現(xiàn)狀：做冬季藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的一部分,，北方農(nóng)村采用清潔能源取暖,，這項(xiàng)工作已經(jīng)在廣大農(nóng)村持續(xù)試點(diǎn)了多年，目前主要采用的煤改電,、煤改氣和清潔煤,、生物能及少量的太能等多種形式代替燃用散煤用于冬季取暖。

煤改電,，主要有以下2種技術(shù)路徑：

電鍋爐取暖,，電暖器、電熱板,、碳晶取暖器等直熱式,，原理

上用電加熱制熱水再將熱水送到取暖器完成取暖，或者直接加熱空氣,，電熱轉(zhuǎn)化效率約97%左右,，成本約傳統(tǒng)燃煤取暖的2-3倍。

熱泵取暖：含水源,、地源和空氣內(nèi)熱泵,，地源與水源受資源

限制無法大規(guī)模應(yīng)用，能廣泛使用的為空氣源熱泵,。熱泵本質(zhì)都是采用機(jī)械裝置與將無法直接利用的低密度能量聚集升溫用于制熱,，降溫用于制冷。熱泵是目前唯一能效超過100%一種能源利用方式,，能效比約100%-500%（即消耗1kwh電能可以獲得1-5KWh的冷,、熱能，空氣能熱泵一般為150%-350%）,。同一臺(tái)空氣源熱泵制熱溫度相同情況下,，效率決定于室外空氣溫度，室外空氣溫度越高效率越高,。

煤改天然氣的取暖：煤改天然氣首先國內(nèi)的資源有限,，進(jìn)口有依賴,，資源限制對(duì)于能源安全不利，冬季氣源受限（2）天然氣在在農(nóng)村這種異常分散而管理比較滯后的地區(qū)容易帶來安全隱患,。（3）最關(guān)鍵的使用成本過高（也相當(dāng)于普通燃煤一倍以上）群眾同樣用不起（4）分散的天然氣燃燒因缺乏必要的環(huán)保措施,，導(dǎo)致僅比燃煤有所改善、但并不能從根本上解決環(huán)保問題,。

清潔煤取暖：比散煤污染成倍降低,，污染依然比較重、也存在使用安全性（農(nóng)戶煤氣中毒）,、不便使用,、室內(nèi)環(huán)境、煤渣處理問題,，同樣消耗國家大量補(bǔ)貼卻僅僅是過渡階段技術(shù),。

生物能源取暖，在初期進(jìn)行過推廣,，但因單位能源密度低,，不便于運(yùn)輸、存儲(chǔ)和便捷性使用,，未形成規(guī)?；瘧?yīng)用。

太陽能熱水取暖或太陽能熱水結(jié)合熱泵共同供暖,。該技術(shù)主要投資成本較高,，深冷氣溫下效率不高還需要電輔熱與循環(huán)、防凍等,，且一次性投入只能單季節(jié)受益,，其它季節(jié)還得妥善維護(hù)，投資收益比低導(dǎo)致不能成為具普遍推廣價(jià)值的技術(shù),。

6,、新型的光伏發(fā)電+熱泵取熱+地暖炕蓄熱純清潔取暖技術(shù)：利用農(nóng)村普遍存在的屋頂，按戶安裝一定面積的光伏發(fā)電設(shè)備,，在日間光伏發(fā)電氣溫較高時(shí)段，部分利用光伏組件轉(zhuǎn)化光能時(shí)占60%以上的廢熱來提高熱泵取熱端的空氣溫度,，大幅提高熱泵效率,，同時(shí)也利用了光伏所發(fā)的低價(jià)電，進(jìn)一步降低運(yùn)行成本,，并配置必要的蓄熱設(shè)備把夜間所需要的熱能存儲(chǔ),，不足部分使用波谷時(shí)段制熱補(bǔ)充（如陰雪天），從而大幅降低采暖運(yùn)行成本,，又能就地消化清潔能源,。該種方式比前幾種的投資都高,，但它卻是唯一一種一次投資百姓長期不交取暖費(fèi)可持續(xù)方案。具體方案的核心是,，初始個(gè)人與政府投入一點(diǎn)點(diǎn),，其它資金由政府政策提供無息或貼息貸款完成建設(shè)。光伏所發(fā)電在采暖季節(jié)用于采暖,，在非采暖季節(jié),，光伏發(fā)電的售電收益，來償還光伏發(fā)電,、熱泵,、蓄熱系統(tǒng)貸款投資。該方案政府補(bǔ)貼大幅降低,、安全性好,、農(nóng)戶長期近零成本采暖，還貸后又能為農(nóng)民提供部分養(yǎng)老投資收入,，是一種可持續(xù),、低成本純清潔的采暖方案。

二,、主要幾種采暖方式成本比較

從上表可以看出,，新型光伏熱泵儲(chǔ)能采暖系統(tǒng)，遠(yuǎn)比普通煤改電和煤改氣成本低,，是唯一一種可以使用貸政府后續(xù)僅提供貼息政策無需再補(bǔ)貼電費(fèi),，就可獲得持續(xù)、高安全,、純清潔,、不消耗資源的方案。

新型取暖方式（光伏與熱泵結(jié)合取暖方式）的實(shí)現(xiàn)：

熱泵能效高低除了受冷媒性質(zhì),，熱泵本身的設(shè)計(jì)制造匹配影響外,，受到熱泵壓縮機(jī)出口溫度和入口溫差影響非常大，比如同樣的熱泵設(shè)備在室外空氣+15度下制熱效率可達(dá)350%,，當(dāng)溫度降低到-15度下熱效率（COP）值會(huì)降到約200%,，效率相差75%。現(xiàn)有空氣能熱泵暖熱泵采暖工程中,，為使用波谷低價(jià)電,，熱泵大部分工作在晚上11點(diǎn)到早上7點(diǎn)時(shí)段制熱，但此時(shí)段室外空氣溫度又是一天中最低,、熱泵制熱效率也最低時(shí)段,，除此段外，電價(jià)又高許多，導(dǎo)致綜合取暖成本增高,。而能夠同時(shí)解決波谷時(shí)段熱泵效率低和其它時(shí)段電價(jià)高兩方面問題的方案就是采用光伏發(fā)電,。光伏發(fā)電時(shí)段具有氣溫高、自用電價(jià)低（0.37元/度左右）,，利用熱泵高效低成本制熱,、再將熱能存儲(chǔ)用于全天取暖，可以解決農(nóng)村清潔取暖的種種矛盾,，還有利于光伏電能的調(diào)峰,。

同時(shí)農(nóng)村建筑產(chǎn)權(quán)明晰，建筑面積大,、特別適合安裝光伏發(fā)電,。除此之外還可以應(yīng)用光伏發(fā)電組件的獨(dú)特特點(diǎn)，即目前光伏組件僅能將太陽能25%以下轉(zhuǎn)化為電能,，60%以上被轉(zhuǎn)化成的熱能,，該熱能為發(fā)電中有害的副產(chǎn)物，遠(yuǎn)大于光轉(zhuǎn)化為電的能量,，至今無法利用,，如能適當(dāng)利用，則會(huì)較大幅提高太陽能利用率,，降低采暖費(fèi)用,。據(jù)測算在不同的通風(fēng)和利用條件下，該熱能會(huì)組件周邊空氣升溫2-8度,。但因光伏組件面積大,、熱能分散，散失快,，加之冬季空氣溫度過低無法直接用于取暖,，必須收集提溫后才能被利用，而空氣能熱泵則是提取該熱能的有效方法,。通過實(shí)驗(yàn),，部分利用了光伏組件熱能白天制熱的熱泵效率比夜間運(yùn)行提高40%以上，從而有效利用太陽能資源,，減小熱泵電耗,。而使用了光伏低價(jià)電后，無補(bǔ)貼情況下綜合采暖成本比常規(guī)熱泵可以節(jié)省40%以上的采暖費(fèi)用,，見前表,。

3、關(guān)于熱能的存儲(chǔ)：因光伏發(fā)電時(shí)段制熱雖然可以大幅提高熱泵效率和太陽能利用率,，但光伏發(fā)電期間氣溫高，室內(nèi)需能低，而低溫時(shí)段又沒有熱能產(chǎn)生,，該方式必須配套熱能存儲(chǔ)設(shè)備方能實(shí)現(xiàn),。本方案采用了一項(xiàng)專利技術(shù)：即特殊固態(tài)熱炕蓄熱技術(shù)，在該技術(shù)下,，使用低標(biāo)號(hào)低成本混凝土等水暖炕即可達(dá)到蓄熱,、供暖和滿足廣大農(nóng)民習(xí)慣的舒服熱炕需要，而且即使停電15小時(shí),，室內(nèi)溫度也變化不很大,。

4、關(guān)于投資

一般農(nóng)戶安裝一套滿足采暖需要的設(shè)備總投資成本大約5.7

萬元,。百姓可根據(jù)條件初始投1000-5000元,，國家補(bǔ)貼6000元，其它約4.5-5萬元國家政策貸款給農(nóng)戶,，發(fā)電除了冬季用于取暖外,，其它季節(jié)賣電款用于償還貸款，即該貸款由用戶發(fā)電為擔(dān)保,，還款期如按12年,，該投資條件下貸款收益保障核算如下表：

在戶貸5萬元12年下，前12年還貸款期內(nèi)光伏發(fā)電除可滿足還貸外,，每戶每年僅需花費(fèi)約590元采暖費(fèi)就可達(dá)到取暖效果,；貸款還款結(jié)束后，不再花費(fèi)任何采暖費(fèi),，百姓每年還可以獲得約3245元養(yǎng)老收益,，政府也無需每年再支付巨額補(bǔ)貼。

2,、電力保障：需要與其它煤改電類似的電網(wǎng)新增容保障及政策支持,。

2021年12月