供暖季来临雾霾锁城，“氢”能改变什么？

供暖季来临雾霾锁城，“氢”能改变什么？

隆基氢能昨天

近日，全国多地已进入集中供暖模式，不少人家中已暖和了起来。相较于往年，今年的冬季来的格外早。每到冬季，除了呼吸类的疾病让人困扰之外，空气污染、碳排放超标等多种环境问题也纷至沓来。

目前，在我国北方地区，占比长期超过70%的燃煤仍是“雷打不动”的主力热源，由此导致的二氧化碳排放量惊人。

2021年，疫情的阴霾还未散去，极端天气气候事件的“触角”却伸向全国各地。沙尘暴、龙卷风、大暴雨、高温热浪等极端天气接连发生，让人不禁感叹，碳排污染给人类生活带来的危害不容小觑。

01

极端天气显现，供暖季提前到来

进入冬季，供暖便成为民生保障的重点。然而虽然都是冬季，但冷的程度却不尽相同，也就是人们常说的冷冬和暖冬。近年来，“冷冬”似乎已经跨越时间的限制，开始向地域进攻。

  ▲2020年区域平均气温距平（单位：℃）

众所周知，我国地理界线以秦岭淮河为界，分为南方和北方。而供暖的方式，也因此大有不同。

通常情况，北方地区供暖相对于南方比较集中，以集中供暖为主，主要来自热电联产、工厂余热和供热锅炉，主要供暖能源为煤炭，其次为天然气、柴油等。受寒流影响，今年多地进入提前供暖模式，可解决了“冷”的问题，就当真万事大吉了吗？

▲不同类型燃料情况和单位费用

02

供暖后话 ——“零碳”氢能备受关注

人类活动正在影响气候变化，而气候变化也成为人类面临的最严峻挑战之一。

据清华大学建筑节能中心的测算数据，2018年我国建筑运行碳排放在21亿吨左右，约占全社会排放总量的20%。其中，北方城镇供暖能耗为2.12亿吨标煤，碳排放量约为5.5亿吨。

不论是北方的集中供暖，还是南方的电力供暖，使用的燃料主要是煤炭。煤炭的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源，主要成分是碳，并含氢、氧、氮、硫及金属化合物。燃料燃烧时除产生大量烟尘外，在燃烧过程中还会形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等物质。

另外，在供暖过程中，热源和热网方面都还存在一些不足，这在一定程度上加剧了大气污染。由此，也引发了雾霾、呼吸系统疾病、暖气病等一系列的问题。

当前，在“双碳”战略目标的引领下，低碳转型已成为各行业趋势，供暖供热领域也不例外。氢能供热（热电联供）对加快供热领域可再生能源替代化石能源具有重要意义，同时也是绿色清洁供暖方式和分布式能源系统的双优选。

氢能作为高效清洁的二次能源，具有燃烧热值高、燃烧产物无污染的特点，每千克氢燃烧后释放的热能约为等质量汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍。

而管道输氢项目的持续推进，也让以氢为载体的天然气应用项目风生水起。在确保安全的前提下，内蒙古正研究启动的低压纯氢与掺氢管输项目，将实现掺氢比例 5%~20%的中低压纯氢与掺氢燃气输送及其应用。

近年来，氢能供热应用受到各国家及地区的广泛关注，特别是以燃料电池为热机类型的分布式热电联供，日本率先推出以燃料电池为核心的热电联供系统，整体系统效率达90%以上。

03

煤电之外，氢能供热或成最优选

无论是北方的煤炭，还是南方的电力供热，其供暖方法都存在一定环保弊端。除了对于环境及能源等宏观方面的影响之外，日常生活使用也有诸多不便。例如：采用煤炭燃烧供暖，燃煤供热系统管理运行水平参差不齐，除尘消烟设施不能完全发挥作用；而电热供暖，安全性差且有轻度辐射。

现阶段，热电联供成功应用范例主要集中在日本、欧美等发达国家，主要用于酒店、医院以及居民区等方面。家用热电联供系统的综合效率超过85%，使用寿命可达10年左右。

随着制氢成本逐步下降，采用氢能供热不仅清洁无污染，而且安全性极高，在成本方面，也十分具有优势。电能供热——电热膜供热建设成本160元/m²，一个供暖季度大约2000元左右。

▲制氢成本（目前）

当前氢气成本相对较高，若氢气售价在50-70元/kg，则花费高于使用天然气供热；若氢气售价为50元/kg，则花费与使用天然气供热相当；若氢气售价为7元/kg，日消费1.06元/天，年节约费用2387元，后期可通过管道输氢代替交通运输；若氢气售价为3.5元/kg，日消费0.53元/天，每年可节约费用2580元。

近几年，全国天然气供应总体呈全年富余、夏季富足、冬季紧缺态势，陕西也不例外。自2010年至今，我国天然气产量逐步增加，但是随着需求量的增长，对于天然气进口的依赖度也维持在比较高的状态。

▲2010-2020年我国天然气供需平衡表 (单位:亿立方米)

据秦华燃气预测，今年西安市采暖季天然气需求量为19.75亿立方米，比去年增加2.14亿立方米，同比增加12.11%。如果出现持续降雪降温的极端天气，日最大用气需求量将超过2500万立方米，这个用量大约是其他季节日常用量的10倍之多。

作为零碳、无污染的清洁能源，“氢”不仅会有效解决碳排放问题，而且将有力改善天然气紧缺问题，在未来的供暖格局中，“氢”将发挥不可替代的优势。

在“双碳”目标下，氢能产业发展正步入快车道。而氢能供热（热电联供）不仅是绿色热力清洁供暖方式，也是直接面向用户的分布式能源系统。随着氢能产业的不断升温，供热作为氢能应用的重要场景之一，在绿氢技术不断突破的背景下，将有望得到更加广泛的推广。

·部分图片素材源自网络