今天分享的是储能系列深度研究报告：《 蒙古供暖系统的可再次生产的能源解决方案英文版 》。（报告出品方： IRENA）
蒙古目前的供热高度依赖以国内生产的煤炭为燃料的区域供热和单个家庭供热。煤炭为人口供热提供了一个经济的选择，但也是该国面临许多挑战的根本原因。由于煤炭的使用，城市中的局部污染很严重，导致了与呼吸有关的健康问题。它还对蒙古按照其国家确定的贡献减少温室气体排放的目标提出挑战，从而阻碍了实现“巴黎协定”规定的全球气候变化目标的步伐。蒙古国的大多数建筑物能源效率低，其供热系统也效率低下。此外，很大一部分人口的购买力相比来说较低，这在某种程度上预示着升级供暖系统和整合更多可再次生产的能源并不是一条简单的途径。最后，该国的人口正在迅速增加，如果目前与供暖有关的挑战得不到解决，只会加剧这样一些问题。然而，蒙古也拥有巨大的可再次生产的能源潜力，特别是风能、太阳能和地热能。
战略供热计划（上药集团）是一项技术经济评估，展示了直辖市、区、城市或国家如何通过整合可再次生产的能源资源来转变化石能源供热。就蒙古而言，IRENA开发了一家覆盖乌兰巴托市的详细的尚德马公司，利用现有的地区供热网络，利用当地现有的可再次生产的能源热源以及太阳能和风能的可再生电力。该评估包括详细的建筑物热需求图和详细的区域供热能源系统分析。由于乌兰巴托采暖部门的大部分污染是在非正式住区(“Ger”地区)产生的，在那里可能不可能有地区供热系统，因此探讨了个别供暖的备选办法。还对Khovd和Tsetserleg两镇的热需求进行了较不详细的绘图，但由于数据有限，没有办法进行详细的能源分析。
尚药集团采用“能效第一”、智能能源系统和第四代集中供热的理念。这在某种程度上预示着能源效率具备极其重大作用，与可再生能源发电和更高效的区域供热系统的集成也具有及其重要的作用。
蒙古的SHP建立了一个模型，在空间上绘制建筑物的热需求图。关注空间方面的原因是，热需求的密度是决定开发新的或扩大现有的地区供热网络的可行性的关键。高密度地区的热需求，如建设城市地区，与地区供暖相关，而在低密度热需求的农村地区，地区能源供应成本更高。根据预计的人口增长和随后对更多建筑物的需求，还估计了新建筑物的热需求。考虑了现有建筑物的能效措施，与现状相比，供暖需求减少了约47%。关于用于地区供暖的可再次生产的能源，评估的重点是地热、太阳能、风能和废物焚烧产生的能源。
对乌兰巴托作为主要城市进行了供暖系统比较评估，并对蒙古的热需求进行了示范研究。该评估涉及三个案例的制定和评估：一个参考2020年案例，2050年长期案例和2030年短期案例。参考的2020年案例是为了说明当前化石燃料为基础的供热系统。2050年的长期案例被制定为包括基线化石燃料为基础的系统和100%可再次生产的能源系统。从长期案例来看，通过回溯法建立了2030年的短期案例，也包括化石燃料系统和可再次生产的能源系统。完整版《蒙古供暖系统的可再次生产的能源解决方案英文版来源于公众号：百家全行业报告 研究报告内容节选如下
2050年可再次生产的能源系统的制定考虑了几个重要的扶持性干预措施。在建筑物中实施能效措施至关重要，因为它减少了对额外供热能力的需求。不包括效率措施将保持高热量需求，并需要大量的能量输入来平衡。降低建筑物的热需求也将对供热有进一步的好处。例如，这将有可能在区域供热系统中实现较低的供应温度，从而减少热损失，提高供应方的效率。这也将有利于可再次生产的能源，如低温地热或太阳热能，它们通常提供比目前化石燃料集中供热更低的温度。在可再生2050系统中，集中供热网络通过两种方式进行改进：首先，逐步用更节能的预保温管道取代旧管道，其次，将供应温度水平降低到100°C以下，这两种方式都有助于将热损失从约17—18%降低到约8—10%。
在供热方面，主要战略是将更多的可再次生产的能源直接纳入区域供热网络。在冬季，当其他可再次生产的能源不足时，地热可以用来提供基本负荷热量。在没有地热能的地区，工业余热或热泵可以作为替代解决方案，尽管由于该国缺乏详细的地热调查，存在很大的不确定性。另一个重要的技术是太阳能集热器，它将可再生热量直接用于区域供热。此外，废物焚化亦会增加，因为这项技术可作为处理废物的重要方法，同时亦可提供能源。
除了在区域供热网络中直接供热外，可再生电力供应----主要是风能和太阳能----可通过在供热中增加使用空气-水热泵和直接电锅炉来实现，既可用于个人供热，也可用于区域供热。热存储也是必不可少的，因为它可以用来平衡热需求和可再生热发电之间的时间差。
乌兰巴托的案例研究结果表明，在2050年的100%可再次生产的能源系统中，一个可行的地区供暖供应组合将包括23%的废物焚烧能源、3%的地热能、3%的太阳能热、42%的空气-水热泵和29%的纯电锅炉(HOBS)。与参考的2020年系统相比，可再生2050年系统的一次能源使用减少了55%，而基于化石燃料的基准系统将使一次能源使用增加9%。可再生系统的实施将大大减少二氧化碳年排放量，从2020年的650万吨减少到2030年的3.7吨，减少到2050年的0.5吨。从年度空气污染物排放量(SO2、NOX、PM2.5和PM 10)来看，可再次生产的能源系统的年度空气污染物排放量也显著减少，从2020年的81 900吨降至2030年的2 500吨和2050年的1 000吨。然而，应当指出，在以化石燃料为基础的基线系统中，也包括了烟气净化，对减少空气污染物排放产生了重大影响。在2020年、2030年和2050年考虑的情况下，集中供热系统的成本容易受到CO2成本的影响。如果忽略二氧化碳成本，基于化石燃料的基准2050系统和可再生2050系统的成本都比参考2020系统高，但每年的成本非常相似，约为8亿美元。如果将CO2成本计算在内，2020年基准系统的成本为16.31亿美元/年，而2050年化石燃料系统的成本为22.2亿美元/年，而可再次生产的能源系统的成本仅为8.52亿美元/年。
在个别住宅和蒙古包地区，供热方式从煤基炉灶和家用燃气灶改为混合直接电加热、空气-水热泵和地源热泵，辅之以太阳热能和空气-空气热泵。据估计，向这些技术过渡将使二氧化碳年排放量从2020年的2.98吨减少到2030年的1.54吨和2050年的0.5吨。大气污染物排放量也减少了41%，从2020年的71.9 kt减少到2030年的29.4 kt，2050年降至零。实现这一削减的投资成本将从2020年的2,280万美元增加到2030年的1.2595亿美元和2050年的1.4423亿美元。然而，从整个供热行业的系统角度来看，由于燃料采购和排放的减少，这将节省大量的成本，从而将年度系统总成本从2020年的每年8.58亿美元减少到2030年的每年5.68亿美元和2050年的每年3.62亿美元。
在ShangPharma公司，实施可再次生产的能源系统的挑战已经确定，并总结在图2中。
蒙古供暖部门实施能源转型的主要挑战之一是煤炭价格低，这阻碍了可再次生产的能源方案的财政可行性。解决这一问题的办法是将空气污染和温室气体排放等外部因素以税收的形式纳入热税。不断增长的人口导致热需求的快速增长，这增加了建设更多供热厂的压力。在这方面，重要的是确保新建筑物的能源效率，例如通过建筑物管理措施。低供暖费是阻碍在现有建筑物中执行能源效率措施的一个主要障碍，因为建筑物翻修的费用可能无法通过相关的节能得到回收。这可以通过引入一个基于消费计费的适当的关税方案来解决，该方案反映了热量生产的成本。
关于新的可再次生产的能源，进一步调查地热和余热源将是值得集中供热部门，因为有有限的详细调查这些来源的潜力。图3显示了为促进可再生能源在蒙古供暖系统中的部署而可采取的建议措施，分为四类：一般、建筑物能效、区域供暖和蒙古包地区
为促进蒙古供热系统使用可再生能源，可以评估地热能等可再生能源用于区域供热的潜力，并制定有利的条例和雄心勃勃的目标，逐步淘汰供热系统中的煤炭。通过改造现有建筑物的围护结构来提高建筑物的能源效率，将减少供热部门的一次能源需求，并使利用当地现有的低温可再生能源供热成为可能。此外，在建筑物内实施按用量计费和能源计量，可进一步提高建筑物使用热能的效率
蒙古的地理面积约为150万平方公里。根据蒙古国家统计局的数据，总人口为340万，其中230万生活在城市地区，160万生活在首都乌兰巴托(蒙古国家统计局，2022 a)。因此，蒙古是世界上人口密度最低的国家之一，每平方公里约有两人。然而，人口每年增长约5万至6万人，相当于每年1.9%的增长率。在这一一直增长的人口中，很大一部分是在称为Ger地区的非正式住区地区，这些地区约占乌兰巴托总建筑存量的58%，并增加了该国的城市化(Davaanyam和Gantsetseg，2020年)。根据2020年人口普查(蒙古国家统计局，2021 a)，蒙古家庭总数为897 400户，其中住房占60.9%，GERS占38.2%，其他住房占0.9%。在住房类别中，约50%是公寓楼，50%是独立式住宅。
蒙古国全年的环境温度变化很大。例如，乌兰巴托的最高气温为33°C至38°C，最低气温为-33°C至-37°C（蒙古国家统计局，2022b）。此外，蒙古大部分地方的供暖季节约为8个月，这对该国的供热系统提出了很高的要求，由于环境温度较低，需要长时间供热。
总的来说，蒙古的能源供应以煤为主。图4显示了2015年至2021年的一次能源供应总量，显示2021年1064千兆焦耳中有超过883千兆焦耳来自煤炭(蒙古国家统计局，2022 c)，相当于一次能源供应总量的80%以上。大部分煤炭是国内生产的，约180 PJ的煤炭能源是在热电联产(CHP)厂消耗的。大多数煤炭出口在2019年达到峰值，约为1040 PJ，并在2020年下降到800 PJ（BP，2022）。供热部门几乎完全以煤炭为基础，无论是在区域供热供应还是在单个家庭。
根据2020年人口普查（蒙古国国家统计局，2021a），家庭供热技术的分布如下，以家庭百分比表示：49.6%的区域供热，41.3%的燃料锅炉供热，7.1%的低压炉和2%的电加热器。城市和农村地区的分布情况各不相同，两种主要技术的分布情况是：城市地区集中供热占57.5%，燃料锅炉占32.9%；农村地区集中供热占12.2%，燃料锅炉占81%。因此，可以得出结论，蒙古在城市地区集中供热的份额相对较高，但仍有扩大的潜力。
从能源系统的角度来看，蒙古的一次能源供应以煤炭为主。燃煤热电联产电厂提供热量和发电。对煤炭的依赖和煤炭的可获得性为推进该国减少能源部门温室气体排放的努力带来了严峻挑战（能源部门管理援助计划，2019年）。此外，由于这些供暖系统的排放，极端的空气污染水平是显而易见的，占全国空气污染的80%左右。这种情况因某些城市的地理条件而恶化，如乌兰巴托及其逆温层的情况（Batmunkh和Sato，2014年）。在2015年至2020年的冬季，空气污染的三个主要来源——PM2.5、PM10和SO2的平均浓度比世界卫生组织（WHO）建议的限值高出10倍。（亚洲开发银行，2021年）。自《2017-2025年国家减少空气和环境污染规划纲要》实施以来，2019-2020年PM2.5浓度较2016-2020年下降了51%。图5显示了乌兰巴托PM2.5的空气质量指数（AQI）水平；很明显，在冬季，许多日子仍然处于不健康、非常不健康或危险的水平。例如，从2021年10月到2022年3月，大约有85天属于这三个类别。
现有的区域供热系统由三座燃煤热电联产厂和约100台纯供热锅炉供应，占区域供热量的98%。这些工厂是1983年或更早投产的。此外，一台名为Amgalan的348兆瓦HOB于2015年投入使用
省2和县3中心的大部分地区热量由公共组织（学校、医院、幼儿园等）消耗。这些公共组织约占省中心消费总量的70-80%，占县中心消费总量的95%（Namkhainyam等人，2019a）。
蒙古现有建筑及其供热基础设施的能效值得关注。乌兰巴托集中供热网络的热损失约为17%，与类似城市的6-9%相比相对较高。由于建筑物和区域供热管道的绝缘性差，这导致了诸如高供热需求等因素，需要较高的供应温度。近年来，乌兰巴托集中供热系统中的许多管道已被更换，但仍有约25%是2000年以前的管道。由于个别建筑物的高温要求，系统的温度水平也相对较高，供应温度约为130°C。
能源和建筑行业及其相关基础设施是乌兰巴托绿色城市行动计划（乌兰巴托市，2019年）的优先领域。该行动计划承认缺乏财政资源减缓了翻新活动，特别是在蒙古包地区的翻新活动。在能源方面，它认为可再次生产的能源的推广已步入正轨，但乌兰巴托集中供热地区建筑物的能源效率是一个挑战，特别是改造预制混凝土板公寓。此外，还需要制定长期投资规划战略，以提高建筑物和乌兰巴托地区供热网的能源效率。（能源部门管理援助计划，2019年）。
蒙古由于其丰富的地质历史，具有巨大的可再次生产的能源发电潜力。其能源系统目前有4.2%的可再次生产的能源渗透率，但扩大的潜力是巨大的。其风能资源估计高达1.1太瓦电（TWe），每年发电量2550太瓦时（TWh）（Chen等人，2016）。
根据23 461平方公里的陆地面积，其太阳能潜力估计为4 774太瓦时/年（Chen等人，2016年）。蒙古每年有270-300天阳光明媚，其大部分领土的平均日照时间为2250-3300小时。蒙古的年平均太阳能为每年每平方米1 400千瓦时，太阳强度为每天4.3-4.7千瓦时/平方米。
关于地热潜力估计，地下温度图和现场测量形式的数据有限（Namkhainyam等人，2019a）。虽然尚未全面量化，但蒙古有巨大的地热潜力，其特点是在该国多个地区出现了温泉（Chen等人，2016）。该国已经开发了大约43个潜在的地热区，用于取暖、洗浴和医疗目的。
图6显示，正在考虑在Uvurkhangai、Tuv和乌兰巴托地区进行地热集中供热。这些地区有温度和流量相对较高的温泉，有些已经被用来为建筑物和温室供暖。离乌兰巴托最近的四个温泉估计有2.7兆瓦的供热潜力（Tseesuren，2001年）。
已经在地热潜力最大的地区进行了一些前期可行性研究，例如在采采塞雷格，设想在那里建立一个容量为19兆瓦和16.7兆瓦的地热热电联产厂，并超过该镇的能源需求(Dorj，2015年)。然而，深层地热能的潜力尚未得到评估。其水力发电潜力估计为1.2-3.8 TWe。在供热方面，蒙古北部森林的生物量和工业产生的过剩热量可能具有潜力，但这两者均未得到详细评估。
蒙古的经济状况近年来有所改善，自2007年以来被列为中低收入国家（乌兰巴托市，2019年）。2011年，蒙古是世界上增长最快的经济体之一（Chatterjee and Baitha，2022）。人均GDP从2009年的1718美元增长到2020年的4040美元（世界银行，2021年）。月平均工资和薪金的发展明显，从2009年的300美元增加到2020年的1 220美元（蒙古国家统计局，2022a）。此外，平均失业率从2009年的11.6%降至2020年的7%，尽管城市地区的失业率略高于2020年的8%（蒙古国家统计局，2021b）。然而，尽管取得了这些显著的进步，联合国开发计划署（UNDP）在其《2020年人类发展报告》中仍然估计，7.3%的人口处于多维度贫困，另有15.5%的人口容易陷入多维度贫困（United Nations Development Programme，2020）。多维贫困指数于2010年推出，包括健康、教育和生活水平等因素。考虑到蒙古的平均家庭收入和生活水平，负担能力是一个严重的问题。生活在国家贫困线美元）在过去十年中增加了约6个百分点。从2011年的21.6%到2020年的27.8%，农村地区比城市地区贫困3%左右（蒙古国家统计局，2021年c）。能源贫困在蒙古包地区尤其明显，这是在家庭一级开发可再次生产的能源技术的关键挑战。蒙古严重依赖自然资源的出口，特别是煤炭、黄金和铜，采矿部门是该国的主导经济部门（Chatterjee和Baitha，2022年）。
蒙古国家自主贡献（NDC）的气候减缓目标是，与2010年一切照旧情景下的预估排放相比，到2030年国家温室气体排放总量减少22.7%。此外，如果有条件的减缓措施，如碳捕获和储存（CCS）和垃圾发电技术的实施，那么蒙古可以实现27.2%的国家温室气体排放总量减少。除此之外，还确定了通过森林清除GHG的行动和措施，将蒙古的全部减缓目标设定为:与2010年一切照旧情景相比，到2030年减少44.9%的GHG排放（蒙古政府，2019）。
蒙古政府设定的目标是到2020年可再次生产的能源占能源生产总量的20%，到2030年达到30%（全球绿色增长研究所，2015）。2050年没有具体目标，但政府的2050年愿景旨在增加可持续生产和智能消费，实施气候减缓措施，并提高森林对温室气体的吸收（蒙古政府内阁秘书处，2020年；联合国环境规划署和蒙古环境和旅游部，2021年）。这些愿景表明，蒙古的目标是在2030年目标之前进一步增加可再次生产的能源的部署。从2021年开始的新的2050年复兴政策包括扩大化石和可再次生产的能源生产能力，以及建设从俄罗斯联邦经蒙古到中国的天然气管道（蒙古国会，2021年）。2019年，政府禁止在乌兰巴托燃烧原煤，并承诺将乌兰巴托的空气污染比2016年减少80%(亚洲开发银行，2021年)。这一减少遵循了《国家减少空气和环境污染方案》到2025年的目标。虽然原煤禁令措施降低了每日PM2.5和PM10平均浓度为40%，在供暖季节，浓度仍远高于世卫组织的空气质量标准（Soyol-Erdene，Ganbat和Baldorj，2021）。该市的空气质量挑战涉及二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳等温室气体，这些气体通过空气质量监测网络进行监测，并向乌兰巴托市空气污染减少部门报告（SoyolErdene，Ganbat和Baldorj，2021）。
蒙古的其他能效目标总结在一项行动计划中，该行动计划由若干旨在支持绿色发展的目标组成。在有效利用自然资源的同时降低温室气体排放的目标方面，政府的目标是与2013年相比，在2020年将建筑热损失减少20%，在2030年减少40%（联合国环境规划署和蒙古环境和旅游部，2021年）。
蒙古面临着与煤炭依赖、人口增长、空气污染严重和建筑物能耗高有关的挑战。然而，该国在可再次生产的能源方面也有很大的潜力，并有增加可再次生产的能源和减少排放的雄心；但要实现这些目标，需要从供应和需求两个方面对供热部门的技术潜力进行广泛分析。因此，在第2节中介绍并定义了战略供热计划的概念。
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