五、生物质供热

建筑物中空间供暖和热水的能耗：6．9 Mtoe ／ 80．5 TWh（区域供暖57．6％，电力25．9％，生物燃料和废物14．2％，石油1．3％，天然气1．0％），自2006年以来下降了0．3％。

通过燃料进行区域供热生产：5．3 Mtoe ／ 62．0 TWh（生物燃料和废物76．2％，工业余热7．8％，热泵7．2％，煤和泥煤3．0％，天然气3．0％，石油2．3％，电锅炉0．5％）， 自2006年以来增长5．6％。2017年，瑞典生物质成形颗粒，供应独立住宅供暖的总量为25亿千瓦时。瑞典独立住宅以外的供应量为47亿千瓦时，瑞典的生物质成形颗粒还需要进口，2017的总量为4亿千瓦时。相比1997年，瑞典独立住宅以外的供应量为21千瓦时增长到47千瓦时，增长了一倍多。而供应独立住宅的生物质成形颗粒总量为2亿千瓦时增长以25千瓦时，增长12倍。这主要是替代燃油和燃煤的供热锅炉。

电热泵供热在瑞典的独立住宅供暖中也非常普遍，而瑞典的电力93％来自非化石能源，故瑞典的电供热是非常清洁的。

1． 建筑物中的热源

建筑物中的空间和热水供暖占住宅部门总能耗的三分之二，并且在商业和公共建筑物中占主要份额。 区域供热（DH）是瑞典供热的重要组成部分，因为它可以满足多户家庭建筑供热需求的90％和建筑总供热需求的近60％。DH生产中从石油，煤炭到固体生物质燃料的过渡已使瑞典的能源系统脱碳。大部分DH是用热电联产系统生产的，因此DH部门也为该国的电力供应做出了贡献。

市政废物也是区域供热DH中重要的燃料，利用能量回收进行焚烧作为废物处理方法已得到很好的发展。但是，随着促进回收利用，作为燃料的废物可用量可能会下降。同样，其他部门对生物燃料的需求可能会增加，例如 用于化学工业和运输。因此，其他替代性低碳热源，例如工业废热，在DH的供应中可以发挥更大的作用。这些热源的温度通常低于当今DH系统中使用的温度。

图9  1983－2016年瑞典按燃料分类的建筑供暖能耗

       在最近的几十年中，瑞典的供热部门经历了一次巨大的变革。 在1970年代，燃料油在住宅部门的能源消耗中占主导地位。在1973年和1979年的石油危机之后，瑞典开始使用更多的电加热设备，可通过建设核电和DH来获得。在1980年代初期，燃油仍占建筑物总热量消耗的近一半，但DH却在稳步增长。1983－2016年间DH显着增加，并与热泵一起取代了建筑物中几乎所有的供暖油。

       2016年，DH占建筑热需求的近60％，而十年前约为50％。DH为多户住宅提供了90％的供暖，77％的非住宅提供了供暖，17％的独立的一居和两居住宅供暖。

图10  2016年按燃料和建筑类型划分的采暖能耗

      DH在多户家庭建筑中占主导地位，而电力和生物燃料是独立式住宅中的主要热源。

      固体生物质燃料（木材和颗粒）占建筑总热量需求的14％，占独立式住宅供暖的三分之一。数十年来，此类生物质燃料的使用一直相对稳定，在2009年和2010年的严冬期间需求高峰。天然气仅在少数几个城市提供一小部分建筑物，其余燃料油中仅少量于用石油锅炉，因为它比其他替代品贵得多。以前，通过特定的补贴计划支持燃油加热和直接电加热的转换。

图11  1982－2017年瑞典的热泵装置

      2006－2010年石油和电热转换的支持计划。2006年，政府引入了两个转换支持计划，以增加对更有效的低碳采暖替代品的使用。一种方案支持油加热器的转换（第2005－1256号法案），另一种方案支持直接电加热的转换（第2005－1255号法案）。该计划允许房主在转换为DH，地源热泵或高效生物燃料锅炉时申请高达总成本30％的投资支持。这两个计划原定要到2010年底才运行5年，但是由于许多应用，石油转换计划在2007年关闭，原因是预算用完了。在方案评估中，它们被认为加速了油和电加热的转化。但是，由于许多投资是在没有支持计划的情况下进行的，而是由于对燃油和电力征收高额税款而驱动的，因此它们的经济效率不高。

       2．区域供热（DH）能源供应最初，DH是由石油提供的，但在1970年代的石油危机之后，燃料主要由政策决定驱动，首先是煤炭，然后是生物质燃料和废燃料。1991年，政府将二氧化碳税作为鼓励低碳燃料转化能源的主要政策工具。在2000－2004年，二氧化碳税迅速增加，此后缓慢增加。欧盟排放权交易系统中包含的设施最初免征二氧化碳税，但为了加快燃料转换并替换卫生区中剩余的化石燃料，2018年，二氧化碳税也扩大到了这些工厂。

图12  1974－2016年按燃料划分的区域供热能源组成

      自2001年以来，禁止将有机和可燃无毒家庭垃圾填埋，自从DH以来，城市垃圾已成为DH中有吸引力的燃料。2016年，废物占DH产生总量的24％，其中大约一半是可再生废物。将近一半的家庭垃圾被焚化，其余通过材料回收或生物处理进行回收。不到1％的家庭垃圾被填埋。除了生活垃圾焚化之外，瑞典还进口废物在废物转化为能源的工厂中进行燃烧，其中大部分来自挪威和英国。

      2016年，生物质和废燃料约占DH总产生量的三分之二。生物燃料和废物中最大的份额是主要的固体生物燃料（例如木屑），占2016年DH总产生量的一半以上。瑞典拥有大量的木材加工工业部门，副产品为木质燃料，以及森林采伐量会进一步增加。DH中还通过2003年引入的绿色电力证书制度间接支持了生物燃料的使用，该制度鼓励了可再生能源的热电联产。

      自从引入二氧化碳税，垃圾填埋法案和绿色证书制度以来，生物燃料和废物已成为区域供热的主要能源。

图13  2016年按处理方法分类的城市垃圾

2016年，按处理方法分类的城市垃圾中填埋仅占0．7％，能源化利用占48．5％，城市垃圾回收34．6％。焚烧和发电焚化是城市生活垃圾的最常见处理方法，随着回收利用的增加，焚化率可能会下降。

剩余的大部分DH由工业废热和热泵提供，两者在DH生产中相对稳定。工业废热与垃圾焚烧一起通常在DH产生中具有最低的运行成本，因此被优先考虑作为DH系统的基本负荷。当电价足够低以支持大规模的热能发电时，可使用热泵。

随着生物燃料和废热的增长，瑞典的DH脱碳生产已基本脱碳。2016年，化石燃料（包括天然气，煤炭，石油和一些泥炭）的份额为8％。化石燃料的份额正在进一步下降。在与该国西南部的天然气输送网相连的城市中，少数几个热电厂使用天然气，主要是在马尔默和哥德堡。煤炭主要用于剩余的一些热电厂中的峰值发电，以及斯德哥尔摩V？rtaverket企业的基本负荷，该企业已决定在2022年之前逐步淘汰燃煤。燃油锅炉主要为某些DH系统提供峰值负荷，此外， 在某些地方，生物油已经替代了化石燃料油。

区域供热已成为瑞典建筑能耗的重要组成部分。它为多户住宅提供90％的热量，为非住宅建筑物提供77％的热量。从1970年代的石油优势到如今主要使用生物燃料和废物的积极政策，在最近几十年中已经改变了DH的供应。

1991年开始征收二氧化碳税，是向可再生和安全能源系统转型的主要动力。瑞典旨在使运输和工业等其他部门脱碳的目标可能导致对可用生物质资源的竞争加剧。但是，仍然有未开发的森林残留资源和进一步提高能效的潜力，以及新的DH供应技术可以平衡对生物质原料需求的增长。在DH发展和2001年《垃圾填埋法》的推动下，DH系统中的垃圾焚烧发展迅速。

瑞典还进口了废物，主要是从挪威和英国进口的。由于这些国家正在开发更多的国内废物能源解决方案，因此对此类废物的竞争可能会加剧。此外，欧盟的废物等级制度优先考虑减少废物和材料回收，而不是焚化，这促使政府评估了可能引入的废物焚化税。政府尚未决定税收或其他政策措施，以促进更高程度的材料回收。

瑞典生物质供热思考：1． 随着城市化进程继续增加生活在城市中并使用区域供热的人口，建筑物的能源效率也不断提高。因此，预计未来对区域供热的需求将保持稳定或略有下降。2． 区域供热公司适应来自其他技术的竞争，例如 热泵，可容纳更多的废热和低温热源，并通过集成热电系统提高灵活性。但是，与此同时，低廉的电价正在挑战区域供热市场的发展。对新的区域供热系统和技术的更多研究和开发可以支持基础设施的现代化，并将区域供热保持为瑞典能源系统的重要组成部分。3． 垃圾焚烧在区域供热中的长期作用，并使区域供热发展战略与废物处理政策保持一致，以实现无化石DH的产生。 4． 鼓励使用价格对话系统来提高价格设定的透明度，并评估需要支持以进一步扩展该系统。

瑞典生物质供热总评

1． 瑞典的生物质能源比例相当高，欧盟国家排名第一；2． 生物质成形颗粒在居民供暖中的重要性非常突出，独立住宅的供暖方式主要是两种，第一种是电热泵供暖，第二种是生物质成形颗粒锅炉。淘汰燃油燃气锅炉，主要是这两种方式。3． 瑞典的生物质能源木制燃料居绝对主导地位，秸秆所占比例很少。4． 城市生物质垃圾的充分利用值得中国学习。

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何继江2018年文章汇编：推动能源转型，促进社会发展

何继江2019年文章汇编：能源转型万里行

公众号简介

何继江

清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任

清华大学科技与社会研究中心副主任

清华大学社会科学学院博士

清华大学能源环境经济研究所博士后

清华MBA校友能源环保协会副会长

这是何继江的个人微信公众号，也发布能源转型与社会发展研究中心研究团队的原创文章。

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推动能源革命，促进社会发展。