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碳中和愿景下清潔供暖的新角色:熱產消者

2021-11-19 18:37代春艷張忠偉何繼
河北經貿大學學報 2021年6期
關鍵詞:碳中和余熱太陽能

代春艷 張忠偉 何繼

摘 要: 第五代區域供熱系統、信息網絡技術以及智能控制技術的發展增強了供熱網絡和連接用戶之間能量雙向交換的可能性,加之全球清潔能源利用發展的需要,沿著供熱網絡將出現多個熱產消者,其作為智慧熱網中的新實體,生產、消費、存儲并與其他熱網用戶共享能源。研究發現,熱產消者經過八年左右的發展,經歷了初步認識、試驗探索及優化管控三個階段,逐漸從理論研究過渡到示范應用。目前熱產消者主要回收利用余熱及太陽能熱參與熱能上網,其有助于提高供熱系統運行效率、降低經濟成本、減少碳排放以及促進清潔能源的使用,可以從供給側與需求側影響發展和布局我國的清潔供暖產業。研究揭示,熱產消者已經在北歐一些國家的清潔供暖系統中扮演著較重要的角色,為助力實現碳達峰與碳中和目標,我國應高度重視熱產消者的成長發展,充分利用熱產消者環保屬性,積極促進熱電產消者有機結合,因地制宜對多種熱源形式進行合理統籌,實現能源的高效利用和清潔能源的最大化消納。

關鍵詞: 碳中和;區域供熱;清潔供暖;熱產消者;余熱;太陽能

中圖分類號:F206;X196

文獻標識碼:A 文章編號:1007-2101(2021)06-0039-08

區域供熱(又稱“集中供熱”)被認為是滿足空間供暖和家庭熱水需求的更可靠、更高效和更環保的替代解決方案[4],是實現碳減排目標以及可再生能源整合的關鍵之一。目前的第五代區域供熱系統將增強區域供熱網絡和連接的用戶之間能量雙向交換的可能性

[5-6],這有利于能源資源的更有效利用。同時,熱能的雙向交換意味著沿著區域供熱網絡可以存在一個或多個產消者(prosumer),它們消耗、生產、存儲、銷售并與其他熱網用戶共享能源[7]。

“產消者”一詞最早由美國未來學家阿爾文·托夫勒于1980年創造,指參與生產活動的消費者[8]。能源系統中的產消者被定義為以電或熱形式消耗和生產能源的組織或個人[9]。目前能源產消者主要是指電力產消者[10-12],但近幾年供熱、制冷領域產消者的數量及相關研究日益增多[7,13],同時熱電雙供產消者[14]也逐漸興起。經過近幾年的發展,熱產消者主要通過回收利用余熱以及使用太陽能集熱器的方式參與熱能上網。

熱產消者引入區域供熱系統能提高供熱系統的運行效率[15-17],降低經濟成本和減少碳排放[18-19],同時促進清潔能源的使用[20-21],這對中國從供熱領域推進碳中和進程具有一定的借鑒意義。那么熱產消者是如何引入供熱系統的,其發展到了什么程度?其對能源、經濟和“雙碳”目標具體會造成什么影響?以及對中國的清潔供暖發展有著什么樣的啟示?這些是本文要討論的主要問題。

二、熱產消者的發展歷程

(一)熱產消者的產生背景

根據2015年聯合國195個成員國簽署的《巴黎協定》以及近兩年全球能源發展的趨勢,世界各國在碳排放方面提出了新的目標。

如到2030年,中國二氧化碳排放強度比2005年下降65%以上,美國溫室氣體排放量較2005年減少50%,歐盟溫室氣體凈排放量與1990年相比減少60%。為了實現這些目標,要實施的戰略之一是提高能源系統的效率,同時通過充分利用可再生能源,實現清潔能源的最大化消納。在這種情況下,供熱系統發揮著重要作用。事實上,供熱是全球最大的終端能源消費領域。國際能源署數據顯示,2018年供熱占全球終端能耗的50%,占全球二氧化碳排放的40%,其中熱力消費用于建筑物房屋(含空間采暖、熱水供應和烹飪)占比約40%。傳統供熱系統建立在大型集中燃燒廠或利用工業余熱源的基礎上,其特點是容量大、溫度高且碳排放多。因此,為了應對氣候變化以及現代供熱系統不斷增加的熱負荷,需要進一步對能源消耗進行優化控制。

區域供熱尤其是低溫供熱系統在碳減排上發揮了重要作用。隨著第四代[22]乃至第五代[5]區域供熱系統的發展,管道中低溫載液成為可能,從第一代高于100℃到第五代溫度可以由熱交換器控制在15℃~25℃范圍內,最大程度上避免了熱網沿線的熱量損失[23-24]。同時,低溫供熱系統與智能控制系統相結合一方面促進了供熱網絡向智能熱網[25]轉換,智能熱網不僅能夠執行與傳統熱網相同的功能,而且能更好地利用分布式的、間歇性的清潔熱能資源,如太陽能、余熱、地熱及生物質能等,并通過高效的資源利用和智能管理實現在需要時提供所需的能源;另一方面增強了區域供熱網絡和連接用戶之間雙向能量交換的可能性,由于在終端用戶處安裝了分布式供熱系統,使得熱力的雙向流動成為可能,從而使終端用戶既可以作為消費者,也可以成為生產者。于是,在區域供熱領域,一種新的角色產生,即熱產消者。特別地,在2014年前后,瑞典和芬蘭等國開放了它們的區域供熱網絡,這為熱產消者作為分布式熱源參與熱能上網提供了機會[26-27]。

因此,隨著信息網絡技術與智能控制技術的發展和全球清潔能源利用發展的需要,為在供熱系統中自行生產和消費熱能,并將多余熱能上網出售的熱產消者出現創造了條件。

(二)熱產消者的發展階段

經過近幾年的發展,熱產消者已經逐漸在全球(尤其是北歐各國)成為供熱系統的新參與者之一,其發展歷程主要經歷了三個階段。

1.初步認識階段(2014—2016年)。該階段主要分析熱產消者引入區域供熱系統的可行性以及可能遇到的技術問題。研究熱產消者較早的是瑞典學者Brand[28],2014年其通過計算機程序NetSim模擬了小型太陽能集熱器和熱泵引入區域供熱管網對技術參數(供應溫度、流速和壓差等)的影響,結果表明,雖然來自熱產消者的供水溫度通常低于典型的供水溫度,易造成壓差不同,但引入熱產消者是可行的。他的研究為引入熱產消者奠定了認識論基礎。

2.試驗探索階段(2016—2020年)。該階段主要分析熱產消者的可持續性及對能源、經濟和環境發展的影響。為了研究熱產消者對能源及環境的影響,Hanne 等[29]以挪威為例,運用動態建模技術研究熱產消者對能源及環境的影響,發現利用局部余熱是降低區域供熱系統需熱量和環境影響的重要措施,并由于輸送熱量的距離較短,分布式供熱還有助于減少熱損失;而Brange等[20]則以瑞典Hyllie地區為例,指出余熱回收的潛力相當大,約占年熱量需求的50%~120%,余熱的溫度需要用熱泵提高,因此電力來源是熱產消者對環境影響的決定影響因素之一。Postnikov等[30-33]在2016—2020年基于隨機過程理論、液壓回路理論和熱電聯產基本定律等理論探討了產消者參與區域供熱系統的可靠性與可持續性問題,提出了一個雙層模型以確定區域熱源負荷與產消者自有熱源負荷之間的最優平衡,指出了區域和分布式熱源的聯合運營方法,并通過算例分析表明熱產消者模式具備一定的潛在經濟效益。

3.優化管控階段(2020年至今)。這一階段主要研究如何更好地優化帶有熱產消者的供熱系統,通過對其進行管理與控制,最大程度提高能效以及環境經濟效益。Maria等[7]通過9種不同情境對比分析了區域供熱系統中熱產消者位置的最佳分配方式,且證明了可以通過系統網絡的最佳液壓平衡來實現最大程度降低所需熱泵功率。Nord等[34]開發了以數據為基礎的模擬區域供熱網絡的模型,以便更好地表示區域供熱網絡中熱產消者在水力和熱力方面的情況,發現變速泵可以解決由于熱產消者供給到熱網的可再生熱量比例增加導致附近換熱站的壓力失衡問題,并可節省34%的電力,降低14%的熱損;王小元等[35-36]構建的基于CO2熱泵的產消型數據中心能源系統的熱功率比為5.70(制冷熱功率比為2.83,加熱熱功率比為2.87),總功耗約為常規系統的一半(52.86%),能效是常規系統的3.87倍,有效實現了電能的高效利用。

綜上,先后有學者對熱產消者引入區域供熱系統的技術問題,對能源、經濟和環境的影響以及是否具備可靠性進行了分析,并探討如何進一步優化管理與控制,表明熱產消者正逐漸得到更多的關注,逐漸從理論研究階段過渡到示范應用階段。

三、熱產消者的主要類型

未來的區域供熱和制冷會轉型成為一個完全使用清潔能源的系統。根據利用熱源的不同,可將熱產消者分成不同的類型,本部分主要分析目前應用較多的利用余熱和使用太陽能集熱器參與熱能上網這兩類熱產消者的情況。

(一)利用余熱的熱產消者

回收可再生能源和廢物能源應對氣候變化是有必要的。利用余熱的熱產消者指擁有大型制冷機和制冷設施的建筑物,它們在較低的環境溫度下需要熱量,而在其他情況下供給剩余熱量[37]。目前利用工業余熱源供熱已經較為成熟,尤其是在中歐[38]。但是這樣的余熱源通常位于城市之外,需要高的熱需求密度,以證明熱分配系統所需的投資是合理的[29]。因此,近年來對城市內建筑物余熱的利用開始迅速發展。城市環境中存在的潛在余熱供應商包括數據中心、辦公樓、超市、醫院等,理論上任何產生余熱的建筑都可以成為熱產消者,其作為分布式熱源中心參與熱網供熱[37]。

區域供熱網絡幾乎能夠將熱量從任何熱源傳輸到建筑物,減少對天然氣和煤炭等其他能源的需求。比如瑞典馬爾默在建地區存在的潛在產消者“超市和一個室內溜冰場”可以滿足該地區的全部供熱需求[20];挪威Trondheim本地電網整合兩個零售商店和一個數據中心的系統中每個產消者都有不同的位置和不同的供熱特點,且本地就近供熱有助于減少區域供熱供應商使用污染更嚴重的峰值熱源

[29]。這些小規模熱源在供熱系統中發揮著重要作用,但目前的應用較少。

數據中心的余熱回收是目前研究及利用余熱的主要方向。數據中心就如同一個巨大的電加熱器,由電力供應產生余熱作為副產品,產生的熱量與區域供熱系統成為一個閉環系統,以實現熱量循環和最小的熱量損失。2018年全球數據中心消耗了電力供應的1%左右[39],同時數據中心的能源消耗正以每年15%~20%的速度增長[40],越來越多的數據中心促使人們在其附近的設施中利用這些余熱。通過對芬蘭[41]及其他北歐國家[13-14]的案例研究發現,數據中心的余熱作為清潔能源發展正得到大規模運用,約68%的余熱可以回收[42]。余熱回收用于建筑供暖能促進循環經濟的發展,發揮產消者在循環經濟中的作用,在一定程度上成為企業業務流程變革的積極驅動力。

由于冷卻溫度較低,數據中心的余熱等級通常較低,這是其大規模應用的主要障礙[42]。但隨著熱泵和其他許多低溫熱、低品位熱的發展,利用數據中心的余熱逐漸變得容易。比如,對中國哈爾濱某數據中心的一種新型熱回收系統進行仿真研究發現該系統不僅能夠回收余熱,還能夠在二級建筑(如公寓、辦公室、健身中心等)的空間冷卻和加熱之間轉換[12];同時基于CO 2熱泵的產消型數據中心能源系統可有效削減冷負荷,實現制冷電耗的降低,CO 2作為余熱回收用熱泵的工作介質,可降低全年冷負荷108 MWh,節約制冷電耗167 MWh,能夠提高系統緊湊性與環境友好性[35-36]。這些研究結論意味著數據中心可以作為能源消費者和生產者積極參與地區能源代謝。

在中國,受新基建、5G、人工智能、大數據、云計算、移動互聯網等技術發展以及在邊緣計算、工業互聯網、超高清視頻、VR/AR等場景應用的推動,數據中心機架規模數量呈現平穩增長。中國IDC發布的《2020—2021年中國IDC行業發展報告》顯示,截至2020年,中國數據中心市場規模達到2239億元,同比增長43.3%,連續第九年增速超過20%。因此,回收數據中心的余熱用于中國清潔供熱具有較大市場,讓數據中心作為產消者有助于企業乃至國家實現碳中和目標。

(二)利用太陽能的熱產消者

太陽能供熱是低溫區域供熱系統和未來智慧熱網的一個有前途的選擇。利用太陽能的熱產消者指在屋頂安裝太陽能集熱器的建筑單元,其在供熱系統與集中或多個分散位置相連的用戶端處會有能量輸入(即生產)和提?。聪模┈F象[42]。熱產消者裝置與現有的區域供熱系統相連接,產生的熱量在區域供熱網絡中比在單個供熱裝置中更容易利用,因為后者小規模分散的用戶自備供熱方式與區域供熱規模經濟不相適應[44]。

Brand等[28]的研究表明引入利用太陽能的熱產消者進入區域供熱網絡是可行的。而將德國南部地區Ludwigsburg-Sonnenberg的區域供熱系統擴展到包括太陽能集熱器的分布式供熱,發現熱網可以作為一個自主的微網運行[45],并且基于產消者的區域供熱系統性能往往優于獨立供熱系統,小區規模、建筑物改造階段和系統配置等參數對區域供熱系統性能有影響,最重要的參數在于選擇適當的存儲容量與太陽能集熱器面積比,較小的地區和有翻新建筑的地區尤其受益于區域供熱系統解決方案,該方案的最大太陽能利用率為63%[46-47]。但這類熱產消者的一個缺點是夏季供給和冬季需求不匹配,為了延長剩余熱量的利用,需要在供熱系統中使用蓄熱罐進行熱能儲存[48],以克服夏季太陽能供應和冬季供暖負荷之間的季節差異等問題。

通過太陽能集熱器產熱并運用到區域供熱系統已經在歐洲得到快速發展[49]。第一個采用平板太陽能集熱器并與現有的區域供熱網絡相連的國家丹麥,目前是世界上太陽能集熱器安裝面積最大、運行太陽能區域供熱項目最多的國家[50];德國2020年區域供熱網絡的大型太陽能集熱器的產量增長了41%,預計到2025年集熱器輸出功率將增加三倍,達到210兆瓦以上[51]。而中國2014年太陽能集熱器裝置用于空間供暖的不到0.4%,遠低于歐洲,大多數太陽能集熱器在農村地區用作單體熱水器來生產生活熱水[52]。因此,隨著蓄熱技術、系統安全性技術的成熟和經驗的積累,以及清潔供暖的需要,中國大規模利用太陽能集熱器產熱并入區域供熱系統具有可行性和必要性,可以從農村、人口密度低的地方率先大規模發展。

四、熱產消者對能源、經濟和“雙碳”目標的影響

熱產消者引入區域供熱系統將產生一定的影響,本部分以利用余熱和太陽能的熱產消者為例分析其對能源、經濟和“雙碳”目標的影響。

(一)對能源系統的影響

熱產消者利用清潔能源產生的熱能集成到現有的區域供熱系統中,對主要由化石熱電廠供熱的區域供熱網絡是有利的,熱電聯產和純熱鍋爐的運行時間將大大縮短,進一步減少熱損失和區域供熱系統對化石燃料的依賴,帶有熱產消者的一個能量存儲系統可以提高網絡系統運行的靈活性,提高供熱系統的整體效率。

具體來講,數據中心作為能源產消者,其產生的廢熱可以通過多種方式與其周圍地區能源系統相互作用,以提高整體能源效率。比如以熱水的形式將回收的余熱回饋到熱網中進行空間供暖,可以使數據中心的電源使用效率提高約10%[53];瑞典斯德哥爾摩數據公園項目計劃到2035年滿足該市全部供熱需求的10%。另外,太陽能集熱器產生的熱能超過單戶住宅用于空間供暖和生活熱水的能源需求,有多余的熱量供給熱網,連接系統時,產消者可以將其作為蓄熱器,年總熱能產量約為單獨配置時年產量的4倍[54],將滿足高達25%的年熱需求[47]。同時將大型太陽能供熱系統整合到現有的區域供熱系統更有助于靈活的應對未來市場價格的變化[55]。這將在一定程度上減少年熱損失,但為了提高這種系統的能源效率,需要更好地操作和控制帶有產消者的供熱網絡。

(二)對經濟效益的影響

熱產消者引入區域供熱系統中既能降低供熱成本,同時也能帶來一些經濟收益,對于偏遠地區用電供暖的居民,成為熱產消者,可以降低更多費用。比如,在帶有儲熱裝置的小型生物質區域供熱鍋爐以及帶有太陽能集熱器或本地安裝熱泵的產消者村莊中,發現季節性儲熱和本地產消者的整合可以使生物質能區域供熱鍋爐的運行更加順暢,并帶來更多的社會經濟效益[56]。在英國倫敦通過利用數據中心的余熱每年節省近100萬英鎊[10]。中國哈爾濱某數據中心的一種新型熱回收系統總運行成本比空氣源熱泵低45.83萬元人民幣[12]?;贑O2熱泵的產消型數據中心能源系統為建筑供熱290 MWh獲得年收益4.23萬元人民幣[35]。 優質的熱產消者余熱能源回收系統帶來的年純利潤約為傳統系統的190.34%,通過地源熱泵將上游電源供應商和下游熱用戶耦合在一起,專業熱產消者系統將有助于靈活有效地利用低溫余熱[36]。這些例子都證明了熱產消者在能源系統中將帶來巨大的經濟效益。

除此之外,如果采用“熱凈計量(thermal net metering)”定價方案,使用與現有電網凈計量相同的機制,即超出產消者年度能源需求的額外上網能量可作為下一年的用能額度,熱產消者將區域供熱系統作為產生但不立即使用的熱能的虛擬存儲庫,方便以后使用。在瑞典已經存在的熱凈計量系統中,輸入到區域供熱系統的熱能價格是從區域供熱系統購買成本的25%[57]。意大利市場擬采用出售能源/購買能源費用比率為0.45,在這種情況下,具有凈計量配置的系統相對于無太陽能系統的被動用戶將減少約60%的供熱費用,并且相對于獨立太陽能系統的配置減少約44%費用[58]。通過熱凈計量管理,公用事業公司可以將產消者提供的熱能分配給整個系統,供熱系統所代表的能源和經濟效益將得到進一步增強。

(三)對雙碳目標的影響

中國承諾到2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和。根據清華大學建筑節能研究中心估算,中國建筑運行能源消耗造成的碳排放占全國16.4%左右,因此,清潔供暖產業是中國綠色低碳循環發展經濟體系的重要組成部分,加快布局和發展清潔供暖產業是中國達成“雙碳”目標的重要措施之一。

熱產消者作為清潔供暖中的新角色,有助于抓住南方地區供暖需求和鄉村振興機遇,為供給側減少碳排放發揮重要作用。一方面,隨著經濟的快速發展,人們對生活質量的要求也越來越高,南方夏熱冬冷地區的供暖訴求強烈,但由于可能會造成能耗大幅提升與大量設備的長時間閑置帶來巨大的財政和能源壓力問題,南方地區不適合開展大范圍集中供熱,因此發揮熱產消者的分布式屬性有助于推動分散、局部集中的清潔供暖發展。另一方面,農村地區取暖呈現傳統能源與現代能源并存的格局,政府部門的高額補貼支出、農戶的采暖支出造成財政和個人的經濟壓力,在完成清潔供暖改造的地方也容易出現“返煤”現象。通過熱產消者模式,有助于因地制宜對多種能源形式進行合理統籌,促進整個農村地區供暖體系全面清潔高效升級。

同時在需求側,各種建筑設施成為熱產消者以后,能提升建筑能效,進一步促進綠色環保建筑乃至零能耗建筑的發展,且本地就近供熱有助于減少使用污染更嚴重的峰值熱源。由于對輸送熱量的需求降低及區域熱網(包括當地分散的供熱商)熱傳輸距離較低導致的熱損降低也將減少碳排放。因此,熱產消者將促進清潔供暖產業經濟的發展,同時以清潔供暖助力實現“雙碳”目標。

五、研究結論及啟示

熱產消者提高了供熱系統的運行效率及能源利用效率,降低了經濟成本和減少了碳排放,促進了清潔能源的使用,已經在北歐一些國家的清潔供暖中扮演較重要的角色。同時通過產消者思想,可以將新的系統配置與分散在多個位置的不同熱源結合起來,讓所有不同的發展因素都在可持續的區域供熱系統中得到最佳的整合和管理。這將有助于世界各國碳中和目標的實現。

通過分析熱產消者的發展以及其對能源、經濟和雙碳目標的影響發現,熱產消者是智慧熱網中的新實體,生產、消費、存儲及與熱網中的其他用戶共享能源。通過創新、價值再造及資源整合,熱產消者有助于實現有效和可持續的能源共享進程,在今后的能源系統中將和電力產消者一樣發揮著至關重要的作用。熱產消者的發展對中國從供熱領域推進碳中和進程有如下啟示。

第一,高度重視熱產消者成長發展。一方面熱產消者已經深刻影響能源系統的發展,這一點在電力系統中已經得到證明。為了助力中國2060年前實現碳中和,進一步發展擁有分布式熱源的熱產消者有助于集中供熱系統對能源資源的更有效利用。另一方面利用熱產消者可以更好實現多能互補、冷熱聯供,有效提高能源系統韌性,保障能源安全。因此,需要高度重視熱產消者的發展,從政策層面引導,促進熱產消者數量增長,積極探索熱產消者進入市場的政策、機制和商業模式,發展熱產消者經濟。

第二,充分利用熱產消者環保屬性。不論是利用余熱還是太陽能集熱器,通過能源轉化過程之間的協同作用,都能在一定程度上降低碳排放,因此可以設計相應的市場機制,提升熱產消者的參與熱情以吸引更多的潛在產消者參與進來,將熱產消者的環保屬性最大化利用。比如對來自不同分布式熱源回收的熱量進行差異化定價,對相應的建筑單元授予不同等級的樓宇能效證書以在交易時形成環保增值,通過熱凈計量對上網熱能進行規范化管理,以及允許其參與到碳交易市場中來等。

第三,積極促進熱、電產消者有機結合。智慧區域供熱系統的熱產消者在供熱領域回應了分布式發電的產消者與電網之間的能量交換概念,這一概念已在電力領域廣為運用。但熱、電產消者并不是相互獨立的概念,通過區域供熱可以在一定程度減少電負荷需求,促進電力用于其他需要高質量能源的用途,如運輸。因此可以通過熱產消者發揮中介屬性促進中國的熱力市場與電力市場在一定程度進行融合,比如對多余熱量上網的用戶給予其一定比例的電價補貼,進一步統一熱電計量方式,促進能源的高效利用和清潔能源的最大化消納。

未來可以進一步研究向不同熱源(如地熱)中引入熱產消者模式,通過智能管理地方微觀規模的能源系統,再以某種或某幾種地方性特色能源為基礎的區域供熱系統中實現多能互補,進一步加強產消者在區域供熱系統的作用。但在研究帶有熱產消者的智慧熱網時,必須用一種涵蓋能源、經濟和環境的整體視角,研究熱產消者引入區域供熱系統更進一步的管理和控制優化方法,確保熱網平穩、健康、綠色、高效、經濟的運行。

(重慶工商大學楊迎、葉丹、雷亦婷、程鍇等對本文亦有貢獻)

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責任編輯:武玲玲

New Role of Clean Heating Under the Vision of Carbon Neutral:Heat Prosumer

Dai Chunyan1,2,Zhang Zhongwei3,He Jijiang4

(1.School of Management Science and Engineering, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067,China;2.Chongqing Engineering Technology Research Center for Information Management in Development,Chongqing 400067,China;

3.School of Business Administration,Chongqing Technology and Business University,Chongqing 400067,China;

4.School of Social Science, Tsinghu University,Beijing 100084, China)

Abstract:

The development of the 5th generation district heating system, information network technology and intelligent control technology has enhanced the possibility of two-way energy exchange between heating network and connecting users. In addition to the need of global clean energy utilization and development, there will be multiple heat prosumers along the heating network. As a new entity in the intelligent heating network, production, consumption, store and share energy with other heating network users. It is found that after about eight years of development, heat prosumers have gone through three stages of preliminary understanding, experimental exploration and optimal management and control, and gradually transferred from theoretical research to demonstration application. At present, heat prosumers mainly recycle waste heat and solar energy to participate in the heat energy grid, which helps to improve the operation efficiency of heating system, reduce economic costs, reduce carbon emissions and promote the use of clean energy. It can affect the development and layout of China's clean heating industry from the supply side and consumption side. The study reveals that heat prosumers have played an important role in clean heating systems in some northern European countries. In order to help achieve the goal of carbon peaking and carbon neutrality, China should attach great importance to the growth and development of heat prosumers, make full use of their environmental protection attributes, actively promote the organic combination of heat and power prosumers, and reasonably coordinate various forms of heat sources according to local conditions, realizing the efficient use of energy and the maximum consumption of clean energy.

Key words: carbon neutral;district heating;clean heating;heat prosumer;waste heat;solar energy

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