大兴区农村“煤改气”铺设的天然气管道
近日，生态环境部科技发展中心研究人员通过调查研究，撰写的《系统设计、技术先行探索农村煤改清洁能源供暖系统“使得好、用得起”的适宜模式——北京市大兴区农村煤改清洁能源项目经验与启示》发表在生态环境部《环境发展专报》上。该专报从五个方面对大兴区“农村煤改清洁能源”工作进行了总结梳理，并结合大兴区经验提出了系统推进农村“煤改清洁能源”管理的有关建议。
据了解，早在2018年4月14日，北京市就印发了《2018年北京市农村地区村庄冬季清洁取暖工作方案》，提出以“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。截止2018年供暖季前，总体上完成了村庄住户“煤改清洁能源”任务，基本实现全市平原地区村庄住户“无煤化”。
北京市各区投资建立的“煤改清洁能源信息管控系统项目”是其成功探索出解决“煤改清洁能源”后期维护管理的有效模式，为深入探索和总结该模式，论证其可复制、可推广性，生态环境部科技发展中心实地调研了北京市13个区级煤改清洁能源信息管控系统项目试点示范项目之一的“大兴区煤改清洁能源信息管控系统项目”，并与当地政府、企业及村民等进行了深入的座谈交流，以期提出适合于我国农村“煤改清洁能源”后期维护管理的对策建议。
“煤改电”设备室外机
大兴区面积1031平方公里，常住人口162.9万人，农村人口48.3万人，占常住人口的比重为26.9%。2013-2017年，大兴区累计实施8.2万余农村住户“煤改电”工程，其中约5.35万户使用空气源热泵供暖。
为加强对清洁供暖工作的长效管控，持续改善“煤改清洁能源”的节能减霾效果，大兴区采取人工智能+物联网+节能技术路线，由政府投资建设了大兴区煤改清洁能源信息管控系统，累计已投资8000多万元，全区覆盖预计还将投资9000万元。每年投入物联网设备和平台运维费用约500余万元，以各镇为单位通过招投标方式将运维工作统一委托给专业第三方单位。
该项目一期覆盖2000户农户，二期覆盖11个镇，164个村，29024户农户，其中涉及空气源热泵26542户、34个品牌，直热式提升2482户、5个品牌，共计完成节能管控31024户，占大兴区煤改电供暖设施的38%，完成数据采集与节能运行的户数占大兴区空气源热泵系统的53.49%。系统采用物联网、信息化、智能化节能算法等高新技术手段做支撑，可实现用户个性化供暖需求。通过节能技术实现设施自动节能运行，物联网技术保障全用户集中管理和数据汇总，信息化技术则支撑故障报警定位和远程维护保修等服务。项目实施后，据第三方监测结果显示，供暖设施维护效率提升了30%，用户供暖费用节约20.09%，老百姓满意度显著提升。
应用太阳能新技术服务农业
大兴煤改清洁能源信息管控系统项目在风险控制、村民参与、物联网系统设计、智能节能管控技术应用以及云平台方面有一定的示范效应，但也遇到了物联网设备安装标准适用性不强、村民抵触、节能效果评价标准不统一、维护效果主观性大等难题。梳理项目实施过程中的有效做法，总结形成了一些经验：
一是组织专业权威专家对高新技术综合应用项目进行把关，是控制政府投资风险的有效手段。项目初期，大兴农业农村局组织信息技术、物联网技术、暖通节能技术、控制技术、智能化技术以及工程预算等方面的专家对项目进行总体规划和设计。依据农村居民分散、供暖需求个性化强、居民经济承受能力弱、新能源设施操作较复杂等特点，在保证技术成熟、稳定的基础上提出了智能算法、节能算法、远程定位等诸多创新技术要求，并明确所有农户供暖数据均采用政务物联网方式上传至政务云平台，从而确保政府投资获得切实可行的经济效益和社会效益。
二是充分的调研需求和各类新技术的有机融合，是设施维护管理科学优化的根本保障。大兴农业农村局通过走村串巷广泛听取百姓意见，结合技术专家的建议和当前相关产品的技术水平，最终确定了维护服务方案。采用信息化技术将每户的供暖设备数据上传到政务云平台，解决用户量庞大，管理难度大的问题；采用物联网技术解决居民分散、数据采集难、有线传输工程量大等问题；采用智能算法了解农户个性化供暖需求；通过自动控制技术解决新用户激增造成培训滞后的问题；利用节能算法结合控制技术对新设施进行控制，解决供暖费用高的问题；利用数据技术为用户和维修人员提供远程操作、故障远程定位等移动端数据服务，从而解决维护单位维修效率低等问题。
三是线上智能管理和线下第三方服务结合是大力提升运维效率的主要举措。大兴项目提出“能监能控能定位，智能物联大数据，节能低碳减雾霾”的要求，采用线上线下相结合的方式实行智能管理，节能控制，降低运行成本，提高维护效率。线上，是指基于物联网的大数据服务对31024户“煤改清洁能源”设施运维进行有效、可行的远程集中式监控和维护调度管理，包括数据采集传输、运行数据分析、故障预警、故障报警、维修定位、报表数据管理等功能。线下，是指“煤改清洁能源”设施第三方运维专业人员周期性巡检，发生故障报警时系统自动派单至管辖的运维人员，通过移动端定位故障发生地，调取故障信息，保证故障发生2小时到现场，4小时维修恢复正常使用。全镇统一维护，避免责任不清的情况，有利于政府统一管理。
四是利用智能节能技术降低供暖费用是巩固“煤改清洁能源”成果的关键环节。“煤改清洁能源”项目成败的核心就是供暖质量和供暖费用，尤其在农村，用户对供暖成本十分敏感。智能技术帮助用户自动完成供暖质量需求分析并自动完成设备调控，节能技术帮助用户合理运行设备。
项目实施一个供暖季后，大兴区农业农村局通过三个检测机构对项目节能情况进行分析，通过供电部门提供的“煤改电”用户电量统计测算，通过使用节能控制功能，用户平均每户可节约电量1762.03度、节省电费528.31元，平均可实现节能率19.74%。北京节能技术监测中心对管控项目节能技术出具的节能检测报告显示，二期部分用户在同一供暖季开启节能模式与关闭节能模式的不同状态下，用户平均可实现节能率20.09%。中国建筑科学研究院有限公司建筑环境与节能研究院出具的应用效果验证与分析报告显示，用户使用节能控制功能后，空气源热泵系统COP值平均提升11.45%，平均实现节能率19.8%。依据中华人民共和国国家标准《综合能耗计算通则》（GB/T 2589-2008）测算，二期项目已实现节能控制的用户，每年折合减少燃烧标准煤0.8万吨，折合减少CO2排放1.99万吨。
五是充分重视农村自治文化并加强沟通交流是推动项目进程的重要途径。大兴项目重视农村管理体系中村规民约、社会舆论、社区能人的自治特点，以动员大会等形式宣讲“煤改清洁能源”的绿色能源文化，提高村民参与度和反馈能力，培养村民清洁取暖的意识；着力开辟渠道让社区能人参与到“煤改清洁能源”运维管理事务中来，充分发挥社区能人促成集体行动的牵头作用，推动村民良性互动与协同管理；强化沟通交流效果，实施单位编制《致用户一封信》向农村用户介绍监控系统的作用、节能效果、使用的方便性等内容，提高协调效率。
（注：本文摘编自生态环境部《环境发展专报》2019年第51期《系统设计、技术先行——探索农村煤改清洁能源供暖系统“使得好、用得起”的适宜模式——北京市大兴区农村煤改清洁能源项目经验与启示》）
