清洁取暖可以有效改变居民的能源消费方式，由污染排放较大的煤炭、薪柴转变成清洁能源如电力、天然气等，达到节约能源并改善空气质量的目的。为评估北方地区清洁取暖改造二氧化碳协同减排效果，我院气候变化与环境政策研究中心组织来自中国科学院心理研究所、清华大学、武汉大学、浙江大学、中国人民大学、北京工业大学、合肥工业大学和中央民族大学的19名师生，于2018年11月25日至30日期间对鹤壁市农村地区冬季取暖现状进行了调研，定量测算农村清洁取暖改造中二氧化碳排放情况，分析其主要影响因素，为未来清洁取暖政策措施的进一步完善提供支撑。

 鹤壁市清洁取暖评估的背景和目的北方地区冬季清洁取暖政策出台背景

在满足居民冬季取暖需求的同时做到节约能源并改善空气质量，“清洁取暖”引起了社会各界的高度重视。党和国家领导人在相关工作会议上强调：“推进北方地区冬季清洁取暖，关系北方地区广大人民群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容”。2017 年政府工作报告中也提出“全面实施散煤治理，推进北方地区冬季清洁取暖”。基于此，财政部、住房城乡建设部、原环境保护部、国家能源局2017年上半年启动开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作，重点支持京津冀及周边地区大气污染传输通道“2+26”城市，并通过竞争性评审确定了天津、石家庄、唐山、保定、廊坊、衡水、太原、济南、郑州、开封、鹤壁和新乡等首批12个试点城市。2018年，全国清洁取暖试点城市扩至35个，清洁取暖试点从通道城市扩增至汾渭平原。经统计，2017年我国城乡总取暖面积约206亿平方米，其中清洁取暖面积仅69亿平方米，清洁取暖任务仍任重道远。鹤壁市等首批试点城市已经开展了为期一年的清洁取暖行动，取得一些工作开展经验。从国家开展清洁取暖的目的出发，全方位地评估试点城市清洁取暖效果和取得的成绩以及发现的主要问题，对于后面开展清洁取暖工作的城市有借鉴意义。本研究从第三方视角在河南省鹤壁市开展问卷调查的基础上，着重了解农村能源结构的调整对二氧化碳排放的影响，以及影响二氧化碳排放的主要因素。

 国家实施清洁取暖政策梳理

 国家政策清洁取暖是国家环境和能源发展总体规划下的重点工作，先后出台了一系列措施保障政策和行动计划。中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作重点针对城区及城郊，积极带动农村地区，从“热源侧”和“用户侧”两方面实施清洁取暖改造。在热源侧，重点围绕解决散煤燃烧问题，按照“宜气则气，宜电则电，宜煤则煤，宜油则油，宜热则热”、“以气定改”、“先立后破”原则，推进燃煤供暖设施的清洁化改造，包括清洁燃煤集中供暖、煤改气、煤改电、热泵供暖、地热供暖、生物质供暖、太阳能供暖和工业余热供暖等清洁取暖模式。在用户侧，推进用户端建筑能效提升，包括严格执行建筑节能标准、实施既有建筑节能改造、积极推动超低能耗建筑建设，以及推进供热计量收费。对于纳入试点范围的城市，中央财政每年安排定额奖补资金，直辖市每年10亿元，省会城市每年7亿元，地级城市每年5亿元，汾渭平原城市每年3亿元，连续支持3年。中央财政奖补资金采取“先预拨、后清算”的方式下达，每年上半年财政部会同住房城乡建设部、生态环境部和国家能源局等部门对试点城市开展绩效评价并清算奖补资金，绩效评价主要内容是试点城市冬季清洁取暖目标实现程度及政策成效、奖补资金管理使用情况以及为实现目标制定的政策和采取的措施等。这一系列政策措施和行动计划，使试点城市形成示范带动效应，为其他地区提供可复制、可推广的样本。国家主要的政策措施见表1。

地方性政策在国家实施清洁取暖政策的指导下，各省市也出台了相关的工作方案以支持清洁取暖工作的实施。从政策方面来看，各省市出台的相关政策措施主要集中在以下几个方面：第一，加大热电联产的供热建设，加快城市集中供热设施建设，提高集中供热普及率；第二，推进煤炭的清洁利用，禁止使用高灰份、高硫份的劣质煤炭，积极推广洁净型煤；第三，加快清洁能源替代利用，开展以“双替代”为代表的热源清洁化改造工程，逐步提高清洁能源使用比重；第四，积极发展绿色建筑，新建建筑严格执行节能标准，既有建筑进行节能改造，试点推广超低能耗建筑；第五，推进供热计量改革，开展供热系统节能改造、老旧管网改造和热计量系统改造等。为保障以上内容的实施效果，各地也制定了相应的目标和补贴政策。各省市清洁取暖的政策文件如表2所示。

鹤壁市清洁取暖实施现状

2017年度鹤壁市作为清洁取暖试点城市，“热源侧”与“用户侧”协同并进，全面推进各项任务开展。在热源侧，清洁取暖改造完成1,339.63万平方米、9.43万户，其中城区清洁取暖改造完成967.40万平方米、7.10万户，城区清洁取暖率达到92.3%；农村地区完成372.23万平方米、2.33万户，清洁取暖率达到33.8%。在用户侧，建筑能效提升改造完成57.57万平方米、0.39万户，主要集中在农村地区，完成33.50万平方米、0.21万户改造任务。2018年度计划城区清洁取暖率100%，农村地区75%，其中农村地区计划改造7万户。目前鹤壁农村清洁取暖改造措施主要包括电代煤、气代煤、生物质取暖和建筑能效提升。电代煤改造措施主要包括主推低温空气源热风机取暖，过渡性安装空调、电暖气等直热式设备等，气代煤改造措施主要是安装分布式壁挂燃气，生物质取暖主要是安装新型智能化生物质炉，建筑能效提升采用安装外墙保温材料、节能吊顶和保温窗帘等。每项改造措施的执行相关的设备补贴标准，运行补贴执行河南省统一标准，具体补贴情况见表3：

通过对首批试点城市2017年度绩效评价发现，鹤壁市在试点推进过程中严格按照中央政策要求，加强组织领导、注重协调配合、因地制宜选择技术路线、完善投入机制，建立“六个一”的清洁取暖推广标准，形成“电采暖，气做饭，房保温，煤清零”的鹤壁模式，完成试点第一年备案目标和任务，在首批12个试点城市绩效评价结果中位列第一名。为了给后续清洁取暖试点工作以及其他城市提供借鉴，对2017年鹤壁市农村清洁取暖前后农村能源结构和二氧化碳排放进行全面评估，并且评估政策实施效果，包括经济效益、环境效益和社会效益等，总结清洁取暖工作中的成功经验和存在的不足，为今后全面推进清洁取暖工作奠定基础。

冬季清洁取暖二氧化碳排放评估方法

能源转型利用过程中，不同类型能源的排放因子不同，居民对不同类型能源的使用需求也不尽相同，二氧化碳排放量也就有较大的差异。基于冬季清洁取暖的政策措施，分析居民用能结构的改变会对二氧化碳排放产生的影响。此部分内容基于问卷调查的结果，采用LEAP模型评估鹤壁市各乡镇二氧化碳排放量，并结合调研过程，分析影响居民能源使用种类的驱动因素，从而分析不同用能选择下对应的二氧化碳排放情况，研究的整个框架图见图1。本研究范围为鹤壁市下辖的20个乡镇，由于市区大部分已经实现超低排放热电联产集中供暖，因此市区和街道不在研究范围之内（图1）。
图1 鹤壁市农村冬季清洁取暖评估技术框架
图2 研究范围鹤壁市农村能源结构
鹤壁市农村能源类型多样，每户使用能源达到4~5种，取暖主要使用电器设备，包括空气源热风机、空调及过渡性的电暖扇、电暖气、电热毯等，也有一些家庭使用天然气、生物质和煤炭取暖，烹饪主要使用天然气灶，同时使用电磁炉、电饭煲、电饼铛和微波炉等用电设备和液化天然气灶、沼气等，出行主要使用汽油车、柴油类的农用车以及用电动汽车，烧水有些家庭使用太阳能热水器。主要设备类型及用途见表4：

排放模型和情景
基于LEAP模型，模拟不同情景下鹤壁市清洁取暖过程中来自不同部门的二氧化碳排放量。情景设置分为三类：清洁取暖前情景A、清洁取暖后的情景B和未来清洁取暖情景C，其中，在未来清洁取暖情景中包括2种，分别是所有村庄全部采用电取暖C1；所有的建筑全部供暖，并且全部采用电取暖设备C2（表5）。研究所使用的数据来源于3个方面：统计年鉴、城市及部门规划和实地调研。
 LEAP模型结构本研究只考虑直接消耗的能源，即终端设备的耗能情况和碳排放情况。其中在需求部门中，只考虑以家庭为单位的农村生活，所以只有家庭部门，而不考虑商业部门、工业部门和交通部门等，在此基础上继续细分为两个子部门——供暖系统和日常生活。供暖系统的能源种类较为丰富，依旧按照制暖时所采用的设备终端来分类——煤炉、空调、热风机、电热扇、电热毯、集中供暖、热水器和其他取暖设备这7个方面。其中煤炉消耗的能源种类为煤炭；空调、热风机和电热扇均是耗电设备；集中供暖主要使用超低排放热电联产机组或电厂余热，能源种类为煤炭；热水器能源种类比较丰富——太阳能、电能和天然气；其他取暖设备则主要是成型生物质炉。日常生活包括烹饪、照明、冰箱、出行和娱乐设备这五个方面。烹饪的能源种类比较广泛，包括电能、天然气、液化气、沼气、煤炭和生物质燃料这六个方面；照明也同样考虑了电能、沼气和煤油这三个方面；冰箱则全是用电；出行设备主要有拖拉机、电动车和小汽车等，所以包含的能源种类为柴油、汽油和电能；娱乐设备主要是电视机、音响之类的设备，主要用电（图3）。LEAP模型的模拟界面如图4所示。
图3 鹤壁农村二氧化碳排放组成部门
图4 LEAP模型模拟界面 LEAP模型各变量核算过程不同乡镇的能源结构与消耗总量有所差异，首先基于实际调研样本获得不同乡镇的能源使用量，对于未能直接获得消耗总量的样本使用费用与单价的关系折算能源消耗量，如下面公式所示：
其中，Q为能源消耗量，kg、m3或kw·h；C为总费用，元；P为不同能源的单位价格，所采用单位分别为：电力，元/kw·h、天然气，元/m3、煤，元/kg；i 为能源类型。
核算鹤壁市农村取暖季及全年二氧化碳排放量，如下面公式所示：
其中，E为二氧化碳排放总量，kg；Q为能源消耗量，kg、m3或kw·h；EF为不同类型能源的二氧化碳排放因子，kg/kg、kg/m3或kg/kw·h；i 为能源类型；j为不同乡镇。
核算时仅考虑煤、天然气、液化石油气、汽油和柴油等能源消费的一次排放和电力的二次排放。采用自下而上的方法，基于调查样本统计各镇不同类型能源的消费量，结合排放因子得到各镇二氧化碳的排放总量，将各乡镇数据汇总得到鹤壁市农村地区取暖季及年排放总量。
二氧化碳排放影响因素模型构建
农村居民清洁取暖接受度评价自变量：人口统计学变量包括受访者年龄(c)、性别(d)、学历(e)，家庭年收入(m)，家庭结构(f1,f2,f3,f4)——f1表示在家老人数，f2表示在家12岁以下儿童数，f3表示在家12-18岁青少年数，f4表示在家成人数；心理变量包括感知新取暖方式对室内/外空气质量的影响（n/o）、感知新取暖方式暖和程度(h)和对补贴政策了解程度(p)；经济变量包括设备安装费(i)和安装费补贴比例(j)；村庄水平变量为煤改电户数占比(D)。因变量：电取暖满意度；研究方法：HLM6.02，将人口统计学变量、心理变量和经济变量放入回归模型一层，将村庄变量放入回归模型二层。为统一单位，所有变量均已中心化。回归方程如下所示：

清洁取暖二氧化碳排放因素分析方法本研究采用多项logit模型探索家庭对取暖方式的选择。多项Logit模型假设个体的选择方案为y = 1, 2, …, J。其中J为正整数，即有J种互相排斥的选择。显然，给定条件x，选择各项方案的概率之和为1，即。因此多项Logit模型是二值选择Logit模型向多值选择的自然推广。多项Logit模型无法同时识别所有条件的参数k，k = 1, 2, …, J。因此，通常要将多项选择中的某个方案，如方案1，作为选择的“基准方案”。这符合决策的一般逻辑，在与基准方案的对比上选择更有利于自身条件的方案。由此，个体i选择j方案的概率为：

其结果可以用最大似然估计（MLE）方法获得，其对数似然函数为：

其中L为似然函数，1(•)为示性函数，即如果括号中的表达式成立即取值为1，否则为0。对所有个体的对数似然函数加和，得到整个样本的对数似然函数，然后求其最大值就得到系数估计值。多项Logit模型假定方案之间是无关的（Independence of Irrelevant Alternative, 简记为IIA）。对于IIA假定的检验方法一般采用Hausman检验。其基本思想是，如果IIA假定成立，则去掉某个方案不影响对其他方案参数估计的一致性，只是降低了效率。即，在IIA原假设成立的情况下，去掉某个方案后子样本的系数估计与全样本的系数估计没有系统差别。受样本量大小限制（部分取暖方式样本量过小），我们把所有电取暖形式（包括电热毯、电热扇、电暖气片和空调等）都归并为电取暖。而集中供暖、地热等归并为其他取暖方式。调研结果显示其他取暖方式与电取暖、煤取暖与天然气取暖有部分重复，且无论在何种情况下其成本都低于其他取暖方式，因此双替代政策对其他取暖方式可能存在较小影响。若考虑其他取暖方式将导致模型无法收敛（选择不是排他的），因此我们在多项Logit模型中去掉了其他取暖方式，只考虑在双替代政策条件下限制煤炭使用后，家庭对电取暖、气取暖或者不取暖的决策（其他取暖形式多需要政府的大型基础设施投资，在短期内家庭没有条件选择相关取暖方式），最终的样本量为832条。为了方便，本文使用简记符号代表各种影响因素如下：家庭成员数（FM），取暖面积（AREA），取暖用能成本（COST），中等收入家庭（年收入为3~10万元，INC3），高收入家庭（INC10），改电政策（ELE），改气政策（GAS），初中教育水平（Middle school），高中教育水平（High school），高等教育水平（bachelor）。
入户问卷调查
问卷调查主要针对鹤壁市农村冬季取暖，覆盖农村、城乡结合部和城中村。入户调研覆盖了鹤壁市所有区县和乡镇（3区2县，20个乡镇），136个农村（占鹤壁总村庄数的18%），1,030户（占鹤壁总农村户数的3‰）（调研现场如图5，样本分布如图6），获得调查问卷1,030份。通过本次调研基本摸清了鹤壁市农村清洁取暖的方式、进程及布局，获得了宝贵的一手资料，为进一步深入研究通道城市的冬季清洁取暖方案提供了有利的数据支撑。
图5 鹤壁市调研现场图
图6 鹤壁市调研1,030户空间分布采访对象分为2部分，第一部分采访村委会，针对村庄的户数、人口和取暖方式组成等整体情况，第二部分也是问卷主体部分，采访对象为具体农户。调研指标可划分为3类：1、基础调研指标，包括村庄基本结构（户数、人数和常住人口年龄结构等），调研对象的性别、年龄、学历和家庭成员组成等基本信息，以及家庭取暖方式、清洁取暖改造情况、取暖季在家天数、建筑面积和取暖面积等；2、政策调研指标，包括农民对清洁取暖改造的意愿、取暖支付意愿和对清洁取暖的建议等；3、能源调研指标，包括农村家庭使用的能源类型、消费量和价格等。

鹤壁市农村清洁取暖评估结果

农村能源消费量和消费结构

鹤壁市的能源消费类型主要为电力、天然气、煤炭、柴薪、沼气、液化石油气、汽油柴油以及太阳能等。随着清洁取暖政策的逐步推行，村民的冬季取暖方式发生了极大改变，导致农村全年的能源消费类型、能源结构发生了显著的变化。总体趋势表现为煤炭、柴薪等传统能源的消耗量显著减少，而电力、天然气等消耗量大幅上升，能源的使用方式趋于多样化，人均能耗量逐步提升。清洁取暖政策实施后，鹤壁市农村传统的煤炭、柴薪消耗量大幅度减少，而电力、天然气消耗量逐步提升。清洁取暖前全市农村地区年能源消费量为998,564 t标准煤，而清洁取暖后全年能源消费量为794,770 t标准煤，下降幅度为20.41%。煤炭消耗总量由每年391,024 t标准煤下降至38,244 t标准煤，下降幅度超过90.22%；电力消耗由每年356,796 t标准煤上升至431,394 t标准煤，上升幅度约为20.91%（如图8），电力消耗已经成为鹤壁市农村最主要的能源消费方式。冬季取暖能耗量占全年能耗总量的比重由之前的39.32%上升至40.58%，清洁取暖政策实施前后两者基本持平，但由于年耗能总量的降低，清洁取暖后用于取暖季取暖的能源消耗量显著降低，20个乡镇共减少约91,003 t标准煤。户均年能耗量由原来的2.76 t标准煤降低至2.32 t标准煤，人均年能耗量由原来的0.69 t标准煤降低至0.58 t标准煤。可发现鹤壁市农村人均能耗量较低。究其原因，首先是人口结构趋于老龄化。调查中可发现青少年多外出上学，成年人外出打工，导致农村地区实际常住人口多为老年人，其用能需求量较低，导致人均能耗量低；其次是清洁取暖政策实施后，传统的煤球炉等取暖设备更替为热风机等电取暖设备，实际取暖面积小于建筑面积，改变了传统的联房用热习惯，导致取暖季能耗量减少，人均能耗量降低。

调研中发现，受限于经济状况、居住面积和用热习惯等原因，鹤壁市农村地区集中供暖比率较低。仅鹤壁集镇、鹿楼乡和新镇镇等存在较大规模的集中供暖，集中供暖能耗量分别占据了全年能耗总量的47%、8%和28%左右（如图10）。清洁取暖政策推行后各个乡镇的煤炭消耗量均大幅度减少，鹤壁市农村平均年煤耗量减少26.06%。下降幅度最大的乡镇为钜桥镇、小河镇和北阳镇，同比下降56.59%、40.59%和35%。而基于调查样本的结果发现，西岗镇、白寺乡和黄洞乡等地已基本无煤炭消耗。部分村庄接通了天然气，方便村民的取暖烹饪，导致天然气消耗量在清洁取暖政策推行后有所上升，全市平均上升幅度为7.72%。钜桥镇天然气消费量占比最高，已达到全镇能耗总量的45.16%，北阳镇、西岗镇和小河镇等地天然气占比也超过11%。姬家山乡、白寺乡、黄洞乡和庙口镇四个乡镇尚未发现接通天然气管道，天然气消费量极低。电力逐渐取代传统的煤炭、柴薪，成为清洁取暖政策实施后村民的主要能源消费类型，全市各乡镇平均电耗量由能耗总量的38.34%上升至53.30%。取暖使用空调、电暖扇等电取暖设备，烹饪使用电饭锅、电磁炉已成为多数农村家庭的生活常态。随着农村经济条件的不断提高，部分家庭购置了机动车，汽油、柴油的消耗成为能耗总量组成部分。环保节能观念的普及也使得许多农户安装了太阳能热水器、修建了沼气池，使得太阳能、沼气等可再生能源得到了部分利用。可再生能源基本用于生活能源消费，由图10也可发现，太阳能、沼气等可再生能源平均仅占鹤壁市农村能源消费的5.63%和0.83%，开发利用水平仍然较低，应鼓励可再生能源及清洁能源的大规模推广使用。由图9和10可知，目前鹤壁市农村地区能源消费量占比由高到低依次为电力、汽油柴油、天然气、煤炭、太阳能、柴薪、液化石油气和沼气，分别占能源消耗总量的53.30%、18.90%、8.41%、7.32%、5.63%、1.55%、1.51%和0.83%。

清洁取暖前后二氧化碳排放量

清洁取暖政策的推行改变了农村以往以煤炭为主的取暖方式，电取暖、天然气取暖逐步推行，不仅使得传统的农村能源结构发生了巨大的转变，也使得农村二氧化碳排放量发生了显著改变。基于调查样本进行核算发现，清洁取暖前鹤壁市20个乡镇二氧化碳全年排放总量为1,191,995 t，而实施清洁取暖政策后，当前阶段年排放总量为771,374 t，排放总量下降420,621 t，下降幅度约为35.29%。乡镇取暖季的二氧化碳排放总量由原来的483,984 t，下降到384,970 t，整体二氧化碳排放量呈明显下降趋势（如图11）。

CO2排放情况据样本调查结果显示，鹤壁市20个乡镇中有14个乡镇的取暖季二氧化碳排放量出现不同幅度的下降。下降幅度较高的乡镇分别为大河涧乡、善堂镇、小河镇、北阳镇和白寺乡，碳排放量下降幅度分别达到64.63%、62.22%、60.80%、54.60%和49.83%。根据前文对能源结构的变化分析也可发现，善堂镇、小河镇和北阳镇等地也是煤炭消耗量下降幅度最高的乡镇。煤炭消耗的碳排放因子远高于电力、天然气的碳排放因子，降低煤炭等传统能源的使用量显著降低了二氧化碳等二氧化碳的排放量。另一方面，西岗镇、鹤壁集镇、钜桥镇、鹿楼乡、新镇镇和庙口镇六个乡镇，在同样实施清洁取暖政策后，取暖季二氧化碳排放量反而出现了不同程度的上升，而不同乡镇上升的原因各异。清洁取暖政策实行后，西岗镇的取暖季二氧化碳排放量上升了272.14%，达到碳排放9,506 t。究其原因，是其清洁取暖前年煤炭消费量较低，据此镇68份调研样本的结果显示，清洁取暖前每户年均煤耗量仅为0.475 t每年，为20个乡镇最低。极低的煤炭使用量导致其原本二氧化碳排放量维持在较低的水平，清洁取暖改造后使得其电力消费量增加，导致二氧化碳排放量随之提升；鹤壁集镇取暖季二氧化碳排放量同比上升了67.66%，原因是此镇集中供暖比例最高，取暖季集中供暖能源消费量达到了能源消费总量的79.96%。集中供暖的有效取暖面积较大，供暖效果较好，但农村房屋建筑面积较大，造成了较高能源消耗及碳排放；钜桥镇取暖季二氧化碳排放量较之前相比上升了62.47%，究其原因，是该镇天然气使用状况较为普遍，已有大约31.29%的用户冬季选择使用天然气取暖。天然气壁挂炉结合地下埋管的取暖方式效果较好，但能源消耗量较高，该镇26份调查问卷的结果显示，取暖季天然气消耗量达到了每户1,138.11 m3，较高的天然气消费量造成了二氧化碳排放量不降反升；鹿楼乡取暖季二氧化碳排放量较之前相比上升了38.13%，“煤改电”政策推行后，该镇取暖季用电量最高，其27份调研样本显示在取暖季平均每月用电1,146.40 kw·h，电取暖设备的普及、用电量的迅速升高导致了鹿楼乡二氧化碳排放量的升高；新镇镇取暖季二氧化碳排放量较之前相比上升了33.90%，其原因与鹤壁集镇类似，集中供暖比例较高导致该镇能源消耗量相比较高，二氧化碳排放量较之前提升。庙口镇二氧化碳排放量上升了4.37%，与之前基本持平。原因是其洁净煤取暖比例仍较高，取暖季煤炭消耗量占能源消耗总量的48.86%，清洁取暖方式尚未大规模普及，导致其二氧化碳排放量变化不明显（如图12,13）。

通过回归模型分析发现（表6），居民感知的新取暖方式、对补贴政策的了解程度、煤改电户数占比、对室内空气质量的影响与居民接受度呈现正相关关系，其他变量与居民接受度的相关关系不显著。

以上结果说明：一、村民对补贴政策的了解程度可以正向预测村民对煤改电的满意度，了解越多，满意度越高；二、电取暖改善室内空气的程度可以正向预测村民对煤改电的满意度，越认为电取暖改善了室内空气质量，则满意度越高；三、村庄常住人口数量可以正向预测村民对煤改电的满意度，常住人口越多，该村村民对电取暖满意度越高。清洁取暖二氧化碳排放影响因素分析

取暖成本对农村居民能源消费选择的影响根据调研样本结果初步估算了清洁取暖前后鹤壁市农村地区冬季取暖成本。清洁取暖前以消费煤炭取暖为主，据调查之前煤炭的价格在0.75元/kg，20个乡镇户均取暖季用煤量为1,115 kg，得到使用煤炭取暖的成本约为836.62 元/户；清洁取暖政策实施后，农村地区使用煤炭取暖的成本未发生大幅度变化，比例却急速减少，电取暖及天然气取暖方式逐步取代了传统的煤炭取暖，造成取暖成本随之改变。据调查，电价平均为0.56元/kW·h，户均用量为1,933.70 kW·h，得到用电取暖成本约为1,082.87元/户；如采用多能复合的低温空气源仍风机设备，户均用电成本约为850.23元/户；如用户进行了能效提升改造，则用电成本会相应降低，户均用电成本约为612元/户；使用天然气取暖的乡镇比例较少，天然气取暖的普及程度较低，20个乡镇中只有鹿楼乡、北阳镇、钜桥镇和新镇镇四个乡镇存在部分居民使用天然气壁挂炉结合地下埋管的方式取暖，取暖季天然气平均用量约为1,290.34 m3/户，天然气价格为2.45 元/m3，得到使用天然气取暖的成本约为3,161.33 元/户（表7）。

图14 清洁取暖前后鹤壁市各乡镇户均取暖费用

取暖成本是家庭取暖方式选择的重要决定因素之一。图15分别给出了不同取暖方式的用能成本kernel曲线。总体上看，其他取暖方式（太阳能、集中供暖和地热）的用能成本最低，其次是煤取暖。电取暖用能成本最高，其成本曲线虽然在低成本区域概率仍然相对较大，但整体分布较宽，相对于其他取暖方式高成本区域概率更大。可能原因是电取暖的形式多种多样，包括了能耗较低、局部取暖的电热毯、电热扇，也包含能耗较高、全局取暖的电暖气片等。从调查来看，局部取暖也确实是电取暖的主要形式，采用电暖气片等高能耗的家庭较少，其用能成本约是采用空气源热泵等低能耗家庭的5~10倍。除此之外，不同取暖方式的辅助保暖设施成本也不同。保暖成本依次为其他取暖方式、燃煤取暖、天然气取暖和电取暖。但保暖成本与用能成本可能相互关联，并且有多中可能因素影响保暖选择。例如，我国集中供暖通常按供暖面积付费，在供暖充分的条件下，家庭没有动力投入额外的保暖措施。天然气与燃煤取暖条件下，家庭通常可以一定程度上决定实际供暖面积，因此只需要对最常用的区域实施保暖。而以局部取暖为主的电取暖家庭可能需要投入较大的保暖改造成本来保持室温，克服北方的严寒。

鹤壁市被调查人群的年龄结构以40岁以上为主，占85%以上，其中40岁到50岁最多，占整个调查人群的31.5%。男女性别比例接近，基本各占50%。从受教育程度来看，以小学和初中文化水平的人居多，占整个调查人群的78%（图16）。这部分人群也是农村冬季取暖的主要群体，他们冬季在家的天数都超过100天（图17），调查整个家庭不同年龄段的人群，40岁以下的人在家的天数比较少，出外打工、上学的人比较多，冬季回家主要是春节期间。被调查者房屋面积主要集中在50~250平方米之间，其中有36%被调查者房屋面积在100~150平方米之间。超过一半的被调查者的取暖面积集中在50平方米以下（包括不取暖），也有约33%的被调查者的取暖面积在50~100平方米。大部分家庭的总房间数集中在4~12间，这些家庭中，卧室数集中为2~4间，冬季常住卧室数为1~3间（图18，图19）。目前农村地区采暖取暖面积占建筑面积的比例主要集中在10%~40%，其中取暖面积占建筑面积20%~30%的家庭分布最多（图20）。

图16被调查者年龄、性别和学历分布
图17 家庭成员的冬季在家天数
图18 总房间数、卧室数和冬季常用卧室数分布热点图
图19 总房间数、卧室数和冬季常用卧室数分布

图20 取暖面积和建筑面积分布利用多项Logit回归模型进一步揭示家庭因素对取暖选择的影响。由于其他取暖方式的受外部环境影响较大，如地热、集中取暖，不易受改电改气政策影响，且它们在总体数据中比例较少，在调查中其成本数据不完全，造成多项Logit回归模型不收敛。因此，本研究仅研究电取暖、天然气取暖、燃煤取暖和不取暖四种方式。表10给出了多项Logit回归的结果，以燃煤取暖为基准。Hausman检验显示，去掉任何一种方案后，子样本的系数估计值没有系统的差别，多项Logit模型是适用的。模型1显示，与燃煤取暖方式相比，家庭人口、运行成本、收入水平和教育水平对电取暖都有显著的影响，且符合预期。家庭人口越多、收入水平越高（基准情景为低收入人群）、教育水平越高（基准情景为小学）倾向于使用电取暖。相对而言，改电政策影响不显著，可能是因为政策变量（ELE为01变量）缺乏变化，不管是否改电的区域，大多数家庭都采用了各种形式的电取暖。意外的改气政策反而对电取暖有显著的正向作用，猜测可能的原因是“两改”政策抑制了燃煤取暖，推动了取暖方式向清洁取暖的转变，而在大部分农村地区，燃气管道并不普及，家庭难以获得连续可使用的天然气，因而不得不用最方便可得的电取暖替代。对天然气取暖而言，家庭人口、取暖面积（AREA）、成本和政策都有显著的影响。天然气取暖与电取暖不同。部分电取暖如热风机、电热毯和电热扇等都是局部取暖方式，因此不受家庭取暖面积的影响，而天然气取暖主要为暖气片全局式取暖为主，因此取暖面积是主要考虑因素之一。意外的是，模型1中取暖成本与预期不符，可能是因为改气的补贴间接地降低了成本，因此我们在模型2中增加了改气政策与运行成本的交互项后，发现补贴有显著的正向影响，而成本影响方向也符合预期，说明改气政策主要通过降低家庭取暖运行成本促进了天然气取暖的普及。图21给出了改气政策实行与不实行家庭的取暖成本Kernel曲线，实施改气政策使家庭取暖的用能成本明显向低成本区域移动，峰度更高，证实改气政策显著降低了家庭的取暖用能成本。但图21的总成本曲线表明，家庭取暖的设备成本较高，导致总成本曲线在高值区域的频率显著上升，因此当前政策体系下，设备成本较高可能是阻碍天然气取暖的重要原因。相对于电取暖而言，收入与教育水平的影响都不显著，说明成本因素是天然气取暖的决定性因素。


图21 改气政策对家庭取暖成本的影响      此外，还有部分中低收入家庭选择了冬季不取暖，模型显示取暖面积和取暖成本是这类人群最主要的考虑因素。总体而言，决定家庭取暖的显著因素为家庭人口、取暖面积、成本和政策补贴（表8）。

基于问卷调查结果，我们对鹤壁市农村居民对清洁取暖的支付意愿进行了分析，得到一系列结论：在没有补贴的情况下，居民对于购买清洁取暖设备的支付意愿均值为1,775元，但有23%的居民支付意愿为0；如果能够申请到25%以上的补贴，支付意愿均值可以提升到2,335元，提升了31.5%，最高支付愿意在4,000元以上，但依然有相同比例的居民支付意愿为0。对于一个取暖季取暖的能源费用，支付意愿均值为1,049元。目前，鹤壁市农村家庭中76%的家庭已有各式各样的清洁取暖设备，24%的家庭达不到清洁取暖的标准。此外，75%的家庭已经完全停止用煤，只有25%左右的家庭仍然在用煤。对于清洁取暖的家庭，购买取暖设备已经花费的费用均值为6,684元，取暖季的能源支付意愿均值为1,152元，而没有实施清洁取暖的家庭取暖能源支付意愿均值为712元。可见，清洁取暖改造除了要购买取暖设备之外，取暖能源费用也需要提高62%。对清洁取暖支付意愿的因素展开分析，以清洁取暖的支付意愿为被解释变量，以家庭年收入、常住人口、年龄和环境保护意识等因素为解释变量，建立多元回归模型，发现模型的解释性较好，且有多个变量在0.05的显著性水平下显著。结果显示：家庭年收入、家庭常住人口、调查对象年龄、环境保护意识及政府补贴力度都对支付意愿有影响，即家庭年收入越高、常住人口越多，则取暖房价面积越大，支付意愿越强；调查对象年龄越大，支付意愿越弱，而年轻人的支付意愿更强，如果家里有小孩长期在家，支付意愿也会更强；环境保护意识越强，支付意愿越强；政府补贴力度越大，支付意愿越强。

清洁取暖对未来二氧化碳排放的影响

为了预测鹤壁市农村地区未来取暖季二氧化碳排放量的变化趋势，设置两种能源消费情景，情景C1和情景C2（图23，图24）。情景C1为在当前调研的基础上，假设电取暖已全部普及，煤炭全部停止使用，天然气取暖由于其成本较高，铺设管道复杂等因素同样不予以考虑，且取暖比例与各户取暖面积保持当前调研结果不变，得到取暖季鹤壁市农村各乡镇折算标准煤后的能源消耗量约为164,965.53 tce/取暖季，户均取暖用能降低为0.64 tce/取暖季。由于假设全部采用电取暖，取暖季二氧化碳排放量显著降低，约为214,659 t CO2/取暖季，前文计算得到当前清洁取暖政策实施后取暖季二氧化碳排放量为384,970 t CO2/取暖季，因此，情景C1二氧化碳排放量降低约44.24%。情景C2与情景C1类似，取暖方式仅考虑电取暖而不考虑其他取暖类型，不同的是随着经济的逐步发展，村民生活水平的不断提升，假设电取暖全部普及，用户均采取电取暖的取暖方式不存在不取暖的用户，且取暖面积进一步增大，家庭的建筑面积即为取暖面积。在此种情景下，得到取暖季鹤壁市农村各乡镇折算标准煤后的能源消耗量约为491,500.62 tce/取暖季，户均取暖用能上升到1.48 tce/取暖季。由于用户取暖比例上升，取暖面积大幅提升，导致二氧化碳排放量显著上升，达到639,559 t CO2/取暖季，较之于当前情景下排放总量上升约66.13%。

清洁取暖前后大气污染物排放量

清洁采暖措施实施前，散煤与低品位的生物质燃料为主要的取暖能源，燃烧散煤时除产生大量颗粒物外,还会形成二氧化硫、氮氧化物、烃类等有害气体，这些气态污染物在大气中又会发生一系列化学对环境造成较为严重的危害，有研究表明民用散煤燃烧排放，仍是京津冀及周边地区大范围重污染的主要成因。柴薪、秸秆等生物质能源燃烧效率较低，会产生大量颗粒物及碳黑等大气污染物，燃烧不充分时也会产生一氧化碳。清洁采暖措施实施后，煤炭与柴薪的使用量急剧降低，少量用煤取暖的用户也由型煤取代了散煤，清洁取暖措施如电取暖、天然气取暖的广泛使用使得大气污染物的排放量同样明显下降。基于SO2、NOx、CO、VOCs、PM10、PM2.5六种大气污染物排放因子与前文所述能源结构的转变，对于清洁采暖前后六种大气污染物的全市采暖季排放总量进行核算，结果如表9所示。
清洁采暖措施实施后，全市农村地区煤炭消费总量减少307868吨，导致六种大气污染物排放均出现不同程度的降低。由表10的核算数据可以发现，20个乡镇采暖季的SO2、NOx、CO、VOCs、PM10、PM2.5六种大气污染物的减排量分别为2762.8t、597.3t、52304.7t、1493.5t、5040.4t和4031.6t。在实际走访调查中，居民普遍反映今年冬季空气质量明显改善，雾霾天气减少明显，清洁采暖对室内室外环境质量有了较为明显的提升。清洁取暖措施的实施，对于农村地区采暖季人为二氧化碳和大气污染物排放具有协同减排作用。

评估结论政策建议

一、较之于能源阶梯的直线型移动，清洁取暖政策的实施快速推动了能源结构跳跃性升级，清洁取暖政策同时也带动了非取暖用能的清洁化，大幅降低了农村生活大气污染物排放量，促进鹤壁市全年空气质量的提升。鹤壁市农村地区主要能源类型包括电力、汽油柴油、天然气、煤炭、太阳能、成型生物质、柴薪、液化石油气和沼气，大部分农村地区烹饪主要采用电力和天然气，少部分家庭采用沼气、柴薪和煤炭。尤其是清洁取暖政策实施之后，总体趋势表现为煤炭、柴薪等传统能源的消耗量显著减少，而电力、天然气等消耗量大幅上升。取暖使用空气源热风机、空调、电暖扇等电取暖设备，烹饪使用天然气、电饭锅、电磁炉已成为多数农村家庭的生活常态。天然气烹饪是鹤壁市重点推广的清洁改造工程项目，平原地区的乡镇基本实现了使用天然气烹饪。清洁改造实施后，电力成为了主要的能源消费类型，全市各乡镇平均电耗量由占能源消耗总量的38.34%上升至53.30%。清洁取暖前全市农村地区年能源消费量为998,564 t标准煤，而清洁取暖后全年能源消费量为794,770 t标准煤，下降幅度为20.41%。其中，清洁取暖政策实施后，取暖季能源消费下降91,003 t标准煤，非取暖季能源消费下降112,791t标准煤。因此，清洁取暖政策也带动了非取暖用能的清洁化，整体上大幅降低了农村生活大气污染物排放量，促进鹤壁市全年空气质量的提升。二、清洁取暖改造整体上减少了20%的二氧化碳排放。根据模型模拟，随着居民生活水平的提高，未来二氧化碳排放量有大幅上升的风险。建议取暖补贴以设备费用为主，逐步减少并最终退出运行费用补贴，引导居民合理而非过度取暖。从鹤壁市目前清洁取暖实施现状来看，该市农村总体二氧化碳排放呈现明显下降趋势（下降20%）。从乡镇层面来看，14个乡镇取暖季二氧化碳排放出现了不同程度的减少，6个乡镇取暖季二氧化碳排放增加。部分乡镇二氧化碳排放增加的主要原因是其改造前煤炭使用量较低导致其二氧化碳排放量维持在较低的水平，“煤改电”改造后农村电力消费量大幅增加，导致二氧化碳排放量提升。基于LEAP模型分析不同的政策情景，发现随着经济的逐步发展，村民生活水平的提升、农户全部用电取暖、取暖面积在现有基础上有所增加等因素将导致二氧化碳排放量显著上升，较之于基准情景排放总量预计上升约197.94%。我们建议对于类似鹤壁等地处中部，冬季平均气温-5℃，农户取暖规律行较强，取暖需求集中在春节前后一个月及日常早晚时间的地区，在取暖补贴政策中，强调对取暖设备安装给予适当补贴，引导居民使用清洁能源和清洁设备，弱化并最终退出对于取暖运行费用的补贴，从而引导居民选择使用节能高效的清洁取暖设备，根据家庭冷暖和常住生活区域的实际情况调节室内温度，合理降低取暖运行成本，适度取暖而非过度取暖。三、居民对清洁取暖接受度分析的结果显示，应当着重强调清洁取暖在安全、卫生和显著改善室内空气质量等方面的优点。根据对居民的问卷调查发现，使用清洁取暖的家庭普遍对取暖安全、卫生高度关注。原来使用散煤煤炉会引发煤气中毒导致的死亡事件，因此安全性往往是居民认为清洁取暖带来最直接的效益，此外卫生、便利性和显著改善室内空气质量等益处是居民选择清洁取暖的主要驱动力。同时，结合我们的心理学分析，村民对补贴政策的了解程度越高，则对清洁取暖的满意度越高；改善室内空气的程度越高，则满意度越高。因此，虽然清洁取暖工作的主要目的在于改善环境空气质量，但是建议在宣传工作中，将其效果的重点放在安全、卫生和改善室内空气质量等方面，更有助于居民接受清洁取暖改造。除此之外，补贴政策在一些地区实施的很到位，但由于宣传深度不够或手段不到位，很多居民并不了解情况，以为清洁取暖设备是自己花钱全额购买，有些人甚至认为是政府强制安装，存在抵触心理。我们建议在宣传方面，应结合农村实际，考虑农民可接受的宣传方式，将补贴政策及农户享受的福利进行详细说明，提升农民对清洁取暖设备的接受程度。四、通过条件价值评估发现，在没有补贴的情况下，居民对于购买清洁取暖设备的支付意愿为1,775元；如果能够申请到25%以上的补贴，支付意愿均值可以提升到2,335元。基于问卷调查的信息进行条件价值评估，结果显示在没有补贴的情况下，居民对于购买清洁取暖设备的支付意愿均值为1,775元；如果能够申请到25%以上的补贴，支付意愿均值可以提升到2,335元。已经使用清洁取暖的家庭取暖季的能源支付意愿均值为1,152元，而没有实施清洁取暖的家庭取暖能源支付意愿均值为712元。家庭年收入、家庭常住人口、调查对象年龄、环境保护意识及政府补贴力度都对支付意愿有影响，即家庭年收入越高、常住人口越多，则取暖房价面积越大、支付意愿越强；调查对象年龄越大，支付意愿越弱，而年轻人的支付意愿更强，如果家里有小孩长期在家，支付意愿也会更强；环境保护意识越强，支付意愿越强；政府补贴力度越大，支付意愿越强。五、随着农村人口老龄化和留守老人数量增加，建议北方各地特别是非严寒地区应按需取暖，取暖设备优先安装在农民常住生活区域并辅以建筑节能改造。鹤壁市农村人口年龄结构以40岁以上为主，占85%以上，其中40岁到50岁最多，占整个被调查人群的31.5%。从受教育程度来看，以小学和初中文化水平居多，占整个被调查人群的78%。这部分人群也是农村冬季取暖的主要群体，他们冬季常住在家的天数都超过100天。调查整个家庭不同年龄段的人群，40岁以下的人在家的天数比较少，出外打工、上学的人比较多，冬季回家主要是春节期间。被调查者房屋面积主要集中在50~250平方米之间，其中有36%被调查者房屋面积在100~150平方米之间，超过一半的被调查者的取暖面积集中在50平方米以下（包括不取暖），也有约33%的被调查者的取暖面积在50~100平方米。大部分家庭的总房间数集中在4~12间，这些家庭中，卧室数集中为2~4间，冬季常住卧室数为1~3间，采暖面积占农房平均建筑面积的30%。经过建筑能效提升改造的农房，其冬季清洁取暖成本要明显低于未改造农房。根据鹤壁取暖试点经验，我们建议北方各地特别是非严寒地区，应科学核定农户实际取暖面积，按需取暖，取暖设备优先安装在农民常住生活区域，避免设备投资和用能浪费。有条件的农村，可以通过同步实施热源清洁化及农房节能改造，同时做好新建农房的节能设计和建设，确保农民清洁取暖可承受、可持续。

作者：曹丽斌 蔡博峰 伍鹏程 雷 宇 陈潇君 庞凌云 张鸿宇 臧宏宽 宋玲玲 金 玲（生态环境部环境规划院）；吕晨（北京工业大学）；唐祎祺 方恺（浙江大学）王 真  崔 璨（武汉大学）；刘 惠（中央民族大学）；李方一（合肥工业大学）；孙 彦（中国科学院心理研究所）；闫晗 罗梓烨（中国人民大学）；程昌林 肖 慧 孟光远（鹤壁市冬季清洁取暖试点城市领导小组办公室）；乾 龙（鹤壁市淇县住房和城乡规划建设局）