我國發展區域能源的意(yi)義與展望(上)

2016/4/18 0 16882

恒有源科技發展集團(微信號:HYYESSTD)專注於淺層地能作為建築(zhu)物供暖的替代能源的科研、開發和推廣。致(zhi)力於原創技術的產業化發展,實現為建築(zhu)物無燃燒(shao)智慧(hui)供暖(冷),大力發展地能熱冷一體化新興產業。

一、區域能源的定義

    區域供暖、區域供冷、區域供電以及解決(jue)區域能源需求的能源係統和它們的綜合集成統稱為區域能源。這(zhe)種區域可以是行政(zheng)劃分的城市和城區;也(ye)可以是一個居住小區或一個建築(zhu)群;還可以是特指的開發區、園區等。

    總之,人類(lei)社會發展至今所有一切用於生產和生活的能源,在一個特指的區域內得到科學的、合理的、綜合的、集成的應用,完成能源生產、轉換、供應、輸配、使用和排放全過程,稱之為區域能源。

二、區域能源係統

    區域能源係統是局域能源網絡,通過該網絡向綜合建築(zhu)物提供熱水、蒸汽(區域供熱)、冷水(區域供冷)、用電(通常稱微網)、或者是綜合供應。

    區域能源係統可以是鍋爐(lu)房供熱係統;冷水機組供冷係統;熱電廠係統;冷熱電聯供係統;熱泵供能係統;太陽能供能係統;風電係統等等。所用的能源還可以是:燃煤、燃油、燃氣、可再生能源(太陽能熱水係統,地下水源熱泵係統,地表(biao)水源熱泵係統,汙(wu)水源熱泵係統,地能熱泵係統,光伏發電係統,風力發電係統)、生物質能等。這(zhe)些(xie)服務的不同形式通常是平行運行,服務相同建築(zhu)物的部分或全部。應利用當地的條件和應對當地問(wen)題,專門地設計(ji)區域能源係統。

    區域能源係統要適合特有的情況(kuang),能夠滿(man)足特定的當地多種需求(例如準確可靠的醫院需求)或者相適應當地特有的資源條件(例如燃燒(shao)當地可用的生物質)。為了提供這(zhe)些(xie)能源服務,通常區域能源係統圍繞作為係統心髒的中心站(zhan)建設。一旦(dan)中心站(zhan)運行,能量通過管線或電線易於與建築(zhu)物連接。為了提供這(zhe)些(xie)能源服務,通常區域能源係統圍繞作為係統心髒的中心站(zhan)建設。一旦(dan)中心站(zhan)運行,能量通過管線或電線易於與建築(zhu)物連接。很像人的血管係統,通常管線以閉式方式運行,從中心站(zhan)輸送(song)熱水到建築(zhu)物用戶,然後(hou)涼水返(fan)回心髒再加(jia)熱,往複循環。區域能源係統可以利用當地的可再生資源,通過高效率的中心站(zhan)對綜合建築(zhu)物(工業、商業、住宅)供冷與供熱。

三、我國能源消耗現狀

目(mu)前中國能源消耗高、環境壓力大。世界能源平均利用效率為5 0 . 3 2 %,其中,我國為36.81%,印度為39%,美國為51%,日本為56%,丹麥為72%;為應對全球(qiu)氣候變化我國政(zheng)府(fu)承(cheng)諾(nuo):到 2 0 2 0 年單位國內生產總值(zhi)二氧化碳(tan)排放要比2005年下降40%-45%,其中節能提高能效貢(gong)獻率要達到8 5%以上。2 0 0 9年國際能源署(shu)發布報告稱,中國消費了32.2億噸標準煤,而美國消費了31.1億噸標準煤,中國成為全世界第一大能源消費國。2012年我國一次能源消費量3 6 . 2億噸標煤,消耗全世界2 0 %的能源(消費了全世界煤炭(tan)的一半(ban)),單位 G D P 能耗是世界平均水平的2.5倍,美國的3.3倍,日本的7倍,同時高於巴西、墨西哥等發展中國家(jia)。中國每消耗1噸標煤的能源僅創造14000元人民幣的GDP,而全球(qiu)平均水平是消耗1噸標煤創造25000元GDP,美國的水平是31000元GDP,日本是50000元GDP。為解決(jue)當前問(wen)題,發展區域能源已經勢在必(bi)行。

四、我國發展區域能源的意(yi)義與必(bi)要性(xing)

1、區域能源能夠控製能源消費增(zeng)加(jia)過快,降低能耗

    區域能源實現多種能源的科學、合理、綜合、集成的應用,在需求側——應用側實現品位對應,溫度對口,梯級利用,多能互補,可以使各種能源得到適得其所,發揮其特長,可降低總能耗,降低單位產品的能耗,降低單位 GDP的能耗。

2、區域能源能夠提升能源利用效率

    能源革命的目(mu)標就是要提高能源利用效率,區域能源科學合理用能,實現能源的對應、對口、梯級、綜合利用,把一次能源多級梯次利用,把各種能源綜合、集成利用,把能源“吃幹、榨盡”,用最少的能源,完成更(geng)多的工作。把我國的能源利用率從 36% 逐步提升到50% → 72% → 90%。

3、區域能源能夠推動能源消費革命

    區域能源能夠推動能源方式的改變,把能源用到合理、合適的地方。例如把供暖溫度由95℃降到 75℃→ 60℃→ 50℃ ;供暖不用一次燃燒(shao)能源的 1000 ℃。 用吸收(shou)式熱泵提升工業20 ~ 40℃餘熱、廢熱至 50 ~ 60℃,滿(man)足供熱需要。

4、區域能源能夠推進(jin)能源供給革命

    區域能源能夠督促用戶選擇利用效率高的能源形式。不同的產業需要不同種類(lei)的能源,例如工業冶(ye)煉、鑄壓必(bi)須(xu)用一次高溫的能源,服務紡(fang)業的洗染可以用低品低溫的餘熱、廢熱。居民供暖、地板輻射用30~40℃熱水;暖風機、風機盤管用50~55℃熱水;散熱器用75~55℃熱水;區域能源為用戶的多種選擇提供了可能。

5、區域能源推進(jin)天(tian)然氣的梯級綜合利用,實現“三聯供”

    天(tian)然氣是一種高效清(qing)潔(jie)的化石(shi)能源,是下一代人類(lei)社會的主打能源。但現在人們更(geng)多的是將它們一次就燒(shao)掉了,不僅能效低(僅有40%左右),而且(qie)排放汙(wu)染也(ye)高。為實現天(tian)然氣的綜合梯級利用,世界各國都在大力發展天(tian)然氣的分布式能源。利用天(tian)然氣的高品位——發電產生高品位二次能源;再利用天(tian)然氣發完電的餘熱——低品位,為各種產業和建築(zhu)提供能源。實現汽、熱、電“三聯供”,梯級利用天(tian)然氣能效可達90%以上。區域能源為天(tian)然氣分布式能源提供了廣闊(kuo)的空間,它不僅可以自己(ji)形成獨立的能源係統,同時它還可以和其它形式的能源集成為一個綜合高能效的係統。

6、區域能源能夠大力發展利用可再生能源

    少用或不用一次化石(shi)能,少燒(shao)或不燒(shao)可燃物質獲得能源,是節能減(jian)排追求的目(mu)標。可再生能源的利用提供了這(zhe)種可能:太陽能可直接轉化為電能或熱能;風能可轉化為熱能;地熱能可轉化為電能或熱能等等。但是可再生能源轉化的能源,多是低品位、不連續、不穩定的。人類(lei)利用可再生能源時都要考(kao)慮輔助(zhu)措施或輔助(zhu)能源。區域能源為可再生能源在區域中的利用提供了這(zhe)種可能和保證。

7、區域能源能夠大力發掘、利用各種低品位能源

各種餘熱、廢熱及淺層地能等的低品位熱的數量是人類(lei)社會消耗有效能源的許多倍,但是目(mu)前利用率很低,浪費很大。在區域能耗中,需要量最多、最大的還是低品位能源,特別(bie)是建築(zhu)用能。所以區域能源可以很好(hao)地應用低品位能源,把發掘出(chu)來(lai)的各種低品位熱用於區域能源。

 

五、發展區域能源需要的條件

1、區域能源要求有現代的市場經濟體製

    能源是一種商品,可以在市場上自由交易,但目(mu)前在我國還不能完全做到,因為我們整個國家(jia)的市場經濟體製還不夠完善,還帶(dai)有一些(xie)計(ji)劃經濟的特點。油、氣、電、熱還沒(mei)有完全體現它們的商品屬性(xing),還不能進(jin)行市場交易,區域能源要求建立平等、合理的市場競爭體製。

2、區域能源要求實現能源管理機製的革命

    區域能源可以在一個區域內實現多種能源管理體製的協調融合,形成一個有機一體的管理體製,同時也(ye)就要求在更(geng)大範圍內甚至全國建立健全適合中國特色的能源管理體製和機製。

3、區域能源推進(jin)要求能源價格的革命

    區域能源是多品種、多品位能源在一個區域內的應用,所以各種能源應該有一個合理的價格,應該按質論價、市場定價、隨行就市。而目(mu)前我國還沒(mei)有建立起(qi)這(zhe)樣(yang)一個能源價格的定價機製,水、煤、氣、電、熱如何定價?要平衡各方利益,從長計(ji)議(yi)推進(jin)能源價格的革命。

4、區域能源要求完善能源的法律法規

    能源的規劃建設、運營、管理和服務都應該有法律法規來(lai)指導(dao)和製約,過去(qu)我們隻有行業的、條條的、地區的、塊塊的,供電、供熱、供氣的規定、規範,缺乏總體的、全麵的能源法律法規,缺乏適用於區域能源的相關法律法規。隻有完善了區域能源的法律法規,才(cai)能真正推進(jin)節能減(jian)排,實現高能效。

5、區域能源應當學習(xi)引進(jin)國際能源的新概(gai)念、新理念、新觀念

    國際上區域能源發展有一百多年的曆史,有很多理念和概(gai)念值(zhi)得我們學習(xi)應用。例如城市能效、區域能效、行業能效、係統能效等等;再如品位對應、溫度對口、梯級利用等等,加(jia)強與國際上在區域能源方麵的合作就首先要學習(xi)理解先進(jin)的概(gai)念、理念、觀念。

6、區域能源推進(jin)能源國際合作

    區域能源與國際合作就要學習(xi)國際上先進(jin)的能源技術,能源的生產技術,轉換技術,應用技術,運行管理技術,運營服務技術,若(ruo)實現能源革命必(bi)須(xu)掌握先進(jin)的技術,改進(jin)我們的技術,革現有技術的命,包括軟硬件。國際合作離不開人才(cai)的交流和培養,應該完善我們的能源行業人才(cai)培養體係,編寫係統、統一的教材,特別(bie)是運營管理方麵加(jia)強人才(cai)的培養,把人送(song)出(chu)去(qu)參加(jia)國際上一些(xie)能源企業的運營管理。

7、區域能源呼(hu)喚有國際水平的能源裝備

    區域能源提高能源效率,實現能源的綜合、集成利用,對各種能源都要吃幹榨盡,對各種利用技術和設備都要高效率、低排放。高品位、高溫的能源轉換為低品位、低溫的能源比較容易實現,但將大量低品位、低溫的能源轉換為我們需要的能源,這(zhe)需要更(geng)過的新技術、新裝備。所以必(bi)須(xu)有世界當今一流的能源生產、使用、轉換的裝備,而且(qie)是有自主知識產權的,區域能源推動能源裝備生產、利用的革命。例如:在燃機、製冷機、餘熱回收(shou)等方麵的裝備,再如采集井能源采集方麵的係統設備等。

六、區域能源的發展與展望

    在2015年6月29日生態文明(ming)貴陽國際論壇2015年會上,聯合國環境規劃署(shu)發布了《城市區域能源:充分激發能源效率和新能源的潛力》報告中文版。這(zhe)一報告選取包括中國鞍(an)山內在的全球(qiu)45個區域能源利用示範城市,為世界各國城市的能源利用和轉型提供了參考(kao)。主題論壇中,聯合國環境規劃署(shu)技術、工業和經濟司(si)長麗嘉諾(nuo)娜表(biao)示,目(mu)前城市能源的一半(ban)用於供暖和製冷,現代化的區域能源體係,將是降低能源需求的關鍵。《報告》中選取了45個做區域能源最成功的城市,已經有了區域能源利用的最佳實踐。這(zhe)些(xie)經驗告訴我們,區域能源是一個非(fei)常好(hao)的嚐(chang)試(shi),

並且(qie)可以為全世界有意(yi)試(shi)驗區域能源利用的城市提供範例。

區域能源為能源與互聯網相結(jie)合提供了廣闊(kuo)前景(jing),區域能源為多能源同時供應給多用戶的多種需求提供了可能,在一個區域實現這(zhe)種功能,沒(mei)有信息(xi)的支撐是不可能的。當能源已經危(wei)及到生存和發展,能源革命的號角已響(xiang)起(qi),我們應該用互聯網技術改造能源,開啟(qi)能源革命。

源自_《中國地能》雜誌

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