 数量型到效益型的转变，北欧国家的经验值得我们借鉴。 与国外先进供热技术相比，我国供热产业尚有很大差距，主要表现 在：能源热利用率低，热能浪费严重，供热成本高；缺乏权威性的国家 级供热系统及设备研究机构，先进供热技术得不到全面推广。同时，国 外供暖实行市场化运作，且水平较高，而我国，除了天津较早尝试市场 化运作外，其他地区几乎还都是福利供热。这些都严重制约着我国集中 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 供热产业的发展。 改变原有的福利供暖方式，走向市场化、社会化的。分户按量计 费”供暖方式是大势所趋。2 0 0 3 年7 月2 1 日，建设部、国家发展和改 革委员会、财政部、人事部、民政部、劳动和社会保障部、国家税务总 局、国家环保总局联合下发了关于城镇供热体制改革试点工作的指导 意见( 建城( 2 0 0 3 ) 1 4 8 号) 的通知，在我国包括北京在内的华北、东 北、西北及山东、河南等地区( 简称“三北地区”) 开展城镇供热体制 改革的试点工作。指导意见中明确规定：改革以往由单位统包的用 热制度，停止由房屋产权单位或职工所在单位统包的职工用热制度，改 为由居民家庭( 用热户) 直接向供热企业缴费采暖，停止福利供热，实 行用热商品化、货币化。由此拉开了我国供热体制改革的序幕，也标志 着我国长期以来实行的福利供暖体制将逐步退出历史舞台。然而，在改 革中尚有一些问题有待进一步研究、探索和尝试，比如价格问题，计量 问题，污染问题等等。其中最值得关注的难题之一就是热价的制定问题。 根据指导意见，试点城市供热实行政府定价，按照“保本微利” 的原则制定和调整，并严格执行价格法的有关规定。但是，随着我 国供热体制改革深化，供热企业进入市场，定价问题必然是要解决的首 要问题之一。价格问题是关系到供暖企业和用户切身利益的焦点问题， 即企业如何定价，才能既维护自身的利益又不失去市场：用户如何根据自 身的承受能力选择最经济的取暖方式。集中供热作为目前我国城市供热 的主体，有多种方式，不同供热方式所对应的价格各不相同。因此，弄 清了各供热方式下供热价格的来龙去脉，对居民选择适宜的采暖方式及 供热方进行燃料结构调整，有效降低供热成本，合理确定供热价格都有 着非常重要的意义。 本文通过对我国资源状况和能源利用状况的分析，结合现阶段我国 技术水平条件下各集中供热方式的特点，通过对因供热方式不同而引起 的影响供热价格的主要因素( 投资和成本) 进行分析，得出了不同供热 方式下供热价格的关系顺序。希望一方面能给政府部门或供热企业的价 格制定者提供思路，另一方面使广大的热用户了解价格的组成及不同供 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 热价格的来由。给供热方进行燃料结构调整和用户选择取暖方式提供帮 助。 3 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章供热价格分析的必要性 第2 章供热价格分析的必要性 2 1 供热价格成为供热矛盾与供热改革的焦点 城市供热是关系到城镇居民生活的大事，直接影响人们的生活水平 和质量，长期以来我国供热收费体制是：采暖费用作为一项福利支出， 由企事业单位统一交纳。它强调，取暖费是机关、企事业单位职工的一 项福利，依赖于政府补贴，实行包费制，以单位承担为主，按建筑面积 收费。这样定义的基础，建立在住房单位所有、职工低租金福利使用的 旧体制基础上，与原有的住房福利制度及单一的住房公有制联系在一起。 但改革开放以来，住房制度已经彻底改革，全国城镇百分之八十以上的 住宅已经归城镇居民所有，单位不再拥有住房的产权。还有一部分职工 购买了商品房、普通经济适用房，再加上城市危改工程、市政建设拆迁 安置购房等等，出现了政策范围难以涵盖的新问题，供热交费主体更加 不明确。 另外，由于劳动力市场的发展和住房二级市场的开放，职工流动和 住房交易使许多单位住房的所有者或使用者不再是原单位的职工，再由 单位承担采暖费用已不合理。因此，一些单位拒交热费。还有一些企业， 本身效益就不好，加上近几年能源供应紧张，运输能力限制等带来的能 源价格上升( 比如石油价格暴涨，煤炭涨价等) ，导致供热成本大幅增 加，很难再替职工继续背负福利供暖的包袱，长期拖欠甚至拒交采暖费， 造成冬季暖气不能正常供应，也给居民的生活带来一定的影响。 对于拥有商品化住宅的个人来说，采暖费无疑是家庭各项日常开销 中相对较大的一笔支出，在有多种采暖方式可选择的情况下，如果供暖 价格较高，大部分居民就会选择其他更为经济的采暖方式。 除此以外，供暖企业本身的高运行成本使得供热价格没有较多的降 价空间。一方面，对供热企业来说，由于老供热体制的弊端，长期以来 只负责供热，不负责也从不用担心销售问题，所以，大多供暖企业机构 臃肿，人浮于事，工作效率低下，有的企业甚至成为一些解决社会闲置 4 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章供热价格分析的必要性 人员的场所，所以造成管理混乱、成本过高。另一方面，近几年能源供 应紧张，运输能力限制等带来的能源价格上升，导致供热成本大幅增加； 在我国，冬季供暖的区域被国家划定为秦岭、淮河一线以北的十四个省 份，涉及大约两亿城市居民。中国城市供暖系统主要依靠锅炉烧煤供热， 燃油和燃气供暖目前只占极小的部分。供热用煤储备严重不足的问题给 中国北方各城市整个冬季的正常供暖构成了威胁。中国南方省份虽不供 暖，但由于冬季正好是河流的枯水期，正值为增加火力发电而准备大量 储备煤炭，正好与北方的供暖用煤采购形成了竞争。2 0 0 4 年，北方城市 哈尔滨的煤炭价格受运输等因素的影响大幅上涨，已比2 0 0 3 年同期每吨 上涨了近5 0 元，使供热企业的成本骤然增加。所以，大部分北方城市供 热部门所面临的问题一致是，燃煤价格的大幅上涨、运输能力的不足以 及供热企业燃煤采购资金的短缺，直接导致较高的供热成本。 供暖问题在一些地区已经成了恶性循环供热价格太高，导致 欠费严重，供热企业资金严重短缺，供热难以正常进行，供热质量越来 越不稳定，严重影响了北方城镇居民冬季的日常工作和生活。因此，如 何降低供热价格成为供热企业要考虑的首要问题。 近年来，我国部分城市已经逐步尝试改变旧的供热体制，特别是北 方地区的一些大中型城市，比如天津市，2 0 0 0 年就开始进行热价改革， 至今已初见成效。2 0 0 3 年7 月2 1 日，建设部、国家发展和改革委员会 等八部委联合下发了关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见以 后，包括北京在内的三北地区，涉及到1 5 个省市开始进行供热改革试点， “谁用热，谁交费”的供热收费体制正在逐步形成。“热”逐渐从福利 变成商品，购热主体从单位变为个人，供热主体从政府变为企业。 “热”既然是商品，就要有价格。如何确定热价，老百姓的最高热 价承受能力如何，供热企业的最低热价承受能力如何，是在供热改革道 路上不得不解决的问题。 指导意见中指出，试点城市供热实行政府定价，由试点城市人 民政府价格行政主管部门按照“保本微利”的原则制定和调整。在制定 和调整供热价格时，要严格按照价格法的有关规定，建立听证会制 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章供热价格分析的必要性 度，征求消费者、经营者和有关方面的意见。但是，即使是政府定价， 定价尺度也很难把握，因为，一方面，对用户来说，一下子由企业代为 负担的费用改为自己交费，而且为数不少，甚至超出了其他项家庭支出， 如果企业不补贴，一时从心理上无法适应，可能另选其他的采暖方式。 对经济条件不好的家庭，即使把这笔钱补贴给他们，他们也可能将这笔 钱另作他用，而不是用于采暖：另一方面，对供热企业来说，企业进入 市场，要生存，就必须以利润最大化作为目标，就目前多数供热企业的 现状来讲，保本都很难，但要改革，因为牵扯到人的问题，又不能操之 过急，必须一步一步来。所以，供热价格的高低必须既考虑到用户的承 受能力，又考虑到企业的成本和现状。由此看来，供热体制改革的成功 与否，关键问题仍是供热价格。 2 2 我国供热现状及供热价格现状 2 2 1 供热现状 ( 1 ) 基本供热能源：煤炭是我国供热的基本能源。世界能源资源中， 煤炭储量丰富，石油天然气相对不足。我国更是一个富煤国家。我国现 有住宅的采暖年耗煤量指标是2 8 公斤平方米年，例如北京冬季建筑物 采暖能耗大约为全市各种生产总能量的4 0 ，在东北地区所占比例甚至 更大。因此每年消耗在冬季供暖方面的能源非常庞大，只有煤炭才能满 足这样的需求。同时，燃油、燃煤气比燃煤的费用高。因此，我国供热 的基本能源以煤为主是必然的选择。 ( 2 ) 基本供热方式：集中供热是现在我国最基本的供热方式。1 9 9 0 年 全国集中供热面积为2 1 亿平方米，而到了1 9 9 8 年就已经达到8 6 亿平 方米。在八年的时间内集中供热面积增加为原来的4 倍多，并且还从三 北地区向南方发展。1 9 9 9 年我国6 8 8 个城市中，具有集中供热城市已经 达到2 8 6 个。集中供热普及率为1 2 2 4 ，三北地区的集中供热普及率为 2 9 1 ”。现阶段，国内全部供热锅炉的整体热效率在6 0 左右。其中供 热面积在1 万平方米以下的分散锅炉占国内全部锅炉房总数量的6 4 ， 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章供热价格分析的必要性 但是只占总供热面积的1 6 ，因此，集中供热占绝对地位，是我国最基 本的供热方式”1 。 ( 3 ) 供暖费的基本分摊方式：供暖收费是按照面积收费，收缴来源主 要有以下四种方式：单位全部负担，分为明补和暗补两种方式。个 人负担小部分，单位负担大部分，目前各个城市在逐渐增加个人交费的 比例。个人负担全部。不在国有单位工作的人员供暖费自己全部负担。 例如，个体户、私营业主及其自由职业者等。政府负担费用。对于生 活极其困难的用户，有的地方政府实行供暖专项调节基金，为其全额交 纳供暖费。 2 2 2 现行热价定价标准 确切的讲，在福利供热体制下，只有供热成本，没有供热价格。因 为1 日体制下供热主题是政府，“热”是作为一项福利支出的，盈亏的承 载者是政府，而不是供暖企业。所谓的“热价”应该叫缴费价格， 国家没有统一的定价标准，是由各地政府根据本地的经济发展状况，物 价水平、参考供热企业的供热成本制定的，它并不一定能反映供热企业 的盈亏状况及经营水平，也不能反映热用户的经济承受能力。在进行城 市供热改革试点以后，试点城市实行的是政府定价，即由试点城市人民 政府价格行政主管部门按照“保本微利”的原则制定和调整。 2 2 3 收费现状 福利供暖体制下的收费仍按传统的落后的建筑面积进行热量结算收 费，因为供热企业与热用户根本没有计量仪表；计量收费只发生在热源 单位与用热企业的热量结算上，绝大多数仍使用落后的孔板流量计进行 计量，很难谈上“准确”二字，既不科学又不公平合理。 收费隋况跟用暖企业经济效益有关，由于供热被视为“福利”，大 多交纳热费的是用热人单位而不足本人；只无单位者，热费才自行交纳。 企业经济效益好，收费顺利。这种情况在一些大城市及大型国有企业基 地较为常见，比如北京、济南、各大油田等。企业经济效益不好，收费 7 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章供热价格分析的必要性 困难甚至连年拖欠。这种情况在企业经济效益普遍不佳，而冬季又必须 采暖的东北地区尤为常见。以东北几个城市为例，2 0 0 2 年沈阳市累计欠 热费达2 2 亿元、哈尔滨欠1 2 亿元、齐齐哈尔欠1 2 亿元。以北京为例， 北京市供热办对全市3 0 9 6 供热面积的采暖用户的2 0 0 2 年和2 0 0 3 年度收 采暖费进行了调查：城八区2 0 0 2 年采暖费收缴率为5 8 8 9 ，欠费率 4 1 1 1 ；2 0 0 3 年采暖费收缴率仅3 5 6 8 ，欠缴率6 4 3 2 ；历年累计欠 费已达5 9 4 4 3 万元。以呼和浩特为例，现有供热企业1 0 3 家，平均收费 率在8 0 左右，有的企业还达不到4 0 “】。 除了用热企业经济效益方面的因素之外，还有一种情况是物业公司 的恶意拖欠。随着市场经济的发展，住房变成了商品，缴费的主体就是 房屋的产权人。开发商在商品房没有卖出去时是产权人，与供热企业订 有供用热合同，理应付热费。当商品房卖出后，买房人是产权人，开发 商应将供用热合同过户( 业主委员会及住户) ，新的产权人应按合同付 热费。但开发商一般都是委托物业公司与住户签定供热合同并收费。实 际上，物业公司既不是房屋的产权人，也不是供热单位。目前一些物业 公司收取了用热人热费后未交给热力集团，挪作他用或挟款而走；个别 的物业公司企图采用主体变更或注销欠费公司的手段恶意逃避其所拖欠 的巨额热费。大多发达国家都制定了较为全面的城市集中供热管理办法， 以法律规范供用热双方的行为。我国在供用热方面的立法仍是缺位，这 就给恶意欠费者钻了空子。 欠费者中也有一些人确实有支付困难。这要依靠国家进一步完善社 会保障制度，对热费支付困难的人，对下岗、失业和破产企业职工以及 特殊困难群体，制定救助措施和热费优惠政策。 采暖费收不上来，造成供热企业资金严重短缺，很难保证供热正常 运行。但是，即便如此，也没有出现供暖中断的情况，主要原因是有政 府补贴。对供暖企业来说，仅靠政府补贴来维持正常运行，靠拐杖走路， 毕竟不是长久之计。在供热体制改革的情况下，供热企业的改革必须同 时进行，供热企业要进入市场，成为自负盈亏的主体，必须要考虑热用 户的承受能力，结合供暖市场的行情、努力从自身查找原因，降低成本， 8 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章供热价格分析的必要性 合理确定供热价格，提高竞争水平，才是解决问题的关键所在。 2 3 供热价格与供热方式的关系 不同的供热方式有不同的工艺流程，从而决定不同的工程投资，不 同的供热方式所采用的热源不同，不同的热源取得方式决定了不同供热 方式的经营成本；两者共同作用的结果是不同的单位总成本，在同等的 行业基准收益率下，它直接影响供热价格的大小。 目前，我国城市供热方式有以下几种：燃煤供热、燃油供热、燃气 供热、燃水煤浆供热、水源热泵供热、热电联产供热。在集中供热方式 下，热价的大小由各供热方式下的供热成本决定，而供热成本由经营成 本加折旧、摊销和贷款利息组成。在供热成本的各组成部分中，折旧、 摊销和贷款利息由供热工程固定资产总投资、无形及递延资产、同期银 行贷款利率共同决定；经营成本根据供热方式的不同由运营期间各种消 耗性材料、燃料、动力、管理费用、维修费用、人员工资及福利等组成。 不同供热方式下的单位总成本有很大的差别，热价的大小也由不同供热 方式下的单位供热总成本决定。 9 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 第3 章民用热源取得方式及应用 我国目前的城市供暖方式是由我国的能源资源状况和民用供熟热源 取得方式共同决定的。能源资源是大前提，在能源充足的情况下，拥有 开采和利用能源的技术也是必不可少的因素之一。 3 1 我国能源资源的特点及供应现状 我国的能源现状是：缺油、少气、富煤在全国己探明的能源 储量中，石油和天然气仅占6 ，其余9 4 均为煤炭。煤炭1 0 0 0 米以浅 保有储量约1 万亿吨，其中探明可采储量1 1 4 5 亿吨。按目前的生产和消 费水平，可以开采使用1 0 0 年以上。而石油可采储量只有3 8 亿吨，可采 年限仅2 0 年；天然气总资源量为3 8 万亿立方米，探明剩余可采储量可 开采3 7 年。建国5 0 多年来，煤炭在一次性能源消费构成中一直占6 5 以上2 0 0 2 年国内煤炭消费1 3 亿吨，占国内一次能源消费量的6 6 “。 2 0 0 4 年以来，由于战争、部分国际石油组织限产等因素的影响，国 际油价持续走高，5 月份原油价格突破了4 0 美元桶，从此局高不下。 自2 0 0 5 年l o 月份以来一直在5 7 美元6 3 美元的区间波动。预测2 0 0 6 年仍将维持在高位运行。中国是一个油气资源相对短缺的国家，石油、 天然气能源蕴藏量远远不能满足我国经济发展的需要。近年来，随着石 油消耗量的不断增长，我国已成为一个石油进口大国，预计到2 0 2 0 年， 对国际石油市场的依赖将达到5 0 。在石油需求大幅增长的同时，石油 供给却在不断减少。这一状况威胁着全球经济的发展，尤其是象中国、 日本等对石油依赖程度高的国家。 我国2 0 0 5 年一次能源需求和国内生产量状况见表3 - 1 “】，这种状况 决定了解决中国的能源问题必须以煤为主，且这种格局在今后五十年内 不会有根本性的变化。因此煤炭就成为我国城市冬季供暖燃料的主力军。 l o 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 表3 - 12 0 0 5 年一次能源需求及国内生产量状况表 需求量生产量 一次能源总量 ( 亿吨标准煤) 1 5 9 41 5 3 2 其中：煤炭( 亿吨) 1 5 0 1 5 5 原油( 亿吨) 2 3 5 1 8 天然气( 亿立方米) 5 2 04 0 0 煤炭占一次能源 ( )6 7 17 2 3 原油占一次能源 ( )2 1 11 6 8 天然气占一次能源 ( )4 43 3 但是，丰富的煤炭储量不能保证供应，却是不争的事实。每逢夏季 用电高峰和冬季供暖期，我国大部分城市仍出现煤炭供不应求的局面。 特别是2 0 0 4 年，由于电力、冶金、建材等高耗煤行业持续快速增长，导 致煤炭需求较上一年增加了1 8 亿吨左右，其中火力发电增加煤炭消费 量在1 1 亿吨以上，冶金行业增加煤炭消费约4 0 0 0 万吨，建材等行业增 加需求煤炭约3 0 0 0 万吨。受需求拉动，全国煤炭的价格大幅攀升 2 0 0 4 年燃煤价格比去年同期上涨了2 0 至6 0 。 同时，全国性的运力紧张也构成了北方供暖用煤储备的瓶颈。目前， 中国铁路主干线的运力还不足总需求量的5 0 。据统计，由于缺煤，2 0 0 4 年夏季，全国有2 4 个省遭遇“电荒”，纷纷拉闸限电；冬季，北方城市 全面启动供暖之前，全国冬季最为寒冷的黑龙江省省会哈尔滨，供热用 煤的平均储量仅为整个冬季供热用煤总量的6 5 ，未达到供热管理部门 所要求的7 0 的最低标准。在吉林省，城市供暖企业供热用煤的储量仅 4 0 左右，而在往年，则基本达到了8 0 左右。天津市的情况更糟，供暖 用煤的储量只相当于冬季供暖用煤总量的三分之一，情况较差的供暖企 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 业只储备到1 0 至1 5 。在西部城市兰州，供热用煤的储量也只达到了应 有储备量的6 0 左右。首都北京也不例外，全市的热煤储量目前仅为5 0 左右。 3 2 民用热源取得方式及应用 3 2 1 煤、油等矿物燃料或其它可燃物质的燃烧 煤、油等矿物燃料或其它可燃物质的燃烧，通过化学能到热能的转 换获得热能。这种方式是目前最普遍、最广泛的供热方式，包括燃煤锅 炉房、燃油锅炉房、燃气锅炉房、热电联供、燃水煤浆锅炉房等。 今后很长一段时间化石燃料仍将是人类社会的主要能源，根据国际 系统应用分析研究所预测，到2 0 3 0 年，世界一次能源的构成是煤炭2 9 3 4 ，石油1 9 2 2 ，天然气1 5 1 7 ，核能23 ，水力和地热4 7 ， 太阳能和其他可再生能源4 ，因此，煤炭仍将成为城市供热的主要能源 i s o 目前，天然气在世界能源中所占比例正在迅速增加，至少已有3 0 个国家正在实施以天然气取代石油的计划，我国今后应增加天然气在城 市供热中的应用。 3 2 2 地热资源的利用 地球是一座天然的巨大能源库，它内部蕴藏着大量热能。地热能为 地球上存储的全部煤燃烧时放出的热量的一亿七千万倍。地热能取自 “天然的地下锅炉”，不需要燃烧任何燃料，更省去了复杂庞大的燃料 运输和燃烧系统，避免了因燃烧而产生的污染，因此是一种清洁、廉价 的能源。 地热资源象其它资源一样存在地理上的分布不均匀性，只有部分地 区具有可开采的地热资源。我国的华北、山东半岛、辽东半岛等地区蕴 藏有地热资源，合理开发利用，将对改善供热能源结构、减少污染起到 巨大作用。目前胜利油田实施的采油污水余热利用项目就是间接的地热 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文 第3 章民用热源取得方式及应用 资源利用。 地热资源的利用，系依靠地层温差的存在通过热热交换的方式获得 热能。热泵可以把不能直接利用的低位热源( 空气、土壤、水、太阳能、 工业废热) 转换为可利用的高品位热能，从而达到节约高位热能的目的， 特别是将低位能源转换为采暖用能方向，热泵有着独到的优势。热泵技 术经过近一个世纪的发展，目前技术上己成熟，热泵装置目前已进入家 庭、公共建筑、厂房以达到供空调、采暖、热水供应所需的热量。热泵 在上海、广卅i 等南方城市已有大量应用，以青岛为代表的北方城市也开 始着手热泵应用方面的研究。利用地热资源供热受到成本较高的限制。 就目前情况，热泵价格昂贵，耗电量大是该种方式供热成本较高的决定 性因素，也是大面积集中供热不宜采用该方式的原因之一。 3 2 3 太阳能的利用 太阳能的利用是指利用太阳能辐射通过光能到热能的转换获得热 能。太阳能分布均匀，随地理纬度和季节的变化而变化。但太阳能的利 用属于世界尖端的科学技术，位于能源研究的前沿。目前，太阳能的利 用受制于利用成本高，利用功率小等缺陷，仅限于小功率或特殊要求的 场合( 如家用热水器) ，还不能进行大规模的开发利用。 据了解，在德国、荷兰等国家，太阳能热水器的集热板被作为房屋 的一部分，完美地嵌在屋顶上、外墙上，或是作为遮阳罩挂在屋檐上、 天窗上。在我国，由于一直没有统一标准，安全、美观等问题影响了太 阳能技术的大面积推广。但是，我国正在推行建筑节能，太阳能建筑一 体化是将来的趋势，可再生能源法也明确规定：开发商在设计新建房 屋时，必须预留太阳能利用系统的位置。目前，北京已在考虑与建筑结 合，在新建的小区中大面积推广太阳能供热。比如为了不影响美观，考 虑在斜屋顶、阳台和立面墙安装太阳能集热器，荠在部分开发区的新建 小区中示范使用。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 3 2 4 核能的利用 核能供热是二十世纪八十年代才发展起来的一项新技术，这是一种 经济、安全、清洁的热源，因而在世界上受到广泛重视。在能源结构上， 用于低温( 如供暖等) 的热源，占总热耗量的一半左右，这部分热多由直 接燃煤取得，因而给环境造成严重污染。在我国能源结构中，近7 0 的 能量是以热能形式消耗的，而其中约6 0 是1 2 0 以下的低温热能，所以 发展核反应堆低温供热，对缓解供应和运输紧张、净化环境、减少污染 等方面都有十分重要的意义。核供热是一种前途远大的核能利用方式。 核燃料的热值比煤高2 7 0 万倍。核能过去主要用于发电，近几年已 逐步应用于供热。由于供热反应堆比发电的动力反应堆输出蒸汽或热水 的压力和温度低的多，其安全性大大提高，可靠近城市和热用户建设。 另外投资费用也大大降低，一般仅为动力堆的十分之一，其经济性也可 和燃气、燃油供热站相比较。清华大学核能研究院开发的5 兆瓦试验性 供热堆已于1 9 8 9 年1 2 月正式投入运行，沈阳热力公司2 2 0 0 兆瓦核 能供热机组已完成可行性研究报告，核能供热正在走进百姓生活。但是， 核热源尚未能真正打入商业热能市场”1 。 3 2 5 垃圾燃烧等新热源 将各种工业、生活垃圾焚烧，产生热能供生产、生活使用，既有利 于环境保护，还可获得较好的经济效益。国外，日本已有成熟的垃圾焚 烧技术，丹麦首都哥本哈根安装有近十座垃圾焚烧炉，生产的热水用于 集中供热。我国深圳等城市也已经有垃圾焚烧的成功经验，利用垃圾焚 烧技术处理城市垃圾，已被越来越多的城市所采纳。但是，这项技术在 我国目前还没用于供热。 3 2 6 我国城市供热结构组成 我国城市供热热源的形式有热电厂、集中锅炉房、分散锅炉房、工 业余热、核能、地热、太阳能、热泵、家庭用电暖器和小燃煤( 油、气) 1 4 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 炉等。集中供热广泛应用的热源主要是热电厂和集中锅炉房。供热所用 能源包括煤炭、燃油、天然气、电能、核能、地热、太阳能等，集中供 热所用能源仍以煤炭为主。 随着人民生活达到小康水平目标的实现，国家在能源政策上提出了 节约与开发并重的方针，在城市环境保护和节约能源上采取了一系列措 施，各地方城市供热产业得到了迅猛发展，形成了以热电联产为主，集 中锅炉房为辅，其他方式为补充的供热局面。据不完全统计，我国供热 产业热源总热量中，热电联产占6 2 9 ，集中锅炉占3 5 7 5 ，其它占 1 3 5 。其中，城市民用建筑集中供热面积增长较快”。 3 2 7 为何大力发展集中供热 集中供热是以蒸汽或热水为载热介质，由集中热源通过供热管网向 整个城镇或其中某一地区的用户供应生产和生活用热，又称为区域供热。 以锅炉房为热源的集中供热称为集中锅炉房供热。在燃煤被限制的城市， 主要有热电联产的城市热网、燃煤改燃气的集中锅炉房或地区供热厂、 燃油或燃气的小型集中锅炉房、带有蓄热装置的小型电热集中锅炉房和 水源热泵冷热源系统等。 在燃煤的条件下，集中供热与分散供热相比，有明显优势：大量减 少了烟囱数量，便于烟气高空排放；大型锅炉热效率高，减少了燃料消 耗，具有明显的节能效果；能配用除尘效率较高的除尘设备( 以麻石水 膜除尘器为主) ，锅炉燃煤量的减少，从而直接改善了环境状况。另外， 集中供热还减少了锅炉房占地面积，有利于土地资源的合理使用。 目前，热电联产集中供热是我国城市供热的主力军。热电联产具有 节约能源，改善环境，提高供热质量，增加电力供应等综合效益。从可 持续发展上看，热电联产与热、电分产相比，热效率提高3 0 ，集中供 热比分散小锅炉供热效率高5 0 。到2 0 l o 年城市集中供热普及率可由 2 0 0 2 年的2 7 提高到4 0 ，年节煤3 5 0 0 万吨。”1 热电供热节能相对于分 散锅炉供热节能约在1 7 千克吉焦2 0 千克吉焦标准煤，2 0 0 1 年底 的统计，我国热电联产年供热量1 2 8 7 4 3 万吉焦。6 0 0 0 千瓦以上供热机 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 组共有1 5 8 3 台，总容量达3 1 8 4 2 1 万千瓦，占同容量火电装机总容量的 1 3 2 ，节约标准煤量达2 5 0 0 万吨。若一吨标煤按3 5 0 元计算，则节煤 效益为8 7 5 亿元。从建设现代化的清洁城市看，热电联产集中供热能节 省煤炭，高空排放烟气，故能有效地改善环境质量。北京市通过燃煤锅 炉改用集中供热后，使空气质量5 年提升了2 8 2 个百分点”。 因此，大力发展集中供热是我国可持续发展战略对城镇供热事业的 要求。 3 3 各集中供热方式的发展状况 由于资源状况和技术水平的限制，我国目前集中供热的热源仍以煤、 油等矿物燃料或其它可燃物质的燃烧为主，地热资源近几年得到了的一 定程度的开发，目前还只用于小规模的集中供热。核能的利用还没有进 入商业运营，太阳能的利用仍只是处于试验阶段。与此相对应，我国城 市集中供热方式主要有以下几种：热电联产、燃煤锅炉供热、燃油锅炉 供热、燃气锅炉供热、水煤浆锅炉供热和热泵供热。 由于煤炭是我国基本的供热能源，所以北方各城市的集中供热多以 熟电联供和燃煤锅炉房供热为主，其他供暖方式为辅。但各种供热方式 都因自己独有的特点而得到不同程度的发展。比如，热电联供供热方式 因适合于大规模的集中供热而得到了较快的发展，但必须有电厂作为依 托；燃油锅炉房供热方式由于其燃料是以重油或渣油为主，所以长期以 来在油田被广泛采用，加上该供热方式工艺流程简单，初投资低，所以 得到了长足的发展，锅炉燃烧技术已相当成熟，但近年来受到我国国内 石油资源的短缺和高油价的限制；水煤浆锅炉房供热方式受其锅炉燃烧 技术限制，不适合大规模集中供热，但水煤浆相对于煤是一种清洁能源， 与石油和天然气相比更加经济，所以因其在取代燃油锅炉上独有的优势 而得到了一定的发展；水源热泵供热方式是一种新型的环保供热方式， 因我国地热资源丰富和近几年热泵技术的发展而得到了较快的发展，但 该供热方式受污水回灌技术及城市排污系统的限制，也只适合小规模供 热。燃煤锅炉供热方式因我国资源的分布特点而被长期应用，锅炉燃烧 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章民用热源取得方式及应用 技术越来越成熟，但是出于环境保护的目的，在一些地区正在逐步被其 他更为环保的供热方式所取代。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章供热价格的确定 第4 章供热价格的确定 4 1 各供热方式概况、工艺特点及对投资的影响 4 1 1 热电联产 ( 1 ) 概况 热电联产是利用电厂发电机组中压缸末级抽汽，与调峰锅炉房联运 供暖，它适用于大面积的集中供热，是一种能源的综合利用。据统计， 热电分产，电厂热效率仅为3 5 4 0 ，而热电联产可使系统热效率提高 至7 5 ，大大提高热电系统热效率。因热电联产是利用余热供电，有较 好的经济性，所以，目前被大量使用。 热电厂因供热方式不同，有多种机组型式：背压机组，是不设置冷 凝器，适当提高汽轮机的尾部汽压，用尾部蒸汽直接供热或通过换热器 交换成热水对外供热。抽汽机组，是保留冷凝器，在汽轮机的中段增设 抽汽口，由抽汽口抽出的蒸汽( 或交换成热水) 供热。抽背机组，是背 压机组与抽汽机组相结合的一种型式。低温循环水供热，亦称低真空供 热，是将冷凝器的冷凝压力( 0 0 0 5 兆帕，饱和温度3 3 ) 适当提高，如 0 0 4 兆帕( 饱和温度7 6 。c ) ，将冷凝器中交换出的热水( 6 0 。c 7 0 。c ) 直接供热，或通过外部加热器再次提高供水温度向外供热”1 。 热电厂生产的原则是以热定电，供暖期间，按热定电运行，非采暖 季则以生产负荷定电运行，无生产负荷时，也可纯凝汽运行但经济性较 差，甚至低于同容量的凝汽式机组( 两用机组除外) 。热电厂中蒸汽锅 炉的燃料为煤、油、燃气等。过去，北京市的热电厂绝大多数以燃煤为 主，少量燃油。由于燃料结构的变化，今后北京市已建热电厂和新建热 电厂都要以燃烧天然气为主，燃油为辅。 热电联产与热电分产相比较，最大的优点是提高了能源利用率。对 于凝汽式火力发电厂，能量总损失约为6 0 7 0 ( 包括锅炉效率、汽轮 机内效率、汽机和发电机损失、冷却水热损失等) ，发电效率只有3 0 1 8 中国石油大学( 华东) 硕士论文第4 章供热价格的确定 4 0 ，其中能量损失最多的是凝汽冷却水源，一般是通过冷却塔将能量 发散至大气中，这部分能量，品位低( 3 2 。c ) 数量大，约占燃料总能量 的4 5 5 5 。热电联产的基本目的( 不论何种机组型式) ，是将在汽轮 机内膨胀作功后的蒸汽或适当提高汽轮机尾部蒸汽压力，亦即提高冷源 的能量品位( 提高温度) ，满足对外供热的需求。通过这种废热利用， 热电厂的总能量利用率可提高至7 0 8 5 ”1 。 若从热电分产考虑，供热热源( 区域锅炉房) 的能量利用率主要取 决于锅炉热效率，若考虑锅炉热效率在6 0 8 0 之间变动，则热电分产 的综合能量利用率约为4 5 6 0 ，则热电联产比热电分产能量利用率可 提高2 5 左右。这是国家鼓励在条件允许的前提下，发展热电联产的基 本依据。 该种供热方式有以下特点： 热电联供的燃烧过程已在电厂完成；供热首站以后的系统无排 放物，因此无污染；由于电厂一般均距居民区较远，对于污染物的治理 措施十分完备而有效，因而，热电联供方式对环境的污染较轻；热电 联供需敷设长距离的输热管道，占地面积较大，投资费用过高；项目 实施需在城区大范围内施工，涉及部门和利益团体众多，存在一定的施 工难度。过大的供暖规模，使输送能耗增大，水力失调导致采暖建筑 冷热不均成为常见病低标准的供暖温度、不能自主控制室温等低水平 供暖状况，很难满足用户日益提高的对热环境舒适度需求。 ( 2 ) 工艺特点及对投资的影响 热电联产供热系统包括供热首站、一级管网、热力站和二级管网。 此供热方式的热源是电厂的余热，热电厂的主要功能仍是发电，若专门 为供热建热电厂，即以热为主要产品，电为副产品的话，对于相同的供 热需求。热电联产方式的燃煤量则是热力站方式的4