北京市农村建筑节能及清洁取暖改造经验与启示-北京可持续发展促进会.pdf

北京市可持续发展促进会 中科华跃能源互联网研究院 2021年 经验与启示 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 项目组成员 章永洁、冯逸夫、张 帆、林 慧 叶建东、薛志峰、李 季、张占省 本项目在执行期内得到多位专家在技术研 讨、成果评审的全过程支持和指导，在此 一并致谢 倪江波、杨旭东、王全辉、李惠斌、刘幼农、 胥小龙、邢永杰、王皆腾、高 岩、郝 斌、 康艳兵、刘 安、单 明、殷 帅、刘晓华 目前，在北京市已完成清洁取暖改造的平原地区及浅山区，面临着技术和设备的更新迭代； 另外还有 500 多个山区村庄未进行清洁取暖改造，面临如何选择经济合理的技术方案，进而基本 实现整个农村地区的无煤化；同时，在“双碳”目标下，农村又面临着能源体系低碳转型的新需求。 因此， 清洁取暖开始从单纯考虑初装成本的补贴时代进入运行成本自担的后补贴时代，从以环境 最优的技术路线选择阶段到兼顾经济性的因地制宜方案的选定阶段。 项目组自2005年起对农村生活能源消费进行了多次的大规模入户调研，分别建立了2006年、 2013 年、2018 年及 2020 年农村生活能源消费数据库，对农村建筑节能改造技术、清洁取暖改 造方案进行了深入的研究、示范、跟踪测试与效果评价，基于多年的研究基础，在梳理总结北京 市农村建筑节能与清洁取暖改造政策与实施情况、技术方案效果评价分析基础上，得出如下结论 1.农宅围护结构保温是农村建筑节能降碳的基础 北京市在全国率先在农村开展建筑节能改造，综合节能率达 40-60，效果显著，为全国提 供了良好的示范。我国北方农村地区的建筑保温水平普遍较弱，因此农村建筑本体能效提升是推 进农村建筑节能的工作重点，是农村节能降碳的基础。 2. 农村清洁取暖可持续发展的关键是因地制宜选择经济适用的技术方案 北京市在全国最早开展散煤替换，没有现成经验和模式可供参考，出现了一些基础设施建设、 设备和运行费用较高的情况。接下来，北京农村现有清洁取暖设备的升级迭代以及山区进一步清 洁取暖改造直至全面实现整个农村地区的无煤化，应因地制宜地选择经济合理的如下推荐技术方案 具有高能效比、可实现部分空间和部分时间供暖等行为节能以及灵活操作的低温空气源热泵 热风机取暖； 充分利用部分山区丰富的零碳排放能源农作物秸秆、树枝等各类农林生物质资源进行生 物质颗粒炊事采暖，实现本地化收集、生产和利用； 充分利用农村屋顶闲置资源，发展分布式“光伏 ”，满足农村生活、生产和交通用能，富 余电力上网，补充电网在用电高峰期的电力不足。 我国北方农村地区的清洁取暖改造不能完全照搬北京模式，但可充分借鉴北京清洁取暖改造 技术方案选择历程的经验，实现政府补贴设备的部分初始投资，少量或没有运行补贴，政府起到 引导作用下的政府补得起、农户用得起的低碳可持续的发展模式。 关键词北京模式，建筑节能，清洁取暖，农村低碳能源体系 执行摘要 CONTENTS 目 录 前言 . 1 1 北京市农村建筑节能与清洁取暖政策演进 .2 1.1建筑节能相关政策 . 2 1.2抗震节能改造工作流程 4 1.3清洁取暖改造相关政策 4 1.4清洁取暖改造与补贴实施流程 7 2 建筑节能与清洁取暖改造执行情况 8 2.1抗震节能改造累计完成85万余户 8 2.2约87的村庄完成清洁取暖改造 8 3 经验总结与成效分析 . 9 3.1工作流程日趋规范、方案选择更加合理 9 3.2对本市燃煤污染的降低起到了主要作用 10 4 农村建筑节能与清洁取暖改造调研分析 .11 4.1户均生活能耗降低，能源消费结构以煤为主转变为以电为主 . 11 4.2户均采暖面积增加，户均采暖能耗和单位采暖面积能耗均降低 . 12 4.3农村污染物排放量大幅降低 . 12 4.4建筑节能改造效果提升显著，存在少量施工及质量问题 13 4.5各种清洁取暖方式的效果与用户满意度差别较大 14 5 建筑节能与清洁取暖改造典型方案效果测试评估 16 5.1建筑节能改造综合节能率达40-60 16 5.2清洁取暖方案效果测试与评价 19 6 农村建筑节能与清洁取暖可持续发展模式启示 .23 6.1低碳可持续发展模式 24 6.2技术路径选择建议 . 25 参考文献 . 27 前言 北京市自2006年开始实施农宅节能保温改造示范，降低 采暖能耗，减少散煤污染排放，到2020年底，全市累计完成 约85万余户农宅节能改造、新建翻建和节能抗震加固综合改 造；自2013年北京市启动农村地区减煤换煤、清洁空气专项 行动，截至2018年底，累计完成2963个村庄、约110万农 户完成“煤改清洁能源”工作，在全国范围内率先实现了平原 地区基本“无煤化”。 梳理总结北京市建筑节能和清洁取暖改造现有经验和启 示，可为已完成清洁采暖改造的平原和浅山区，在今后政府补 贴取消后避免返烧煤现象的发生，现有清洁取暖设备达到寿命 周期后进一步升级改造，以及为下一步北京山区农村清洁取暖 技术方案和补贴方式的选择，提供技术支撑；同时也对我国整 个北方地区农村清洁取暖工作的实施形成借鉴。 前言  北京市农村建筑节能与清洁取暖政策演进 1.1 建筑节能相关政策 2006年，北京市“十一五”时期建筑节 能发展规划中提到“充分把握社会主义新农村 建设的契机，迅速把建筑节能向农村推进”。之后， 北京市住房和城乡建设委员会、北京市规划委员 会、北京市财政局、北京市审计局、北京市农村 工作委员会等部门发布了系列农民住宅建设项目 管理办法及抗震节能工作实施方案等政策文件， 规定了奖励标准和建设标准。2018年起，奖励 资金纳入美丽乡村建设引导资金统筹管理，分项 制定奖励标准，对各区没有具体的补贴配套要求。 2021年12月，北京市住房和城乡建设委员 会等4部门关于印发北京市抗震节能农宅建设 工作方案 （2021-2025 年）的通知指出，单 独实施外墙或门窗节能改造的农宅，市级财政不 再给与奖励，区级可结合实际制定鼓励引导措施。 京新农办函 【2011】12号 北京市农民住宅 抗震节能工作实施 方案（ 2011-2012） 年 京建发 【2011】26号 北京市农民住宅 抗震节能建设项目 管理办法（ 2011- 2012）年 京建发 【2013】159号 北京市农民住宅 抗震节能工作实施 方案（ 2013）年 京建函 【2013】233号 农宅抗震节能综 合改造操作程序 京建发 【2010】526号 关于启用北京市 农民住房新建改造 档案管理信息系统 的通知 京建发 【2012】211号 关于北京市农民 住房新建改造档案 管理信息系统功能 升级调整的通知 京建发 【2013】462号 关于北京市农民 住房新建改造档案 管理信息系统功能 升级调整的通知 京新农办函 【2014】2号 北京市农民住宅 抗震节能改造工程 建设规划（ 2014- 2017）年 京新农办函 【2014】3号 关于落实 2014年 农宅抗震节能改造 工作任务函 京财经二 【2011】2300号 北京市农民住宅 抗震节能建设奖励 资金管理办法 （ 2011-2012年） 京新农办函 【2015】1号 关于 2015年农宅 抗震节能改造工作 的通知 京新农办函 【2016】8号 2016年北京市农 民住宅抗震节能改 造工作实施方案 京新农办函 【2016】1号 关于 2016年北京 市农民住宅抗震节 能改造扩大实施范 围、调整补贴标准 的请示 京新农办函 【2017】8号 2017年北京市农 民住宅抗震节能改 造工作实施方案 京新农办函 【2015】2号 关于封存北京市 农民住房抗震节能 改造档案管理信息 系统历史数据的通 知 京新农办函 【2015】5号 关于下放北京市 农民住房抗震节能 改造档案管理信息 系统管理权限函 京建发 【2013】16号 关于进一步做好 我市农宅档案管理 信息系统录入工作 的通知 京建发 【2014】366号 关于尽快做好我 市农宅档案管理信 息系统 2013年数据 录入工作的通知 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 京新农办函 【2014】1号 关于组织开展农 宅抗震节能改造情 况自查自纠工作的 通知 2018 京建发 【2018】421号 北京市抗震节 能农宅建设工作 方案 （ 2018-2020 年 ） 2021 京建发 【2021】408号 北京市抗震节能 农宅建设工作 方 案 （ 2021-2025 年） 图1 北京市农宅抗震节能改造政策演进 1 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  表1 北京市农宅抗震节能改造相关政策主要内容 发布时间 名 称 主 要 内 容 2006年 北京市“十一五”时期建筑节能 发展规划 充分把握社会主义新农村建设的契机，迅速把建筑节能向农 村推进。 2006年 北京市农民住宅建筑节能墙改 示范项目管理办法 对农民住宅建筑节能墙改示范项目的补助标准为每套住宅 ２万元。 2008年 2008年北京市开展既有农民住宅 节能保温改造示范项目实施办法 农民住宅节能保温改造采用定额奖励方式。奖励补贴标准 原则上为投资额的60，每户住房保温改造奖励8500- 11000元。 2010年 北京市抗震节能型农民住宅建设 项目管理办法 对满足北京地区抗震和建筑节能标准等规定的新农宅项目， 按每户住宅2万元的标准对农民给予奖励。 2011年 北京市农民住宅抗震节能工作 实施方案（2011-2012年） 市区（县）政府采取以奖代补的形式，对农宅抗震节能改造 予以补贴。市政府按照新建翻建及综合改造每户2万元，单 项改造每户1万元的标准予以奖励。 2018年 北京市抗震节能农宅建设工作 方案 （2021-2025年） 新建翻建、实施抗震加固及节能两项改造的市级财政按照2 万元/户的标准给予奖励，只实施抗震加固的市级财政按照 1万元/户的标准给予奖励； 同时实施门窗和外墙两项改造的农宅，市级财政按照1万元 /宅的标准给予奖励；实施门窗或外墙一项改造的农宅，市 级财政按照0.5万元/宅的标准给予奖励； 建设超低能耗农宅的农户，按照北京市超低能耗建筑示范 工程项目及奖励资金管理暂行办法（京建法〔2017〕11号） 规定的标准和期限享受奖励政策。 2021年 北京市抗震节能农宅建设工作 方案 （2021-2025年） 单独实施外墙或门窗节能改造的农宅，市级财政不再给与 奖励。 北京市农村建筑节能与清洁取暖政策演进  1.2 抗震节能改造工作流程 北京市农宅抗震节能改造工作流程主要由申报、确户、施工、验收以及资金拨付五部分组成。在 实施过程中各区具体操作细节会略有差别。 申请 单户 整村 农户向村委 会提交申请 村民代表大 会讨论签字 审批 由乡镇政 府和区新 农办逐级 审批 施工 区 专 业 主 管 部 门 联 合 审 批 农户自行指 定施工单位 有资质专业 鉴定机构 村委 /区指定 施工单位 制 定 施 工 方 案 验收 户主 施工单位 村委会 监理单位 镇政府主 管部门 单项 改造 综合 改造 新建 翻建 施 工 财政 市财政 区财政 部分 预拨 验收合 格拨付 区指定施工 单位 图2 北京市农宅抗震节能改造工作实施流程 图3 北京农村地区村庄清洁取暖相关政策演进 1.3 清洁取暖改造相关政策 为贯彻落实党中央、国务院对首都大气污 染防治工作的整体部署，2013年，北京市政府 启动了农村地区“减煤换煤清洁空气行动”， 并于 2013 年 9 月将其纳入北京市 2013- 2017年清洁空气行动计划。按照“五个一批” （即城市化改造上楼一批、拆除违建减少一批、 炊事气化解决一批、城市管网辐射一批、优质 燃煤替代一批）的工作思路，在农村地区启动 了“减煤换煤”工作。之后，相继制定了各年 度农村地区“减煤换煤、清洁空气”、“清洁 取暖”工作方案。 图 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  2021年7月，北京市人民政府印发北京市“十四五”时期乡村振兴战略实施规划，提出到 2025年农村地区基本实现无煤化。 表2 北京市农村冬季清洁取暖改造相关政策主要内容 发布时间 文件名 主要内容 2013年 北京市 2013- 2017年清洁空气 行动计划 ◆在城乡结合部和农村地区综合推广电力、热泵、太阳能等清洁能源采暖方式，削 减散煤使用量。 ◆到2017年，力争完成20万农户电采暖改造任务。 2013年 北京市 2013 年 农村地区“减煤换 煤、清洁空气”行 动实施方案 ◆重点在农村地区实施优质燃煤替代 、取暖煤改电、天然气入户、太阳能热利用、 液化石油气下乡及沼气利用、农民住宅抗震节能改造和城镇化建设等工程。 ◆将“ 两区三镇”（门头沟区全区、城乡结合部地区227个行政村和延庆县八达岭镇、 昌平区十三陵镇、顺义区马坡镇）作为2013年推进工作的重点区域 ，其余农村 地区要全部实现不使用劣质燃煤。 2014年 北京市 2014 年 农村地区“减煤换 煤、清洁空气”行 动实施方案 ◆以“整村推动、区域覆盖、主推型煤 ”为原则推进农村地区“减煤换煤”工作。 全市累计实现50以上的农村住户实施“减煤换煤”。 ◆以推广符合北京燃煤排放标准的优质型煤为主。 2015年 北京市 2015 年 农村地区“减煤换 煤、清洁空气”行 动实施方案 ◆按照“整村推进、区域覆盖、 主推型煤”的原则推进农村地区“减煤换煤”工作。 实现全市农村地区住户使用优质燃煤基本覆盖，鼓励各区县开展“无煤村”建设。 ◆确保完成5万户农村“煤改电”工程；大力推动“百村天然气进村入户”工程， 力争完成20个村庄的市政天然气管网和CNG（压缩天然气）、LNG（液化天然 气）进村及入户取暖工程建设。 2016年 2016 年北京市 农村地区村庄“煤 改清洁能源”和“减 煤换煤”工作方案 ◆到2016年底，完成“十三五”时期平原地区村庄“煤改清洁能源”（以“煤改电”、 “煤改气”为主）计划制定工作； ◆完成 400个村庄整体“煤改清洁能源”任务，确保不再使用燃煤；未纳入 2016 年度“煤改清洁能源”计划的村庄，全部实施优质燃煤替代 ；对纳入2017年度 计划的村庄，完成各项前期基础工作及外围保障工作。 2017年 2017 年北京市 农村地区村庄冬季 清洁取暖工作 方案 ◆2017年10月31日前，完成 700 个农村地区村庄内住户“煤改清洁能源”任务， 同步实施1400个村委会和村民公共活动场所、79万平方米籽种农业设施的“煤 改清洁能源”工作，朝阳、海淀、丰台、房山、通州、 大兴 6个区平原地区村庄 内住户基本实现“无煤化”。 ◆对未纳入2017年度“煤改清洁能源”计划的村庄，全部实施优质燃煤替代。 2018年 2018 年北京市 农村地区村庄冬季 清洁取暖工作 方案 ◆科学选择技术路线，以 “煤改电”为主 ，因地制宜、循序渐进推进农村地区村庄 冬季清洁取暖工作； ◆2018年10月31日前，完成450个农村地区村庄住户“煤改清洁能源”任务， 同步完成450个村委会和村民公共活动场所、5.38万平方米籽种农业设施“煤改 清洁能源”工作，基本实现全市平原地区村庄住户“无煤化”。 ◆积极推进山区电力、燃气配套设施建设， 稳步推进山区村庄冬季清洁取暖试点工作。 ◆剩余尚未实施冬季清洁取暖改造的村庄，全部实施优质燃煤替代。 2018年 北京市打赢蓝天 保卫战三年行动 计划 ◆2019年，制定科学有效的山区“煤改清洁能源”技术路线，破解采暖期长、温差 大等难题，有序推进山区村庄的“煤改清洁能源”工作。 ◆巩固“无煤化”治理成果。 ◆建立健全清洁取暖设备的运维服务机制，确保安全、稳定运行。 ◆尚未改用清洁能源的村庄，全部使用优质煤。 2020年 北京市污染防治 攻坚战 2020 年行 动计划 ◆巩固平原地区“无煤化”成果； ◆各区健全清洁取暖设备的运维服务机制； ◆组织有序推进山区村庄的煤改清洁能源工作。 2021年 北京市“十四五” 时期乡村振兴战略 实施规划 ◆到2025年，实现农村地区基本无煤化。 北京市农村建筑节能与清洁取暖政策演进  补贴政策具体为 （1）减煤换煤补贴 市财政采取以奖代补方式对区县实行奖励， 2013年起按照200元/吨的标准进行奖励，农 村住户烟煤炉具更换为无烟煤炉具的购置费用， 市、区县财政和农村住户各承担三分之一。 （2）对“煤改电”、“煤改气”外部管网 建设的补贴政策 10 kV以下、住户电表（含）之前的电网 扩容投资由市电力公司承担70，市政府固定 资产投资承担30。住户户内线路（即住户电 表至取暖设备）的改造费用由各相关区政府制 定具体补贴政策。 天然气管网中压管线及调压箱（即入村前 工程及设备） 投资由具备资质的燃气公司承担； 调压箱到住户燃气表（含表）之前（即村内管线） 的投资由具备资质的燃气公司承担70，市政 府固定资产投资承担 30。 （3）对清洁取暖设备的补贴政策 对使用空气源热泵 、非整村安装地源热泵 取暖的，市财政按照采暖面积每平方米100元 的标准进行补贴；对使用其他清洁能源取暖设 备的，市财政按照设备采购价格的1/3进行补贴。 市财政对各类清洁能源取暖设备的补贴限额为 每户最高1.2万元；区财政在配套同等补贴资 金的基础上，可进一步加大补贴力度，减少住 户负担。 “煤改气”住户取暖用终端设备由市财政 按照每户燃气取暖炉具购置价格的1/3进行补 贴，补贴金额最高2200元；区财政在配套同 等补贴金额的基础上，可进一步加大补贴力度， 减轻住户负担。 （4）对运行的补贴政策 电价优惠及补贴政策完成“煤改电”改 造任务的村庄，住户在取暖季期间，由最初的 当日 2200 至次日 600 享受 0.3 元 / 度的低谷 电价，2015 年调整为当日 2100 至次日 600 享受0.3元/度的低谷电价，同时市、区两级财 政再各补贴0.1元/度；2017年，为进一步降 低农村地区清洁取暖设备运行费用，推行夜间 谷电时段再延长3小时，即当日2000至次日 800享受0.3元/度的低谷电价，同时电费补 贴方式由收取后再返还调整为农户直接按照0.1 元/度缴纳。补贴用电限额为每个取暖季每户1 万度。 天然气价格支持政策2017年起，调整农 村地区市政管道天然气分户自采暖用户阶梯气 量，并执行相应阶梯用气价格。补贴用气限额 为每个采暖季每户820 m 3 ，补贴标准实行动态 调整机制，即随居民用管道天然气销售价格调 整同步变动的天然气分户采暖补贴标准动态调 整机制。2020-2021年采暖季，天然气分户采 暖居民用户采暖用气补贴标准为每立方米补贴 0.73元。采用压缩天然气（CNG）、液化天然 气（LNG）方式的，高出市政管道天然气供气 价格的部分，由市财政按照每个取暖季每户最 高1300元的标准进行气价补贴，不足部分由 区财政安排。 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  1.4 清洁取暖改造与补贴实施流程 ◆通过招投标方式确定优质煤或采暖设备供应 企业 由各区农业农村工作部门根据实际需求通过招 标程序确定优质燃煤、清洁采暖设备等的供应企业。 ◆用电补贴由“先用后补”转为“实时到位” 2013年试点之初，电采暖的补贴采用“先用 后补”的方式，即在每个采暖季结束后，由市农委 根据区供电公司核准的数据，将补贴资金拨付各乡 镇，由各乡镇发放至各村，最后补贴给各户。从 2016年开始，国网北京电力承担了农村地区“煤 改电”用户的补贴代发放工作，利用“电采暖用户 补贴代发放系统”，将发放流程简化为“一提数、 两核对、一下发”，即在采暖季到来之前确定享受 补贴的用户明细，实现补贴实时到位。 ◆燃气据实予以等值气量补贴 农村村庄家庭天然气分户采暖用气据实补贴， 以燃气供应企业两次取得住户燃气表底数测算出采 暖用气量，按补贴标准计算核定补贴量后，燃气供 应企业向用户予以等值气量补贴，补贴上限为每户 820立方米。  2.1 抗震节能改造累计完成85万余户 2006年，开展新建抗震节能型新农宅试点； 2007年，全市启动既有农宅节能保温改造 试点； 2008年，新建抗震节能型新农宅工作和既 有农宅节能保温改造工作均列入了北京市政府 的“实事工程”和“社会主义新农村建设折子 工程”，被群众称为“暖心暖居工程”； 从2010年起，在全市郊区实施了规模化农 宅抗震节能改造； 十一五时期，共完成新建抗震节能型农宅 9789户，既有农宅节能改造18552户，抗震 节能型示范农宅476户； 十二五时期，共完成48万户农宅抗震节能 改造； 根据住建委公布的数据，估算到2020年底， 全市累计完成农宅抗震节能改造约85万余户。 2.2 约87的村庄完成清洁取暖改造 2014年，全市累计实现50以上的农村 住户实施“减煤换煤”； 2015年，实现全市农村地区住户使用优质 燃煤基本覆盖； 2016年，大规模实施整村“煤改清洁能源”， 完成了663个村庄、22.7万户的改造任务； 2018 年全市累计完成 2963 个村庄、110 万户的“煤改清洁能源”任务，平原地区基本 实现“无煤化”； 根据北京统计年鉴2021，北京市共有 3887 个村。截止 2020 年，全市约 87 的村 完成了清洁能源改造，其中，煤改电占八成， 煤改气占两成。剩余约500个山区村庄未实施 清洁取暖改造。 建筑节能与清洁取暖改造执行情况 2 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  3.1 工作流程日趋规范、方案选择更加合理 ◆抗震节能改造工作流程日趋合理、规范 抗震节能改造过程有施工监理以及验收等 环节，同时，由北京市住房和城乡建设委员会 建立了信息管理平台。 ◆取暖设备参数要求、企业资质要求日趋 完善 在招标文件中对生产、研发、安装及售后 服务能力更加重视；招标文件明确对设备参数 的要求。 ◆技术方案从以“换煤”为主向“煤改清 洁能源”转变 2013-2014年开展了以“优质煤替换散煤” 为主要内容的“减煤换煤”行动，同时开展了 蓄能式电暖器以及其他电取暖替代散煤采暖试 点；2015年开展了空气源热泵替代散煤采暖的 试点推广，自2016年起明确禁止使用没有节 能特点的直热式电锅炉，限制推广蓄能式电暖 器，推荐使用具有节能效果的电驱空气源热泵。 鉴于2017年出现的燃气供应紧张的形势，在 2018年的工作要求中明确提出农村地区清洁取 暖工作要坚持“煤改电”优先，因地制宜选择 技术设备，原则上不新建以液化天然气（LNG）、 压缩天然气（CNG）为气源的“煤改气”工程， 避免供应无保障、价格涨幅大的风险。 北京市农村地区冬季清洁取暖工作实现了 以“换煤”为主向以“煤改清洁能源”主的转变， 同时实现了从原来的直热式电暖器、蓄能式电 暖器为主向以电驱地源热泵、空气源热泵和燃 气壁挂炉为主转变；从原来的散户试点为主向 整村、整区域推进转变。 经验总结与成效分析 3 经验总结与成效分析  3.2 对本市燃煤污染的降低起到了主要作用 2014年，北京市首轮细颗粒物（PM2.5） 来源解析表明，北京市全年PM2.5来源中区域 传输贡献约占28-36，本地污染排放贡献占 64-72。在本地污染贡献中，机动车、燃煤、 工业生产、扬尘为主要来源，分别占31.1、 22.4、18.1和14.3。 2018年北京市发布的新一轮细颗粒物来源 解析表明，北京市全年PM2.5主要来源中本地 排放占三分之二，本地排放贡献中燃煤源占3。 2021年北京市发布的第三轮细颗粒物来源解析 最新研究表明，现阶段北京市PM2.5主要来源 中本地排放近六成，其中燃煤源分担率为3。 由此可见，北京市本地污染中燃煤污染占 比由2014年排名仅次于机动车、占比22.4 下降到2018年3，且随着本地污染总量“瘦 身”的情况下，2021年燃煤污染占比保持3 不增。 根据项目组承担的科技部“十二五”科技 支撑计划项目北京地区民用燃煤及扬尘污染 控制关键技术研究与示范研究结果北京农 村家庭固体燃料燃烧的总PM2.5排放对本地污 染排放的贡献率是城市燃煤锅炉贡献的两倍左 右。由此得出，北京农村地区农宅节能与清洁取 暖改造对本市燃煤污染的降低起到了主要作用。 图4 北京市大气PM2.5来源解析结果 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  项目组分别在2018年和2021年对北京 市农村生活能源消费情况进行了调研，调研样 本量合计为6500份，涉及北京市10个区，同 时与项目组在2013年的调研结果进行对比 分析。 图5 农宅现场图 农村建筑节能与清洁取暖改造调研分析 4 4.1 户 均生活能耗降低，能源消费结构以煤 为主转变为以电 为 主 随着农村经济水平的提升以及建筑节能改 造、清洁取暖改造工作的开展，农村生活能耗的 总量和各类能耗占比发生了较大的变化。户均能 耗从2013年的3.25 tce降低至2.72 tce。其中 用电占比从 2013 年的 26.26 提升到 2020 年 的 67.19；煤耗占生活能耗总量的 20.41， 与2013年56.61相比实现了大幅度下降。 图6 户均能源消费量变化 农村建筑节能与清洁取暖改造调研分析  4.2 户 均采暖面积增加，户均采暖能耗和单位 采暖面积能耗均降低 从以散煤小锅炉采暖为主转变为以电采暖设 备为主，采暖面积增大，户均由2013年的80 m 2 增加到 2020 年的 106.3 m 2 ；采暖用能占总能耗 的70.65，其中，用于采暖的电耗占总电耗量的 72.56，用于采暖的天然气耗量占总天然气耗量的 89.52。由于围护结构保温改造及采暖设备能效提 升，单位面积采暖能耗大幅度降低，由 2013 年的 28.3 kgce/m 2 到2020年降低到18.3 kgce/m 2 。 4.3 农村污染物排放量大幅降低 基于项目组对散煤、型煤及秸秆燃烧污染物 （PM2.5、SO 2 、NO X 、CO、CO 2 ）排放因子的测 试，根据调研统计数据计算得出户均污染物排放量 变化情况。 由此可以看出，PM2.5、SO 2 、NO X 、CO、 CO 2 等污染物排放均明显降低，其中 PM2.5 排放 降低近78。 图7 户均采暖面积与单位采暖能耗对比 图8 户均污染物排放情况 图10 户均CO 2 排放量变化 图9 户均CO排放量变化 由以上分析可知，由于围护结构保温改造 及采暖设备能效提升，采暖能耗强度显著降低， 以电为主替代了以散煤为主的采暖用能结构， 大大降低了农村污染物的排放水平。 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  图11 保温板外侧保护层脱皮开裂 4.4 建筑节能改造效果提升显著，存在少 量施工及质量问题 ◆室内温度整体提升2.6℃ 农宅增加保温后可以显著改善室内热环境 状况，提升冬季室内温度。通过入户调研数据 统计后发现，农户在进行节能改造前的室内平 均温度为15.3℃，进行节能改造后的平均温度 为17.8℃，整体提升了2.6℃。 ◆实施满意度80以上 由农户对抗震节能改造工作满意度统计结 果可知，80以上的农户对操作流程、施工质量、 节能效果和自筹费用等方面达到满意和非常满 意，不满意农户比例均在10以下。 ◆存在少量墙皮脱落开裂、窗户质量差等 问题 调研过程中发现保温外侧保护层较薄，存 在脱皮开裂等现象，保温板有着火隐患。 有些新安装的窗户玻璃中间有水雾，致使 玻璃常年浑浊；窗墙间有缝隙；有的门窗框质 量较差，打开阻力大；门窗无配套纱窗且未留 安装纱窗槽口，导致屋内灰尘及蚊虫较多，夏 天无法开门开窗。 图12 窗墙间存在的缝隙 此外，部分区县没有区级补贴，有些农户反映补贴资金偏少，且返回补贴时间较长，尤其是新 建翻建；少数农宅未能达到理想节能保温效果；施工过程中，少数农户与施工单位沟通不畅，导致 工作停滞；施工单位后期质保问题无法得到及时的解决等问题。 农村建筑节能与清洁取暖改造调研分析  4.5 各种清洁取暖方式的效果与用户满意度差别较大 ◆蓄热式和直热式电采暖室温不升反降，其他 采暖方式室温均有 13℃的提升 除蓄热式电暖器和电锅炉相对于改造前室 内温度有1℃左右的降低外，其余采暖方式的农 宅采暖房间温度均有13℃的增加，平均升温 1.5℃。用户反馈蓄热式电暖器 日间放热持续时 间不够，此外采用电锅炉的用户，用户担心锅 炉功率过大引起高额的采暖费用，而会采取手 动关闭设备，因而这两种采暖方式的农宅室温 没有明显提升。 ◆大多数农户可接受的采暖运行费用为20 元/m 2 以内 对政府补贴前和补贴后的单位面积运行费 用及用户对费用的接受程度统计分析结果表明， 补贴后用户对运行费用的接受程度明显增加， 20 元 /m 2 以内的运行费用对于用户来说比较能 接受，高于30元/m 2 则有较多用户表示难以接 受。 另外，蓄热式电暖器虽然与电锅炉相比运 行费用相当甚至较低一点，但是用户反映蓄热 式电暖气夜间所蓄热量不足以支撑日间的采暖 需求，蓄放热特性不可控，不满意程度稍高。 ◆热泵类采暖效果评价较好 采暖效果上，直热式电暖气、蓄热式电暖 器和电锅炉这三类电采暖设备功率高、能耗大， 约50的用户认为采暖效果不好；三类热泵和 天然气壁挂炉及太阳能采暖均获得较好的采暖 效果评价。 图14 补贴前用户对采暖设备运行费用的接受程度 图15 补贴后用户对采暖设备运行费用的接受程度 图16 不同采暖方式采暖效果满意程度评价 图13 不同采暖方式改造前后室内平均温度 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  采暖方式 期望进一步 改造用户占比 改造建议 低温空气源热泵热水机 4 太贵，以前烧煤时才一千多元； 故障解决不及时，白天可以低温运行或关机， 封院子增加建筑保温性能 低温空气源热泵热风机 4 少数安装在屋顶上，安装不合理 天然气壁挂炉 6 换成费用较低的方式 蓄热式电暖器 76 畜热性能差，采暖效果不好， 希望换成空气源热泵 地源热泵 4 机子质量不好，希望换空气源热泵热风机 电锅炉 50 运行费用较低的如空气源热泵 太阳能采暖 20 换成空气源热泵 型煤炉 90 换成干净的电采暖方式，如空气源热泵 直热式电暖器/电热板 88 希望换成更好的采暖方式 由用户改造意愿的调研可以看出 使用型煤炉以及直热式的电采暖方式（包括蓄热式电暖器、电锅炉、直热式电暖器/电热板）的 用户的改造意愿很大，50以上的这几类设备用户都期望进一步改造。 表3 农户希望进一步改造和建议信息表 ◆型煤、直热、蓄热式采暖用户的升级改造意愿大 农户对采暖技术的满意程度和对清洁采暖方式的了解程度、接受度也体现在是否希望继续改造成 其他方式的意愿上。 农村建筑节能与清洁取暖改造调研分析  5.1 建筑节能改造综合节能率达40-60 在房山区、门头沟区选择典型节能改造的农宅进行了围护结构传热系数、冷风渗透次数、 室内外温度和冬季能耗情况的实地测试。 ◆墙体保温传热系数降低50以上 图17 墙体传热系数测试现场图 表4 墙体传热系数K值 墙体形式 实测K 值（W/ m 2 K） 理论K 值（W/ m 2 K） 37砖墙 1.57 0.98 24砖墙 2.11 1.40 37砖墙加5cm膨胀聚苯板 0.70 0.47 37砖墙加9cm膨胀聚苯板 0.37 0.33 37砖墙加6cm挤塑聚苯板 0.38 0.35 建筑节能与清洁取暖改造典型方案效果测试评估 5 几种保温方式墙体的传热系数测试计算结果表明，增加保温层后，传热系数明显降低，均 降低55以上，但因受施工工艺、材料吸水以及测试误差等因素的影响，实测结果均比相应 的理论值大。 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  ◆换气次数降低50左右 采用风门负压法测试围护结构密封性。根据记录数据分析常压下排风量与房间体积的比值，可计 算出冷风渗透次数。 冷风渗透次数测试结果表明，改造后的农宅，在门窗关闭情况下的换气次数为0.5次/h左右，与 未改造的农宅相比，换气次数降低50左右，农宅气密性能得到了加强。 ◆综合节能率达40-60 围护结构热工性能的改进在提高农宅冬季室内热环境的同时，也降低了采暖能耗量。根据实测结果， 农宅改造后，采暖季平均室温较原来提高了47℃，综合节能率可达40-60。典型改造方案的测 试模拟结果如下 图18 测试典型户数据拟合曲线 墙体结构370 mm砖墙，保温改造方式墙体5 cm聚苯板外保温，屋顶10 cm胶粉聚苯 颗粒保温，塑钢双玻窗户加装保温窗帘。结合测试数据，通过DeST-h能耗模拟计算得到改造后综合 节能率达61。 图19 典型农宅平面图 建筑节能与清洁取暖改造典型方案效果测试评估  表5 保温改造前后对比 ◆门窗保温节能效果显著 利用DeST-h对典型农宅进行模拟计算， 主要分析冬季采暖负荷，采暖期为120天，采 用温度控制模式，即设定各采暖房间的最低控 制温度来进行比较分析，以未保温改造的典型 农宅为基础工况计算节能率，不同保温改造措 施节能率模拟结果表明，四面墙全部保温改造 时，节能率达到25，四面墙保温门窗改 造时，节能率增加到45，门窗改造节能率达 19。可见门窗作为空气渗透主要部位，加强 保温改造，节能效果明显。 北墙保温门窗改造措施下，节能率达到 26；北墙保温门窗改造吊顶保温措施下， 节能率达到48。屋顶作为热量散失主要部位， 采用保温措施后，节能效果明显。 指标 改造前 改造后 室内温度，℃ 8 卧室 13.3 客厅 15.0 墙体传热系数，W/m 2 K 1.57 0.70 屋顶传热系数，W/m 2 K 1.64 0.82 换气次数，次/h 0.9 0.39 耗热量指标W/m 2 41.6 16.4 综合节能率 61 图20 不同保温改造措施的节能率 北京市农村建筑节能及清洁取暖改造 经验与启示  5.2 清洁取暖方案效果测试与评价 选取目前北京市农村推广应用的蓄热式电 采暖、空气源热泵热水机、空气源热泵热风机、 燃气壁挂炉等采暖方式进行测试，测试内容包 括室内外温度、设备效率、采暖能源消耗量等， 同时与散煤、型煤以及生物质颗粒采暖方式进 行对比分析。 ◆部分清洁取暖方案运行费用偏高 结合大量调研与测试数据，蓄热式电采暖、 空气源热泵热水机、燃气壁挂炉等采暖方案存在 采暖能耗高等问题，蓄热式电采暖能耗约100- 120 kWh/m 2 ，空气源热泵热水机能耗约45- 85 kWh/m 2 ，燃气壁挂炉采暖天然气消耗量为 10-20 m 3 /m 2 ，均超出了农民对运行费用实际 可接受程度20元/m 2 内。 清洁取暖方案 测试户数（户） 平均单位采暖面积能耗 蓄热式电采暖 26 124.0 kWh/m 2 空气源热泵热水机 11 79.1 kWh/m 2 空气源热泵热风机 13 26.7 kWh /m 2 燃气壁挂炉 12 15.0 m 3 /m 2 太阳能燃气壁挂炉 1 7 m 3 /m 2 ◆空气源热泵低环温运行良好 运行受气温影响较大的取暖设备为空气源 热泵热水机和热风机。以下针对两种空气源热 泵在低温天气下的运行情况进行分析。2020年 1月6日-7日，北京受到寒潮影响，1月7日晨， 南郊气象站最低气温达-19.5℃，山区则平均 达到了-26.4℃，山区最低气温在-30℃左右。 （1）空气源热泵热水机 空气源热泵热水机在1月6日-7日的运 行监测情况见图2