綜合能源服務不一定以電為核心

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發(fā)布時間：

2019-04-25 18:48

熱力學定律中，最難理解的當屬第二定律，該定律有若干種表述方式，每種表述方式都很晦澀，學的時候就沒有真正搞懂過。?????幾年前，當我的工作轉(zhuǎn)到綜合能源服務方向時，正趕上國家能源局出臺多能互補/集成優(yōu)化的指導意見，并公示了23個示范項目名單?；蛟S是畢業(yè)后一直在做電力自動化設備相關(guān)的技術(shù)工作，對能源的梯級利用、品質(zhì)等概念頗為不解，很是困惑。?????之后，跟蹤了幾個CCHP項目，接觸了比熱容、潛熱、焓

熱力學定律中，最難理解的當屬第二定律，該定律有若干種表述方式，每種表述方式都很晦澀，學的時候就沒有真正搞懂過。

幾年前，當我的工作轉(zhuǎn)到綜合能源服務方向時，正趕上國家能源局出臺多能互補/集成優(yōu)化的指導意見，并公示了23個示范項目名單?；蛟S是畢業(yè)后一直在做電力自動化設備相關(guān)的技術(shù)工作，對能源的梯級利用、品質(zhì)等概念頗為不解，很是困惑。

之后，跟蹤了幾個CCHP項目，接觸了比熱容、潛熱、焓等熱力學概念并學會了計算燃氣輪機輸出蒸汽的計算方法（感謝南自維美德的小何同志），對能源/能量才算是有了深入的認識。后來看到顯熱儲熱和相變儲熱介紹時，我微微一笑、欣然領會，。

原來“不可理喻”的熱力學第二定律也變得生動起來：熱力學第一定律指出了過程中能量必須守恒，熱力學第二定律指出并不是滿足能量守恒的所有過程都能實現(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，項目跟蹤過程中，充分理解了負荷（熱、電）對分布式項目成敗的決定性作用，同時對電改的迫切性有了切身的體會。

現(xiàn)如今，綜合能源服務是熱點，關(guān)注度很高。大家一致認為從用戶需求入手、深入了解負荷特點、因地制宜開展工作是做成、做好項目的前提，但在很多介紹材料中，經(jīng)常會出現(xiàn)以電為核心、以智能電網(wǎng)為核心等觀點。盡管在電力自動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的思想，原因如下：

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

2. 一次能源氣、風、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，沒有核心、非核心之分。

電的品質(zhì)高、標準化固然是其優(yōu)點，但也帶來了柔性不夠（供需平衡要求高）、難以存儲的不足。相對而言，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，最不濟的提供生活熱水。同時，熱能適合存儲、具有較好的慣性，具有實現(xiàn)多能實時互補、互濟的先天優(yōu)勢。與電配合時，可以提升電的靈活性。

在園區(qū)或樓宇場合，在大電網(wǎng)的支撐下，圍繞著熱進行能源系統(tǒng)規(guī)劃和設計，項目的可行性相對比較高。

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

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，終端能源當中電力的占比只有25%左右[1]。既然要從用戶側(cè)入手，就得花大力氣、深入分析用戶的實際負荷。

雖然電能替代可以提高能源利用效率，但在很多過程工業(yè)領域，壓縮機而不是電動機是動力設備，蒸汽而不是電力是主要動力來源，比如建材、冶金、造紙、化工、食品、藥品等行業(yè)，熱電比都超過了3[2]。

國網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國能源電力發(fā)展展望2018》顯示，隨著工業(yè)、建筑、交通等各部門的電氣化、自動化、智能化發(fā)展，清潔電力供應的優(yōu)勢將逐步顯現(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，即使到了2050年，超過50%的終端能源仍然不是電

4.開展綜合能源服務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、使用等多個角度開展工作。片面的強調(diào)以電為核心，難免會忽視其他專業(yè)的重要性，不利于能源效率的提升。

舉個例子，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。熱泵工作過程中，電雖然出力，但并不產(chǎn)生熱，只是熱的搬運工（和農(nóng)夫山泉的廣告詞好像，）。熱泵的設計、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組，對發(fā)電效率提升起決定性作用的是鍋爐、汽機，而不是發(fā)電機。

5. 從服務角度來說，與電相比，其他能源形式的服務工作多多少少存在一定的差距，比如量測數(shù)據(jù)、設備運維、效率監(jiān)視等。因此，提升綜合能源服務質(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，并不反對以電核心的綜合能源項目，有的項目就得以電為核心。電是高品質(zhì)能源，標準化程度高（電壓、頻率），適合遠距離傳輸且損耗小，因此較大區(qū)域范圍的綜合能源項目就可以電為核心。再比如，以風電、光伏等可再生能源發(fā)電為主的項目，為了有效的抑制電源的間歇性、實現(xiàn)與大電網(wǎng)友好互動以實現(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環(huán)節(jié)。

最近，國內(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，以電為核心，對應廣域能源互聯(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，無須以何種能源網(wǎng)絡為主導，“去中心化”，對應區(qū)域與用戶級的智能能源網(wǎng)。書中第六章“區(qū)域與用戶級智能能源網(wǎng)”由天津大學王成山、王丹和賈宏杰三位教授執(zhí)筆，詳細介紹了互聯(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行為的支配。此時，物理網(wǎng)絡運營商將扮演物流公司的角色，為能源供應、需求雙方提供能源輸送通道，并借助大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)促進能源網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行。

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

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

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