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    綜合能源服務(wù) 不一定以電為核心

      
    
    
      
    
      
    
      
    

      
    
      
    發(fā)布時(shí)間：

      

      
    
      2019-04-25 18:48
      

      

      
    
      
    熱力學(xué)定律中，最難理解的當(dāng)屬第二定律，該定律有若干種表述方式，每種表述方式都很晦澀，學(xué)的時(shí)候就沒(méi)有真正搞懂過(guò)。?????幾年前，當(dāng)我的工作轉(zhuǎn)到綜合能源服務(wù)方向時(shí)，正趕上國(guó)家能源局出臺(tái)多能互補(bǔ)/集成優(yōu)化的指導(dǎo)意見，并公示了23個(gè)示范項(xiàng)目名單。或許是畢業(yè)后一直在做電力自動(dòng)化設(shè)備相關(guān)的技術(shù)工作，對(duì)能源的梯級(jí)利用、品質(zhì)等概念頗為不解，很是困惑。?????之后，跟蹤了幾個(gè)CCHP項(xiàng)目，接觸了比熱容、潛熱、焓

      

      
    
    

      
    
      
	        熱力學(xué)定律中，最難理解的當(dāng)屬第二定律，該定律有若干種表述方式，每種表述方式都很晦澀，學(xué)的時(shí)候就沒(méi)有真正搞懂過(guò)。
      

      
	        幾年前，當(dāng)我的工作轉(zhuǎn)到綜合能源服務(wù)方向時(shí)，正趕上國(guó)家能源局出臺(tái)多能互補(bǔ)/集成優(yōu)化的指導(dǎo)意見，并公示了23個(gè)示范項(xiàng)目名單?；蛟S是畢業(yè)后一直在做電力自動(dòng)化設(shè)備相關(guān)的技術(shù)工作，對(duì)能源的梯級(jí)利用、品質(zhì)等概念頗為不解，很是困惑。
      

      
	        之后，跟蹤了幾個(gè)CCHP項(xiàng)目，接觸了比熱容、潛熱、焓等熱力學(xué)概念并學(xué)會(huì)了計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)輸出蒸汽的計(jì)算方法（感謝南自維美德的小何同志），對(duì)能源/能量才算是有了深入的認(rèn)識(shí)。后來(lái)看到顯熱儲(chǔ)熱和相變儲(chǔ)熱介紹時(shí)，我微微一笑、欣然領(lǐng)會(huì)，。
      

      
	        原來(lái)“不可理喻”的熱力學(xué)第二定律也變得生動(dòng)起來(lái)：熱力學(xué)第一定律指出了過(guò)程中能量必須守恒，熱力學(xué)第二定律指出并不是滿足能量守恒的所有過(guò)程都能實(shí)現(xiàn)。引申下，地球的能源品質(zhì)在下降，可利用的能源逐漸衰竭。所以，我們必須提高能源的利用效率，積極發(fā)展可再生能源。
      

      
	        同時(shí)，項(xiàng)目跟蹤過(guò)程中，充分理解了負(fù)荷（熱、電）對(duì)分布式項(xiàng)目成敗的決定性作用，同時(shí)對(duì)電改的迫切性有了切身的體會(huì)。
      

      
	        現(xiàn)如今，綜合能源服務(wù)是熱點(diǎn)，關(guān)注度很高。大家一致認(rèn)為從用戶需求入手、深入了解負(fù)荷特點(diǎn)、因地制宜開展工作是做成、做好項(xiàng)目的前提，但在很多介紹材料中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以電為核心、以智能電網(wǎng)為核心等觀點(diǎn)。盡管在電力自動(dòng)化廠家工作將近二十年，本人覺得這并不符合綜合能源服務(wù)的思想，原因如下：
      

      
	        1.綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的建設(shè)原則是因地制宜、按需定制，一開始就扣上以電為核心的帽子，相當(dāng)于自縛手腳，不利于項(xiàng)目開展。
      

      
	        2. 一次能源氣、風(fēng)、光，二次能源冷、熱、電，各種能源形式各具特色，在多姿多彩的用戶需求面前，合適是最重要的，沒(méi)有核心、非核心之分。
      

      
	        電的品質(zhì)高、標(biāo)準(zhǔn)化固然是其優(yōu)點(diǎn)，但也帶來(lái)了柔性不夠（供需平衡要求高）、難以存儲(chǔ)的不足。相對(duì)而言，熱能的品質(zhì)差別很大但靈活性好，高品好質(zhì)的可以發(fā)電，中上品質(zhì)的可以提供工業(yè)蒸汽，中下品質(zhì)的可以制冷/熱，最不濟(jì)的提供生活熱水。同時(shí)，熱能適合存儲(chǔ)、具有較好的慣性，具有實(shí)現(xiàn)多能實(shí)時(shí)互補(bǔ)、互濟(jì)的先天優(yōu)勢(shì)。與電配合時(shí)，可以提升電的靈活性。
      

      
	        在園區(qū)或樓宇場(chǎng)合，在大電網(wǎng)的支撐下，圍繞著熱進(jìn)行能源系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，項(xiàng)目的可行性相對(duì)比較高。
      

      
	        天然氣也是如此，雖然是一次能源，但通過(guò)CCHP、PTG、FC等技術(shù)，與冷、熱、電、氫等能源靈活轉(zhuǎn)換。相比熱能，又具有遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)。
      

      
	        3.電力不是一次能源，大部分情況下也不是終端能源。目前在中國(guó)，終端能源當(dāng)中電力的占比只有25%左右[1]。既然要從用戶側(cè)入手，就得花大力氣、深入分析用戶的實(shí)際負(fù)荷。
      

      
	        雖然電能替代可以提高能源利用效率，但在很多過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域，壓縮機(jī)而不是電動(dòng)機(jī)是動(dòng)力設(shè)備，蒸汽而不是電力是主要?jiǎng)恿?lái)源，比如建材、冶金、造紙、化工、食品、藥品等行業(yè)，熱電比都超過(guò)了3[2]。
      

      
	        國(guó)網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國(guó)能源電力發(fā)展展望2018》顯示，隨著工業(yè)、建筑、交通等各部門的電氣化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展，清潔電力供應(yīng)的優(yōu)勢(shì)將逐步顯現(xiàn)，電能在終端用能結(jié)構(gòu)中占比持續(xù)提升，2035年提高至32%-38%，2050年有望增至47%左右。就是說(shuō)，即使到了2050年，超過(guò)50%的終端能源仍然不是電
      

      
	        4.開展綜合能源服務(wù)的初衷之一是提高能源利用效率，這需要從能源的產(chǎn)生、傳輸、使用等多個(gè)角度開展工作。片面的強(qiáng)調(diào)以電為核心，難免會(huì)忽視其他專業(yè)的重要性，不利于能源效率的提升。
      

      
	        舉個(gè)例子，北方冬天取暖，不能散燒煤了，要么煤改氣、要么煤改電，后者就是現(xiàn)在提的電能替代的一種形式。相比電鍋爐，熱泵的能效指數(shù)要高得多，更符合電能替代的要求。熱泵工作過(guò)程中，電雖然出力，但并不產(chǎn)生熱，只是熱的搬運(yùn)工（和農(nóng)夫山泉的廣告詞好像，）。熱泵的設(shè)計(jì)、性能提升更加依賴于熱能工程、工程熱物理、暖通等專業(yè)，而不是電氣專業(yè)。
      

      
	        火電廠中也有類似的情況，從亞臨界到超臨界到超超臨界機(jī)組，對(duì)發(fā)電效率提升起決定性作用的是鍋爐、汽機(jī)，而不是發(fā)電機(jī)。
      

      
	        5. 從服務(wù)角度來(lái)說(shuō)，與電相比，其他能源形式的服務(wù)工作多多少少存在一定的差距，比如量測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)維、效率監(jiān)視等。因此，提升綜合能源服務(wù)質(zhì)量，或許其他能源更為迫切。
      

      
	        本人不提倡以電為核心的口號(hào)，并不反對(duì)以電核心的綜合能源項(xiàng)目，有的項(xiàng)目就得以電為核心。電是高品質(zhì)能源，標(biāo)準(zhǔn)化程度高（電壓、頻率），適合遠(yuǎn)距離傳輸且損耗小，因此較大區(qū)域范圍的綜合能源項(xiàng)目就可以電為核心。再比如，以風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電為主的項(xiàng)目，為了有效的抑制電源的間歇性、實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)友好互動(dòng)以實(shí)現(xiàn)最大程度消納可再生能源的目的，也要將以電為核心的理念貫穿于各個(gè)環(huán)節(jié)。
      

      
	        最近，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)三位大咖李立浧院士、郭劍波院士、饒宏院長(zhǎng)共同主編了一本書《智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合技術(shù)》。在第二章“智能電網(wǎng)和智能能源網(wǎng)融合”，提到了三種模式，分別是“智能電網(wǎng)2.0”，“互聯(lián)能源網(wǎng)”，“互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)”。
      

      
	        智能電網(wǎng)2.0模式下，電力行業(yè)主導(dǎo)，以電為核心，對(duì)應(yīng)廣域能源互聯(lián)網(wǎng)。
      

      
	        互聯(lián)能源網(wǎng)模式下，智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)同為平等主體，無(wú)須以何種能源網(wǎng)絡(luò)為主導(dǎo)，“去中心化”，對(duì)應(yīng)區(qū)域與用戶級(jí)的智能能源網(wǎng)。書中第六章“區(qū)域與用戶級(jí)智能能源網(wǎng)”由天津大學(xué)王成山、王丹和賈宏杰三位教授執(zhí)筆，詳細(xì)介紹了互聯(lián)能源網(wǎng)模式。
      

      
	        第三種模式使用互聯(lián)網(wǎng)思維改造傳統(tǒng)能源行業(yè)，形式多元化，物理層面的融合更多受到市場(chǎng)行為的支配。此時(shí)，物理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商將扮演物流公司的角色，為能源供應(yīng)、需求雙方提供能源輸送通道，并借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)促進(jìn)能源網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
      

      
	        [1]2018中國(guó)國(guó)際清潔能源科技推廣周，中國(guó)工程院院士杜祥琬《能源轉(zhuǎn)型支撐高質(zhì)量發(fā)展》
      

      
	        [2]唐學(xué)用等，《3種典型產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綜合能源需求》
      

      

      

      
    

      
 
      
    
      

      


          

      

      





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