重视建筑节能改造，推进我国北方农村地区清洁取暖可持续发展
摘要：冬季清洁取暖是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容，是关系广大人民群众生活的重大民生工程、民心工程。我国北方农村地区清洁取暖总体成效显著，但随着电力和天然气需求的快速增长，叠加能源价格上涨、居民增收困难等因素，当前部分北方农村地区面临保供压力大、补贴难以持续、散煤复燃等问题。建议我国北方农村地区以稳住存量、巩固成果为重点，聚焦既有建筑薄弱环节开展节能改造、优化技术选择和财税、金融支持力度，以推进北方农村地区清洁取暖可持续发展。
关键词：农村地区；清洁取暖；节能改造；煤改电；煤改气
一、我国北方农村地区清洁取暖进展情况分析
2017 年，国家发展和改革委员会等10部门联合印发《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021）》（以下简称《规划》），《规划》实施以来，我国清洁取暖工作取得了显著进展。截至2022年底，我国北方地区取暖面积为238亿平方米。其中，城镇地区取暖面积167亿平方米，农村地区取暖面积71亿平方米。据相关机构统计，截至2022年底，北方地区清洁取暖面积达到179亿平方米，清洁取暖率为75%，同比增长2个百分点，如图1所示。
农村地区清洁取暖是我国清洁取暖工作的重点和难点。《规划》明确提出，以京津冀大气污染传输通道的“2+26”个重点城市为重点，在城市城区、县城和城乡结合部、农村地区全面推进清洁取暖。2017年8月，生态环境部印发《京津冀及周边地区2017-2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》，其主要任务包括“全面完成以电代煤、以气代煤任务”“严格防止散煤复燃”等，并且对北京市、天津市、河北省各市行动方案做了具体要求。相关文件颁布实施以来，我国北方农村地区清洁取暖率由9%提高到28%左右，京津冀大气污染传输通道“2+26”个城市、汾渭平原等重点地区农村清洁取暖率达到71%，“煤改电”“煤改气”和“煤改生物质”用户分别达到1214万户、1643万户和469万户。
（一）大气环境治理有效改善。《2021中国生态环境状况公报》显示，京津冀及周边、汾渭平原城市平均优良天气比例分别为67.2% 和70.2%，均较《规划》实施前上升超15 个百分点；PM2.5浓度分别为43微克/立方米和42微克/立方米，与《规划》实施前相比分别下降28.3%和27.5%；未出现以NO2、SO2和CO为首要污染物的超标天。
（二）能源消费结构持续优化。伴随清洁取暖持续推进，我国农村地区散煤利用持续下降，电力和天然气利用规模不断增加。以河北省为例，2019年底农村地区完成“煤改电”“煤改气”改造户数分别达到618万户、107万户，带动天然气和电力消费需求快速增长；与2016年相比，河北省农村地区煤炭消费占农村居民生活用能比重从64% 降低至44%，天然气和电力消费占农村居民生活用能比重分别从2%、18%上升至23%、21%。
（三）各级财政发挥重要作用。为加快推进北方地区冬季清洁取暖工作，中央和地方政府不断加大财政支持力度。财政部、生态环境部、住房城乡建设部、国家能源局联合印发《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作的通知》和《关于扩大中央财政支持北方地区冬季清洁取暖城市试点的通知》，每年给予清洁取暖试点城市3~10亿元中央财政奖补资金，试点示范期3年。目前，已实施5批，涉及15省份共88个城市试点，中央财政奖补资金累计1071亿元。2022年10月，财政部提前下达2023年大气污染防治资金预算，北方地区冬季清洁取暖资金额度134.4亿元。2017年～2019年，河北省、天津市、河南省、山西省、山东省、陕西省等六省（直辖市）农村清洁取暖项目总投入1202亿元，其中，中央财政、地方政府、社会资金分别投入218亿元、550亿元、434亿元。总体来看，地方财政投入支持比例较高，占总资金投入的45%。
二、北方农村地区清洁取暖可持续发展面临“三大问题”
“十三五”期间，我国北方农村地区冬季取暖以大幅改善环境空气质量为目标，加快推进热源清洁化改造。“十四五”时期，北方农村地区清洁取暖若仍延续“煤改电”“煤改气”大规模推进方式，电、气供应有压力，持续补贴有困难，群众感受有反差等问题将更为凸显。
（一）电取暖能“力”不够，气采暖底“气”不足。2015年以来，在“煤改气”政策的推动下，我国天然气消费快速增长，然而国内天然气产量增长相对较慢，天然气对外依存度快速攀升。2017年，民用“煤改气”需求超出预期叠加供给减少，造成全国出现大范围“气荒”。当前，受乌克兰危机影响，国际能源价格大幅上涨，国内能源发展面临的不确定不稳定因素增多，致使电力、天然气等保供稳价的压力巨大，部分地区部分时段可能面临电力“硬缺口”风险。根据相关机构预测，2023年京津冀鲁等清洁取暖重点区域电力缺口将达到1000万千瓦，2025年将进一步扩大到2500万千瓦。同时，农村取暖、炊事等天然气需求快速增长，加之近年来冬季阶段性低温和极寒天气频发，许多地区“煤改气”保供压力明显上升。以河北省为例，2022年末，多个村庄出现天然气断供限购情况，严重影响部分居民生活质量。
（二）地方政府补不起、人民群众用不起。目前许多地区对农村清洁取暖给予一定财政补贴，且以地方财政为主。但在经济下行压力普遍较大的情况下，以财政补贴保障清洁取暖用户不“返煤”难以持续。以河北省沧州市为例，2022年前三季度，沧州市地区生产总值同比增长4.2%，比“十三五”时期年均增速下降2.1 个百分点；但同时，沧州市“煤改气”用户补贴资金中市财政支出部分占全市一般公共预算收入比重从2017年的3.2%上升到2020年的16.3%，基本相当于2020年全市增值税全部收入。在当前农村居民增收困难的情况下，一些地区出现“烧不起”的现象。以山西省晋中市为例，“煤改气”后清洁取暖支出在农村户均可支配收入（户均3.9万元）比重增加至5.4%，在低收入群体（户均1.3万元）可支配收入占比达16.3%。
（三）取暖温度有反差、群众感受有温差。我国北方农村地区自主建设房屋门窗气密性差、建筑围护结构薄弱，“跑风漏气”现象非常普遍，建筑保温水平较低。调研发现，京津冀地区约有10% 的农村房屋未采取任何保温措施，因而与散煤燃烧取暖相比，部分农村地区实施“煤改电”“煤改气”后取暖成本较之前提高2~3倍，但室内温度未明显提升，难以达到热舒适水平。调研发现，京津冀地区农村房屋经“煤改电”“煤改气”后，超过40% 的农村房屋室内平均温度低于18℃。超过一半农户反馈，清洁能源改造后取暖效果不理想，甚至有居民表示，“只要一停火，外面一阵大风吹过，屋子里就冷了”，人民群众实际获得感不强。
三、北方农村地区房屋传热特性分析
相关机构调研显示，我国农村房屋主要以砖混结构与砖木结构为主。本研究选取河北省某村砖混结构平屋顶和砖木结构坡屋顶房屋为研究对象，通过实验分析与模拟计算相结合，获得农村房屋及其重点部位传热特性，如表1和表2所示。
（一）砖混结构农村房屋砖混结构农村房屋建筑结构以“240mm砖墙+钢混平屋顶+单层玻璃铝合金门窗”为主。该类型农村房屋建成时间短，节能改造潜力较大。
（二）砖木结构房屋砖木结构农村房屋建筑结构，以“240mm砖墙+坡木屋顶+单层木质门窗”为主。该类型农村房屋建成时间长，具有一定的建筑节能改造空间。
研究结果表明，砖混结构平屋顶和砖木结构坡屋顶农村房屋保温性能较差，采暖季热负荷约为60~80W/m2，是同地区城镇房屋采暖季热负荷的2~3倍。农村地区房屋外窗传热系数最高，分别为6.1W/(m2·K)和4.7W/(m2·K)；外门传热系数较高，均为2.4W/(m2·K)。农村房屋门窗部位热量散失量最大，约为总热负荷的40%，这是因为一方面门窗保温性能差，另一方面门窗气密性差，冷风渗透量大。房屋外墙传热系数为2.0W/(m2·K)，由于墙体面积较大，散热量达到总热负荷的25%；与其他朝向外墙相比，北墙阳光照射少，是外墙热量散失的主要部分。屋顶部位传热系数分别为2.7W/(m2·K) 和1.8W/(m2·K)，散热量约占总热负荷的15%，这是因为热空气主要积聚在屋顶周围，导致屋顶内外温差增大，热量散失增多。基于现阶段农村房屋建筑节能改造经验，房屋各部位改造方式及保温材料特性，如表3所示。
我国农村房屋建筑节能改造采用的改造方式、保温材料特性对节能效果及经济成本影响较大，为适应不同地区、不同收入水平农村居民的成熟能力情况，基于上述表3改造方式及保温材料情况，作者制定了两种改造方式，投入成本如表4所示。
本研究发现，砖混结构农村房屋按照简易方式进行建筑节能改造，如果仅对单个部位改造保温效果为：四面外墙>屋顶>封厦>三面外墙>北墙>门窗；砖木结构农村房屋进行建筑节能改造，如果仅对单一部位改造保温效果为：四面外墙>封厦>三面外墙>屋顶>北墙>门窗。砖混结构和砖木结构农村房屋单个部位建筑节能改造中，四面外墙保温改造节能效果最好，可达到约20%。如果对二个部位组合改造可节能16%~38%，如果对三个部位组合改造可节能32%~52%。研究发现，砖混结构农村房屋按照常规方式进行建筑节能改造，如果仅对单个部位改造保温效果为：四面外墙>封厦>屋顶>三面外墙>门窗>北墙；砖木结构农村房屋进行建筑节能改造，仅对单个部位改造保温效果为：四面外墙>封厦>三面外墙>屋顶>门窗>北墙。与简易改造方式类似，砖混结构和砖木结构农村房屋，单个部位建筑节能改造中，四面外墙保温改造节能效果最好，可达到约20%。如果对二个部位组合改造可节能24%~43%，如果对三个部位组合改造可节能45%~60%。
四、北方农村地区房屋节能改造经济性分析
调研发现，75%的农村家庭可接受建筑节能改造费用不高于5000元，仅有20%的农村家庭可接受建筑节能改造费用为5000~10000元。同时，农村家庭更愿意接受冬季取暖费用占户均可支配收入的3%以下。“十四五”时期，农村房屋若延续城镇全面改造的思路和标准推进，户均改造投资将达到一万至二万元，地方政府及农户难以承受。
与城镇房屋“全空间”取暖要求不同，农村房屋取暖存在“部分空间、部分时间”特征，可针对农村家庭常用生活房间开展建筑节能改造，重点聚焦农村房屋门窗、北向外墙、屋顶等薄弱环节，在提升保温效果的基础上，制定分档次“套餐式”建筑节能改造方案，以满足不同地区、不同收入水平农村家庭的选择，如表5所示。
五、聚焦薄弱环节开展节能改造，破解北方农村清洁取暖“三大问题”
我国北方农村地区建筑节能普遍处于起步发展阶段，通过支持农村既有建筑门窗、北向外墙、屋顶等薄弱环节开展节能改造，既有利于缓解电力、天然气的供应压力，降低政府补贴和居民使用成本，又有利于拉动有效投资，促进农民工本地就业。
（一）有利于缓解电、气供应压力。调研显示，采暖季北方农村地区“煤改电”居民户均用电量约为5000~6000千瓦时，“煤改气”居民户均用气量约为1200~1500立方米。采用“屋顶+北墙+门窗”或“屋顶+北墙”节能改造方式，可降低户均供暖能耗约30%左右，采暖季户均电能、天然气消费量分别可减少1500千瓦时、500亿立方米。根据北方农村地区已完成热源清洁化改造的用户量测算，针对房屋薄弱环节的建筑节能改造全覆盖后，采暖季可分别减少电能、天然气消费量182亿千瓦时、82亿立方米，分别占2020年～2021年电力、天然气消费增量的2.3%、20%。同时，可减少二氧化碳排放量近3000万吨，约占农村地区采暖二氧化碳排放总量的14%。
（二）有利于降低政府补贴和居民使用成本。对农村房屋门窗、北向外墙、屋顶等薄弱环节、关键部位进行建筑节能改造，投资成本可控制在3000~5000元，采暖季户均运行费用可减少1000元左右。如果加以采用更适合的高效采暖技术，采暖成本可以进一步下降。以山东省商河县为例，农村房屋建筑节能改造对常用房间北向外墙、屋顶、门窗等关键部位进行保温改造，清洁热源选用低温空气源热风机或生物质清洁取暖炉，充分利用农户行为节能，采暖季室内温度可保持在17℃以上，日均取暖电耗约为0.37千瓦时/平方米，户均采暖季运行费用约为800~1200元，与散煤取暖成本基本相当。
（三）有利于增强人民群众获得感。针对农村房屋薄弱环节开展建筑节能改造，可以有效提高采暖季室内温度和舒适水平。以北京市为例，前期已完成“煤改电”的农村房屋经建筑节能改造后，采暖季室内平均温度可由15℃提高至18℃。同时，我国北方农村地区已完成热源清洁化改造的用户达3300万户，聚焦建筑节能改造，可直接拉动投资超过1000 亿元，有效助力农村地区经济发展和稳定农民工就业。
六、推进北方农村地区清洁取暖可持续发展的政策建议
（一）坚持先立后破，安全稳妥推进坚持先立后破的底线思维，清洁取暖先“取暖”再“清洁”的发展思路。一是已进行“煤改电”“煤改气”区域，积极提升农网电力供应保障能力，落实民生保障用气。已改造完成尚未经过完整取暖季运行检验区域，坚决不允许拆除原取暖设施。二是“煤改电”“煤改气”规划建设区域，以资源保障量定改造任务量。三是农村地区尤其是偏远山区，积极推进传统炉灶炕提质增效，强化生物质、洁净煤等清洁炉具兜底保障作用。
（二）注重政策协同，发挥综合效益以建筑节能改造为重心的清洁取暖要做好政策协同。
一是与扩大乡村振兴投入协同。充分衔接中央预算内投资进一步向农业农村倾斜等相关政策，逐步将农村地区建筑节能改造纳入一般公共预算优先保障领域。同时，提高建筑节能改造在补贴资金中的比重，降低初期投资压力。
二是与扎实稳妥推进乡村振兴协同。充分与村庄撤并、传统村落集中连片保护利用示范、拯救老屋行动等工程相协同，避免二次建设。
三是与培育壮大农村绿色能源产业协同。与利用农房屋顶建设分布式光伏相结合，充分利用分布式可再生能源发展对建筑物结构强度等基础条件升级改造的契机，推动建筑节能改造与分布式可再生能源开发联动。
（三）尊重居民意愿，避免运动式推进一是引导需求申报。要引导农村地区居民申报建筑节能改造需求，坚持落实乡村振兴为农民而兴、乡村建设为农民而建的要求；同时，更要坚持自下而上、村民自治、农民参与，因地制宜把握乡村建设的“时度效”。二是构建成本共担机制。建立分档次“套餐式”建筑节能改造模式，供暖季节能率提升30%为基本保障方案，供暖季节能率提升40%、45%为常规方案，节能率提升50%、60%为高水平方案，以“多收益、多负担”原则，根据保温节能提升效果，科学合理明确中央政府、地方政府、农村居民成本共担比例。
（四）完善市场机制，强化金融支持一是优化分时电价机制。科学划分农村地区峰谷时段，合理确定峰谷电价价差，鼓励分布式光伏自发自用、余电上网，以售电收入补偿清洁取暖支出。二是强化清洁取暖金融服务。推进清洁取暖纳入强化乡村振兴金融服务范畴，开展金融机构服务清洁取暖等乡村振兴领域的考核评估，充分利用市场建立多元化投融资机制，引入银行等金融机构融资支持。鼓励和引导金融资本投入清洁取暖领域，拓宽金融机构支持清洁取暖渠道，鼓励和引导社会资本投资清洁取暖项目。
