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城镇化下北方省区集中供暖耗煤及节能潜力分析

范文

张磊+　韩梦+　陆小倩??

摘要当前，我国正在大力推进城镇化建设，这将导致北方省份集中供暖耗煤大幅增长，给节能减排工作带来新的挑战，有必要通过科学评估未来的供暖耗煤量及其节能潜力对这一问题给予回答。本文首先通过回归分析发现供暖面积和能耗效率分别显著地正向和负向影响着耗煤量，然后对城镇化下的集中供暖人口的演变轨迹进行分析，进而划分出棚户区居民、老楼房居民、新楼房居民和流动暂住居民等供暖人群，构建出各群体人口增长及其供暖面积的核算模型，并预测出2011-2025年间各地的供暖人口及供暖面积，最后结合现实情境、节能情境Ⅰ（住房保暖水平改造）和Ⅱ（取暖用能效率改造）的单位耗煤量核算出各地供暖耗煤量及其节能潜力。研究结果表明：与2011年相比，2025年的北方城市集中供暖人口数量将增长0.41亿人，相应地供暖面积将增长23.10亿m2，由此引发的煤炭消耗量将达到1.52亿吨标煤（tce），增长了0.48亿 tce，而在节能情境Ⅰ和Ⅱ中，煤炭消耗量将仅为0.90和0.68亿 tce，节煤效果非常显著；分省区来看，山东和辽宁都一直是供暖耗煤大省，但所占份额将会有所下降，而黑龙江、河南和吉林等省份的城镇化进程更快，供暖耗煤量也将快速上升，其它省份的供暖耗煤增长相对稳健；以2011和2012年为基准的预测结果精度检验证明了以上结果的可靠性。由此说明，虽然大力实施城镇化将带来供暖面积的增加，引发北方地区对供暖耗煤的刚性需求，但如果房屋保暖和用能效率等节能水平真正达到国家标准，供暖耗煤并不会比现有水平大幅增加，反而会略有减少，表明城镇化下的供暖耗煤并不会给节能减排工作带来新的压力，当前的工作重点应集中于节能措施的推广应用。

关键词城镇化；供暖耗煤；节能潜力；预测

中图分类号 TK01 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2015）08-0058-11 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.08.008

我国北方省区冬季严寒，居民需要取暖过冬。长期以来，农村地区冬季取暖主要来源于就地取材的秸杆等生物质能源，而城镇地区的取暖主要依赖于煤炭这一化石能源，包括棚户区一家一户式的分散用煤和管道供热式的集中用煤。分散式的烧煤取暖在带给人们舒适生活的同时也引发了饱受诟病的空气污染问题，为此，借助城镇化的契机，国家积极推进更为安全、环保和节能的集中供暖。2013年9月国务院出台的《大气污染防治行动计划》明确提出“加快推进集中供暖，在供热管网不能覆盖的地区，改用电、新能源或洁净煤”，集中供暖将成为未来北方省份冬季取暖的主要方式。

但在实施过程中依然面临挑战，最大之处来自城镇化下集中供暖用煤的增长。为了控制大气污染，各地纷纷开始削减煤炭消费总量，但相较工业用煤，取暖用煤涉及民生，相对是个“硬约束”，削减空间不大；特别是国家正在大力推进城镇化建设，北方集中供暖用煤的需求将会持续增长，从而部分抵消削减工业用煤所带来的环境效应。面对这一两难处境，人们不禁思索：城镇化下的集中供暖耗煤量未来将如何增长？是否会给业已严重的大气污染带来新的压力？科学回答这一问题对调整各地能源消费结构、规划煤炭消费总量和落实大气污染防治计划都有重要的现实意义。

当前，学术界对于集中供暖耗能的研究大都局限于技术领域，考量不同的建筑保暖技术对单位能耗的影响[1]，或是研究气候变化对采暖能耗的影响[2-3]，或是探讨各种集中供暖方式的能效[4-5]，对供热用能结构、总量和节能进行综合分析的研究尚未发现；在城镇化和能源消费关系方面，多数研究结果都认为城镇化会对资源和环境造成冲击[6-7]，但结论并不一致：有些学者认为城镇化改进了基础设施效率而使能源消耗降低[8-9]，而更多的学者认为城镇化所带来的人口增加必然导致能源消费增加[10-13]，但他们多集中于城镇化与能源消耗关系的计量研究，鲜有学者对城镇化下的能源消耗数量进行预测研究，而这是科学解决我国城镇化过程中所面临能源问题中的重要一环，不容回避。依据我国城镇化下人口流动的轨迹，创新性地构建了城镇化下集中供暖面积预测模型，并结合不同情境下的单位面积耗煤量核算了北方各地未来集中供暖耗煤量及节能潜力，科学地回答了城镇化对集中供暖耗煤的影响问题。

1 集中供暖耗煤及影响因素

1.1 北方省份集中供暖分析

当前，我国集中供暖主要分布在严寒、寒冷和部分夏热冬冷地区，具体分界线为秦岭—陇海线，包括：北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、吉林省、黑龙江省、江苏省（主要是徐州地区）、山东省、河南省（部分地级市）、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区等16个省份，也是我们重点考察的省份。

近年来，我国集中供暖面积和耗煤数量得到了快速增长。据统计，1997年集中供暖面积是8.07亿m2，2011年增长至51.83亿m2，年均增长率达到14.02%；相对应的就是供热耗煤数量的增加，从1997年的0.64亿t增长到2011年1.68亿t，年均增长率为7.06%，并有进一步增长的趋势（见图1）。

1.2 集中供暖耗煤量的影响因素

综合现有的研究，集中供暖耗煤量的影响因素主要包括气候条件、供热面积、管道长度和煤炭利用效率。据此构建一个多元回归模型。

C=f（W，S，L，T）+μ（1）

其中，C为集中供暖煤炭消耗量，W采暖期间的室外平均气温（以华氏温度计），S是供热面积，L为管道长度，T是煤炭综合利用效率，μ是随机项。

相关数据来自于1997-2012年间的《中国统计年鉴》、《中国煤炭工业年鉴》和《中国能源统计年鉴》，并对其进行对数化处理以规避异方差和偏态分布问题。运用逐步回归法得到最终的回归方程为：

lnC=19.12+0.07lnL+0.95lnS-6.59lnT（2）

（3.63*[KG-*2]*[KG-*2]*）（2.11*[KG-*2]*）（6.68*[KG-*2]*[KG-*2]*）（-3.21*[KG-*2]*[KG-*2]*）

F=242.07*[KG-*2]*[KG-*2]*，R2=0.99

回归方程整体通过了F检验，且拟合优度较好；影响因素中，除平均气温不显著被剔除，余下的三个变量都通过了相应地t检验，说明它们显著地影响集中供暖耗煤量。自变量的系数符号表明：增加管道长度和供热面积会相应地增加耗煤量，而提高煤炭利用效率会相应地减少耗煤量，这为综合考察集中供暖耗煤和节能潜力指明了方向。

张磊等：城镇化下北方省区集中供暖耗煤及节能潜力分析

中国人口·资源与环境 2015年第8期

2 集中供暖人群的演变与分类

2.1 城镇化下集中供暖人口的变迁轨迹

一般地讲，城镇化是指农村人口不断向城镇转移，第二、三产业不断向城镇聚集，从而使城镇数量增加、规模扩大的一种历史过程。我国改革开放以来，大批农村人口通过升学、退伍、经商、务工等多种方式转移到城镇工作，其中有一部分在城里购置了楼房，长期生活在城市中，也有相当一部分（主要是农民工）只是在城里打工赚钱，租房居住，并没有真正融入到城市生活中。我国城镇化过程

图1 1997-2011年我国集中供暖面积及其耗煤量

Fig.1 Central heating area and coal consumption in 1997-2011

数据来源：历年《中国统计年鉴》。

中，如何实现农民工的市民化是一个重要选项。

此外，城镇化不仅是简单的城市人口比例增加和面积扩张，更要在产业支撑、人居环境、社会保障、生活方式等方面实现由“乡”到“城”的转变，实现城镇化“质”的提升。例如，从农村生火取暖和棚户区的煤炉取暖到现代化楼房的集中供暖就是这种转变的具体体现。截止到2012年底，我国仍有1200万户家庭生活在城市棚户区中，住房简陋，设备落后，也是城镇化进程中的改造对象。

上述过程基本上描绘了我国城镇化下集中供暖人口的变迁轨迹，整理成图2所示，即未来集中供暖的需求群体来自：①城市中一直就享受集中供暖的居民及其自然增量；②棚户区改造后住进楼房的原城市居民；③从农村转移到城市并住进楼房的原农村居民；④从农村到城市打工并租住楼房的原农村居民。可以看出，除第一类群体外，其余群体均为新增加的对集中供暖有需求的人群，随着城镇化改造力度的加强，这部分群体的规模将越来越大，也必将对我国供暖能源的供需结构产生深远的影响。

图2 城镇化下集中供暖人群的变迁轨迹

Fig.2 Growth route of central heating people in China

2.2 群体分类及其取暖需求分析

根据本文的研究目的和上述供暖人群变迁轨迹，将集中供暖需求人群划分为棚户区居民、老楼房居民、新楼房居民和流动暂住居民，不同人群的居住特征、取暖方式和住宅需求分析如下：

（1）棚户区居民。这部分居民具有城市户籍，且一直分散地生活在城市棚户区中，冬季取暖主要依赖家庭煤球炉等传统方式，住房保温性能差，能源效率低，煤炭浪费严重。棚户区改造是我国城镇化过程中的一个重要环节，其内容就是拆除棚户建筑，将这部分居民搬迁到现代化的楼房建筑中，其取暖方式也相应地变更为集中供暖。

（2）老楼房居民。这部分居民具有城市户籍且长期以来居住在老旧楼房中，人均居住面积小且生活设施不完善，有着改善住房条件的需求。但从冬季取暖来看，这部分居民长期以来都享受着集中供暖，改善住房条件后，这些居民仍然依赖于集中供暖。

（3）新楼房居民。为研究方便，本文将这部分居民来源定义为由农村乡镇转移至城市的人群，以区分于前面两类的城市老居民。他们不一定具有城市户籍，但都在城市购置了楼房且将长期生活下去，是城镇化中人群转移的主体。这部分人群大多购买的是近些年竣工的新楼房，取暖方式绝大多数为集中供暖。

（4）流动暂住居民。这部分人群大多为来城打工农民，暂时居住在城市中，并用打工所得在家乡盖了房屋，没有在城市购置楼房的需求。囿于收入的限制，他们目前大多居住在城乡结合部的棚户区，但随着城镇化进程的推进和棚户区的改造，他们也将逐步搬迁至楼房中，并采取群租等方式来降低居住成本，所以人均住宅面积较小，取暖方式也相应地变更为集中供暖。

3 理论模型、方法和数据

3.1 集中供暖面积的核算模型

集中供暖面积分为住宅和非住宅两类。对住宅而言，囿于我国地少人多的国情，无限制地增加住宅建设用地是不现实的，即使在大力推行城镇化的今天，国土资源部仍然发文强调要控制18亿亩耕地的红线。解决这一问题的出路是科学规划各城市的人均住宅面积，使得一方面城镇化工作稳步推进，群众的住房改善需求能够得以满足，另一方面也节约了土地资源。由此，i地的住宅面积核算公式可描述为：

BDi，t=Spi，t·Ni，t（3）

其中，BDi，t为t年i地的住宅总面积，Spi，t为t年i地的人均规划住宅面积，为政府给定的外生变量，Ni，t为t年i地集中供暖人口数量。

非住宅建筑为人们提供工作、生活服务、休闲娱乐等场所，包括工业商业用房、医疗用房、办公用房、军事用房、公共福利用房和教育用房等一切除了用于居民住宅的建筑。通常认为，非住宅面积跟人口数量息息相关。基于2002-2012年的相关数据，通过回归分析可以得到二者之间的关系为：每增加一个单位的人口，非住宅面积相应的增加5.35个单位。

NBDi，t=-71.05+5.35Ni，t（4）

（-4.05*[KG-*2]*[KG-*2]*）（4.66*[KG-*2]*[KG-*2]*）

由此，准确地预测各地集中供暖人口数量就成为预测未来住宅和非住宅供暖面积的关键。

3.2 集中供暖人口的预测模型

我们基于图2所示的人口群体进行预测，不同群体转化成为集中供暖人群的速率并不相同，各自的供暖面积预测模型也有差异。

3.2.1 棚户区居民

这部分居民转化为集中供暖居民的速率关键受到政府对棚户区改造力度的影响，其t年后的供暖人口预测模型可描述为：

N1i，t=N1i，0·h1i+

N1i，0·（1-h1i）·h1i+…+N1i，0·

（1-h1i）n-1·h1i（5）

整理后，式（5）可改写为：

N1i，t=N1i，0·[1-（1-h1i）n]（6）

其中，N1i，t为t年i地棚户区居民的集中供暖人口数量，N1i，0为i地基准年份的棚户区人口数量，h1i为i地棚户区改造平均强度。

3.2.2 老楼房居民

现实中，这部分人群无论是改善住房条件，还是因人口增加而购置新房，都会再次住进楼房中并且选择集中供暖。因此，这部分居民集中供暖人口数量的影响主要来自人口自然增长率，其t年后供暖面积预测模型可描述为：

N2i，t=N2i，0·（1+h2i）+

N2i，0·（1+h2i）2+…+N2i，0·（1+h2i）n（7）

整理后，上式可改写为：

N2i，t=N2i，0·[[SX（]（1+h2i）[（1+h2i）n-1][]h2i[SX）]]（8）

其中，N2i，t为t年i地老楼房居民的集中供暖人口数量，N2i，0为i地基准年份的老楼房人口数量，h2i为i地老楼房群体的人口自然增长率。

3.2.3 新楼房居民

集中供暖面积主要取决于乡村人群向城市搬迁的人口数量。近三十年来，由于国家严格的人口生育政策，城市人口自然增长率缓慢，城市人口增量主要来自于这部分迁徙人群。由此，这部分居民的t年集中供暖人口预测模型可描述为：

N3i，t=f（TN3t，1999-2011）（9）

其中，N3i，t为新楼房居民集中供暖人口数量，N3t，1999-2011为1999-2011年间向城市迁徙的人口数量，f为函数关系式，用以基于历史数据来推演各地的迁移规律。

3.2.4 流动暂住居民

设N4i，t为享受集中供暖的人口数量，TN4i，t为全部的暂住人口数，h4i为暂住人口中入住楼房的比率，则t年的预测模型可描述为：

N4i，t=TN4i，t·h4i（10）

3.2.5 集中供暖总人口

最终，i地t年集中供暖人口数量的核算公式为：

Ni，t=N1i，t+N2i，t+N3i，t+N4i，t（11）

3.3 集中供暖耗煤量的核算方法

基于以上，建立集中供暖耗煤的核算公式如下：

HCC=HDS·qc（12）

其中，HCC为耗煤量；HDS为集中供暖总面积，包括住宅与非住宅，即HDS=BD+NBD；qc是采暖期内单位面积所耗标准煤的数量（W/m2），根据我国《民用建筑节能设计标准》，其计算公式为：

qc=[SX（]24·Z·qH[]HC·η1·η2[SX）]（13）

其中，Z表示各地集中供暖天数，qH表示单位时间内单位建筑面积消耗的热量，HC表示标准煤的热值，η1表示室外管网的传送效率，η2表示锅炉的运行效率。

3.4 数据来源

我们通过多种途径获取数据来满足模型运算的需要：①基于全国住房城乡建设工作会议的会议精神，将2025年人均城市住宅建筑面积的规划值定为35 m2。②在核算集中供暖人口时，根据各省制定的棚户区改造方案和媒体公开报道资料，设定了各省区棚户区户数及改造强度；将《中国城市统计年鉴》中城市人口增加值与原有居民人口自然增加值的差值认定为某地农村向城市转移的人口数量，并分别应用指数增长模型、Logistic模型和半对数增长模型对1999-2011年间的这些数值进行拟合，选定各地所适用的最优模型用以预测这部分人口的增长；采用等维灰数递补动态预测方法对流动人口数量进行预测。③在核算集中供暖耗煤时，各地供暖天数、建筑物耗热量指标、管网传送效率和锅炉的运行效率主要来自于住建部相关资料、《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ6-2008》及其2010年的修订版。限于篇幅，详细的数据信息、计算过程和结果这里不再给出。

4 核算结果与分析

4.1 研究情境设置

为对比研究的需要，根据当前和未来的建筑耗能、管网效率和锅炉效率设置为现实、节能Ⅰ、节能Ⅱ等三种情境。现实情境反映了当前中国供热耗能的真实情况，它根据各地实际供暖煤耗和供暖面积的比值得到；在节能情境Ⅰ中，管网传输效率和燃煤锅炉效率分别取节能前的085和055，而单位建筑面积耗热量取修订版的标准值，重点考察的是建筑物保温质量提升后的节能效果；在节能情境Ⅱ中，将管网传输效率和燃煤锅炉效率设置为节能后的090和068，单位建筑面积耗热量也采用修订版的标准值，考察全方面实施节能措施后的供热耗煤情况。现实与节能Ⅰ和节能Ⅱ之间的耗煤量差值即为未来的采暖期内单位建筑面积节煤潜力。具体核算结果见表1。

表1 各地采暖期内单位建筑面积耗煤量和节能潜力

Tab.1 Coal consumption per unit building area of

different provinceskgce/m2

4.2 集中供暖人口数量与面积预测

根据公式5-7，得到2011-2025年间北方城市集中供暖总人口数量如表2所示。2011年的集中供暖人口总数为1.38亿人，至2025年增长为1.79亿人，15年间增长了0.41亿人，其中，棚户区群体为0.15亿人，老楼房群体为0.05亿人，新楼房群体为0.19亿人，流动暂住群体为

0.02亿人。可以看出，棚户区群体和新楼房群体成为未来集中供暖人群增长的主体，也是我国城镇化实施中的重点人群。分省区中，集中供暖人口增长速度较快的是河南、黑龙江、山东、吉林和陕西等人口大省，年均增长率都超过了30%，而其余省份的年均增长率大都在个位数上，增长速度相对比较稳健。

进一步依据公式3和公式4，得到北方省份城镇集中供暖总面积如表3所示。全国集中供暖总面积将从2011年49.39亿m2增加到2025年的72.49亿m2，15年间增长了23.10亿m2；而相较1996-2011年间，集中供暖面积从7亿m2增长到49亿m2，15年间增长了42亿m2，2011年以后的集中供暖面积增长幅度有所放缓。其原因在于：1996-2011年间的集中供暖主要是在地级市层面上实现的，并且这些年也是地级市房地产业发展最为迅猛的时期，相应的集中供暖面积也增长较快，但此后的地级市扩

容速度将有所减缓。在2014年7月出台的《国务院关于进一步推进户籍制度改革的意见》中，对城区人口500万以上的特大城市将严格控制人口规模，对300-500万的大城市将适度控制落户规模和节奏，而对当前人口规模较小县城或城镇将放开落户政策。本文以人口规模较大的地级市为基数所核算的集中供暖面积的预测结果与这种政策取向相吻合一致。

分地区而言，2011年时集中供暖面积的前三名分别是山东、辽宁和河北，在2025年时演化成为山东、辽宁和陕西，其供热面积将分别增长322，120和239 m2；就增长速度而言，河南、山东、黑龙江、陕西和吉林等5个省份将保持年均两位数的增长速度，如河南的年均增长速度将达到23%，而北京、天津、河北、山西、内蒙等地区的年均增长速度保持在7%-8%左右，西部甘肃、青海、宁夏和新疆的年均增长速度仅在2%-3%左右。区域间的这种增长结构差异源于：①各地人口基数不同，河南等人口基数较大的省份在城镇化后的集中供暖面积增长较快；②经济发展水平各异，西部地区较为落后的经济水平阻碍了集中供暖水平的提升；③城市发展规模的限制，北京等大城市虽然经济发展水平高，但对人口增长的限制性措施将使其未来的集中供暖面积增长较为稳健。

4.3 集中供暖耗煤及节能潜力

4.3.1 不同情境下集中供暖耗煤量

结合各地集中供暖总面积的预测结果和现实、节能Ⅰ、节能Ⅱ三种情境下的单位面积耗煤量，就可以得到不同情境下的集中供暖耗煤如表4-6所示。

就全国而言：在现实情境下，全国集中供暖耗煤量将从2011年1.04亿tce上涨到2025年的1.52亿tce，15年间煤炭耗用量增加了0.48亿tce；在节能情境Ⅰ中，2011年的全国集中供暖耗煤量将较现实情境显著地减少到060亿tce，节约量达到了044亿tce，这意味着如果对中国北方住房的保暖水平进行改造将会产生较为显著的节能效应，节能规模几乎可以支撑未来15年内的取暖用煤增加额，同时，在此情境下，2025年的取暖用煤需求为090亿tce，甚至小于当前中国的取暖耗煤水平，15年间的用煤需求仅增长了030亿tce；如果进一步按照国家标准提升管网效率和锅炉效率，节能情境Ⅱ下所产生的节能效果更加可观，2011年的全国取暖用煤仅消费了046亿tce，即使到2025年大力实施城镇化后，煤炭消费量也仅维

表2 2011-2025年各地集中供暖的总人口

Tab.2 Total population of central heating in 2011-2025万人

表3 2011-2025年各地集中供暖的总面积

Tab.3 Total areas of central heating in 2011-2025106 m2

表4 2011-2025年现实情境下各地区集中供暖耗煤预测值

Tab.4 Forecast of coal consumption for central heating under realitic situation in 2011-2025104 tce

表5 2011-2025年节能情境Ⅰ下各地区集中供暖耗煤预测值

Tab.5 Forecast of coal consumption for central heating under energy-saving situation Ⅰ in 2011-2025104 tce

表6 2011-2025年节能情境Ⅱ下各地区集中供暖耗煤预测值

Tab.6 Forecast of coal consumption for central heating under energy-saving situation Ⅱ in 2011-2025104 tce

持在068亿tce，15年间增长了022亿tce，此时，城镇化给煤炭行业及其环境问题所带来的影响将降到最低。

分省市而言，中国取暖用煤的格局在2011-2025年间虽有所变化，但总体变化程度不大。2011年，供暖用煤量的前三甲分别是山东、辽宁和北京，占比各为2094%、13.71%和10.26%，这些地区都属于人口大省，经济发展水平和城镇化水平也相对较高，取暖用煤需求量大；到了2025年，前三名变为了山东、辽宁和黑龙江，且前二者所占比例分别下降到18.93%和11.06%，而黑龙江占比达到了10.25%，北京的份额降到了9.03%。其余省份中，占比增长较快的省份还有河南（5.53%）、吉林（5.48%）两省，表明它们的城镇化进程将相对较快，取暖用煤的增长率也相对较大。

4.3.2 集中供暖的节能潜力

用2011-2025年间现实情境的供热耗煤量分别减去节能情境Ⅰ和Ⅱ下的供热耗煤量，即得到不同情境下的节能潜力见表7。

就节能总量而言，情境Ⅰ下的2011年节能值达到4 371万tce，2025年将达到6 257万tce，而情境Ⅱ下的相应值将分别达到5 798万tce和8 377万tce。其政策涵义是如果对北方省份房屋的保温质量按国家标准进行改善提高，2011年就可获得可观的节能效益，如果再结合着管网改造和锅炉升级，可以再多节约煤炭1 427万tce，并且在此后十年间，这种节能效益也稳步上升，政策的长期收益非常好，因此值得大力予以推广。

与煤炭消耗量相比较，情境Ⅰ下的2011煤炭消耗量为6 041万tce，也就是对当前房屋保温质量按国家标准改造后，其节省下来的4 371万tce煤炭就足以支撑实际消耗量的72%左右，这一比例在2025年为69%；而如果结合管网改造和锅炉升级，光节省下来的煤炭就足以完全支持情境Ⅱ下采暖耗煤量。这种对比分析进一步显示了当前北方省份房屋和供暖设施进行改造升级的必要性和有效性，尤其是当这种节能效果是在中国集中供暖耗煤量不断上涨的背景下取得时，其意义就更为突显。

分省区来看，未来通过节能改造效果较为突出的省份既包括传统耗煤大省，如山东、北京和辽宁等地，也包括节能增长潜力较快的省份，如河南、甘肃等地，这些地区或是因供暖面积大、耗煤数量多，或是因为现有节能措施落后、增长潜力大而可能在未来呈现出较为可观的节能效果。

4.4 预测结果的可靠性检验

考虑到预测时间包括了2011年和2012年，而这两年

表7 情境Ⅰ和Ⅱ下各地区节能潜力

Tab.7 Potential energy-saving under situation Ⅰ and Ⅱ万tce

各地的实际供暖耗煤量可以根据供热总量核算而来，因此可用其检验预测结果的可靠性。从总量上看，2011和2012年北方省份的实际耗煤分别为1.03和1.08亿tce，预测值分别为1.04和1.03亿tce，二者都与实际值比较接近，说明预测结果总体上反映了这些地区供暖耗煤的趋势；分省份来看，2011和2012年预测结果与实际值的拟合情况如图3，图4所示，天津、河北、山西、河南、青海和宁夏的拟合结果最好，北京、内蒙、辽宁、吉林、黑龙江和新疆的预测结果低于实际值，而山东、陕西和甘肃的预测结果高于实际值，但差值在逐渐缩小，拟合优度从2011年的0.57调整至2012年的0.69；从预测精度看，这两年的平均平方

图3 2011年预测结果与实际值的拟合情况

Fig.3 Fitting of actural data and forecast results in 2011

图4 2012年预测结果与实际值的拟合情况

Fig.4 Fitting of actural data and forecast results in 2012

误差（MSE）分别为875.39和459.56，平均绝对百分比误差（MAPE）分别为12.27%和9.99%，而一般认为MAPE

值小于10%时，模型的预测精度较高。综合以上判断，可以认为预测结果较好地拟合了实际情况。

需要指出的是，诚如陈永福所言，模型预测的意义并不在于与实际的拟合度有多高，而在于利用各种政策方案（目标）进行政策模拟，预测出各种可能出现的危机，从而

给世人起到预警作用，为将来做准备[14]。正是在这个意义上，本文给出了各地供暖用煤的演化趋势，为未来煤炭消费总量控制、污染物排放控制和供热企业布局提供了借鉴意义。

5 结论和建议

5.1 如果节能措施得当，城镇化并不会给集中供暖耗煤和节能减排带来额外的压力

（1）一方面，城镇化增加了供暖耗煤的“刚性需求”。城镇化过程必然伴随着人口向城市加速转移，河南等人口大省的年均增长率近30%，2025年北方城市的集中供暖人口将达到1.79亿人，相应的集中供暖面积达到72.49亿m2，依据现有的单位面积耗煤标准，煤炭消耗量将达到1.52亿tce，比当前增加了0.48亿tce，这将给当地煤炭供给、CO2减排和大气污染防治等工作带来新的压力。

（2）另一方面，节能改造措施能够较大地降低供暖耗煤数量。虽然北方省份的集中供暖耗煤相对是个“硬约束”，但各地的供热效率水平还比较低下，现实中的单位面积供暖耗煤均高于国家相关部门的标准煤耗，存在着较大的节能空间。在节能情境Ⅰ和Ⅱ中，2025年的供暖耗煤量将仅为0.90和0.68亿tce，分别比现实情境下的耗煤量下降了0.62和0.84亿tce，节能降耗的效果非常明显。

（3）综合来看，可以通过节能措施抵消城镇化发展带来的供暖耗煤压力。我们注意到，2011年的实际供暖耗煤量为1.03亿tce，这一数字甚至大于采取节能措施后的2025年供暖耗煤量，意味着采取节能措施不仅能够抵消因城镇化发展带来的额外耗煤压力，而且能够降低到低于当前的供暖耗煤水平。因此，在大力发展城镇化的时候无须担心因此而带来的供暖耗煤压力，而应该在节能措施上做更多的文章。

5.2 建议

（1）推广热电联产技术。由于我国集中供暖的覆盖面不够广，分散小锅炉、家庭煤炉供暖还比较普遍，并且在集中供暖方式上，我国区域锅炉房供暖占三分之二，热电联产占三分之一，这与欧洲国家正好相反。因此，我国下一步节能措施的重点是推进热电联产来大幅提高锅炉用煤效率。

（2）发展替代能源。我国集中供暖长期以耗煤为主，而欧洲国家的取暖燃料以天然气为主，两种能源的能源效率存在着较大的差距。借助于俄罗斯将向中国大规模输送天然气的契机，研究用天然气代替煤炭进行供暖的可行性，特别在沿途供暖用煤大省辽宁和北京。

（3）提高供热系统性能。长期以来，我国供热系统效率低下，不能够根据实际供暖情况实时自动地控制和调整，易造成温度过高等资源浪费问题，再加上北方省份墙体、门窗对节能因素考虑较少，供热管网和锅炉老化陈旧，造成了热能易散失和能效低下等问题，未来的节能重点应向房屋保温改造、管网输送效率提高等方向倾斜。

（编辑：王爱萍）

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Analysis on Coal Consumption and Potential Energysaving of Central Heating in Northern

Provinces of China Under Urbanization Background

ZHANG Lei HAN Meng LU Xiaoqian

（School of Management， China University of Mining and Technology， Xuzhou Jiangsu 221116， China）

Abstract At present， China is vigorously promoting the urbanization process， which will lead to the increase in the coal consumption for heating in the northern provinces， and bring new challenges to the energysaving task. So it is necessary to give answers to this question through a scientific assessment of the future of energysaving potential of coal consumption for heating. First， through regression analysis this paper shows that both the heating area and energy efficiency have significant positive and negative impacts on coal consumption； then the evolution track of population which requires heating along with the process of urbanization is analyzed， and then we divide the population into shanty town residents， old building residents， new building residents and temporary migrant residents， construct the accounting model of the population growth and heating area， and forecast the population and area that will need heating for years 2011-2025. Finally we calculate coal consumption for heating and the energy saving potentiality of all the areas by combining the unit coal consumption of real situation， energysaving situation I （transformation of housing warmth level） and II （transformation of efficiency of heating energy）. Compared to 2011， the results show that： because the number of residents who need heating in the northern city for 2025 is expected to grow by 41 million people， the area that needs heating will increase by 2.31 billion m2， coal consumption caused by this increase will grow to 152 million toncoal equivalent （TCE）， a growth of 48 million TCE. Since coal consumption is only 90 million and 68 million TCE in the energysaving situation I and II respectively， the saving of coal consumption is very obvious. Provincewise， Shandong and Liaoning provinces have been the largest consumers of heating and coal， but the share will decline. The urbanization process in Heilongjiang， Henan and Jilin provinces is fast and the heating coal consumption will rise rapidly， while the heating coal consumption growth in other provinces is relatively stable. The accuracy of the results which take the years 2011 and 2012 as base years demonstrates the reliability of the results above. This shows that although the vigorous implementation of urbanization process will increase the area that needs heating， it will cause the rigid demand of coal consumption for heating in northern area. But if the house warmth and efficiency of energy use and other energysaving level really reached the national standard， heating coal consumption level would not substantially increase more than the existing level， and it should be slightly reduced. This shows that coal consumption for heating in the process of urbanization does not affect energy conservation. The current priority should focus on the promotion and application of energysaving measures.

Key words urbanization； heating coal consumption； potential energysaving； forecast

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