泛能源：本源·轉化·躍遷

普泛能源董事長(cháng)欒立剛先生在第三屆“中國智慧+中國經(jīng)濟”論壇“碳中和”圓桌論壇上圍繞“泛能源”以及雙碳問(wèn)題發(fā)表演講

清華大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院組織的第三屆“中國智慧+中國經(jīng)濟”論壇近日在上海舉辦，普泛能源董事長(cháng)欒立剛先生在“碳中和”圓桌論壇上圍繞“泛能源”以及雙碳問(wèn)題發(fā)表演講。

普泛能源董事長(cháng)欒立剛提出：能源和環(huán)境的雙重危機使人們開(kāi)始了對能源的重新思考。過(guò)去的兩百多年對化石能源的開(kāi)發(fā)，創(chuàng )造了人類(lèi)文明的輝煌，也使人類(lèi)對能源的大量消費產(chǎn)生了依賴(lài)。對化石能源枯竭的擔憂(yōu)和碳排放對溫室效應的加劇，使得人類(lèi)不得不聯(lián)手共同應對這一對未來(lái)命運攸關(guān)的課題，探索新能源和合理使用現有資源。粗放的用能時(shí)代即將結束，多元化和可持續的能源使用理論和技術(shù)呼之欲出。我們從科學(xué)、工程技術(shù)和經(jīng)濟三個(gè)方面出發(fā)，考慮現實(shí)和階段性歷史背景和前景，建立了“泛能源(MetaEnergy)”思想體系，指導我們從基礎的科學(xué)研究，工程實(shí)踐到服務(wù)社會(huì )經(jīng)濟的探索。

“泛能源”(MetaEnergy)的定義：“本源·轉化·躍遷”：從能源的本質(zhì)、特點(diǎn)出發(fā)，精準把握各類(lèi)能源的形態(tài)和品位;以最短路徑實(shí)現能源的便捷或直接轉化，以滿(mǎn)足和匹配本地需求;實(shí)現本地低品位能源的高價(jià)值利用。能源無(wú)處不在，泛能源則更指有利用價(jià)值的能源，如熱力學(xué)的可用能(?)，它是指一種狀態(tài)，一種不同于其所處環(huán)境的狀態(tài);這種差異即為泛能源所用，如溫差、壓差、運動(dòng)速度的差別和化學(xué)成分的差別等。

本源：多樣化、多品位的本地化能源(可再生能源中往往低品位的能源較多，如：生物質(zhì)含雜質(zhì)多、潮濕和密度低;畜牧業(yè)排放物含水量大、污染物含量高;工業(yè)余熱溫度低等。)具有可持續和低碳的特征;從多方位認知本地能源(資源)的特點(diǎn)，特別是其形態(tài)、品位和量。優(yōu)質(zhì)能源的的特征：穩定、豐富、環(huán)境友好、可儲存、能量密度高、易運輸/轉化…。這些可再生能源的使用可以相應減少對傳統能源的需求。如：工業(yè)余熱、秸稈生物質(zhì)、養殖廢棄物、地熱等，各有特質(zhì)。深入的研究可以發(fā)現，秸稈和有機廢棄物廢棄物本身雖然品位較低，但其本身即為儲能載體，與風(fēng)能和太陽(yáng)能相比更容易根據需求調節供應;而工業(yè)余熱和地熱則持續穩定。

轉化：以最短路徑實(shí)現能源的轉化，直接滿(mǎn)足本地對能源形態(tài)、品位和量的需求。為實(shí)現這一步，需要持續的技術(shù)創(chuàng )新和核心知識產(chǎn)權的積累。以低品位熱直接制冷技術(shù)為例，取代電壓縮制冷循環(huán)。為平衡供需，我們常常需要考慮儲能的可行性，如制冰儲冷。

躍遷：通過(guò)本地低品位能源，甚至“負”價(jià)值的資源，如垃圾、廢棄物的直接轉化，實(shí)現高價(jià)值利用，實(shí)現節能減碳。實(shí)踐中的價(jià)值實(shí)現中常常以節約傳統高價(jià)值的電能，從而降低對電網(wǎng)的依賴(lài)，或用在傳統能源和電網(wǎng)難以抵達的區域經(jīng)濟地開(kāi)發(fā)應用。

并且，董事長(cháng)欒立剛先生還提出泛能源“泛能源”思想目前已在多個(gè)工程實(shí)踐案例中得到了充分的體現。

工程實(shí)踐例一：低品位工業(yè)余熱制冷(< 0°C)技術(shù)和裝備

工業(yè)制冷常常使用蒸汽壓縮循環(huán)，動(dòng)力消耗大、成本高。而過(guò)程工業(yè)中能量梯級利用之后，往往尚余存大量的低品位熱能，這些能量若用發(fā)電回收，固定投入和運營(yíng)成本都很高。我們利用熱驅動(dòng)吸收式制冷原理，分別對制冷工質(zhì)對配方、關(guān)鍵裝備傳質(zhì)傳熱效率、泵送裝置降低能耗等方面進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，研制出低溫熱驅動(dòng)多元復合工質(zhì)制冷(<0℃)系統，初步成果應用于余熱及廢熱驅動(dòng)型低溫制冷機組，將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應用于熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統中。僅兩年時(shí)間已推廣總裝機容量超過(guò)10000kW，減排二氧化碳3.5萬(wàn)噸/年。已達制冷溫度可以拓展到-47℃，極大地擴展了熱制冷技術(shù)的應用場(chǎng)景，“技術(shù)裝備處于國際領(lǐng)先水平”(中國石油和化學(xué)聯(lián)合會(huì )鑒定，2020)。

技術(shù)特點(diǎn)：經(jīng)過(guò)長(cháng)期探索研究和工業(yè)實(shí)驗，實(shí)現了冷熱能的高效轉化;可以利用低價(jià)值的工業(yè)余熱;制冷深度高(<0°C);節約電耗。已應用于多項化工過(guò)程中，實(shí)現了極高的經(jīng)濟價(jià)值和節能減排效果。還可以用水制冰，實(shí)現冷能的儲存。

已有應用：化工過(guò)程(乙二醇、合成氨、聯(lián)堿)、商業(yè)制冰、設施農業(yè)。

潛在應用：農業(yè)冷鏈、冰雪場(chǎng)館、冷熱電聯(lián)供能源站等。

本技術(shù)還為設施農業(yè)和農產(chǎn)品冷鏈提供循環(huán)經(jīng)濟新模式?；厥辙r林業(yè)廢棄物，根據物料(本源)的特點(diǎn)，干的有機物料可以清潔燃燒，濕的畜牧業(yè)垃圾可以生產(chǎn)沼氣，來(lái)實(shí)現一次轉化，為設施農業(yè)提供全天候的適宜環(huán)境。如菌菇生長(cháng)需要15~22°C，90%相對濕度的環(huán)境，有冬季取暖夏季制冷的需求，以及2~°4C冷藏庫和-18~20°C冷凍庫以及冷鏈運輸的低溫需求，都是吸收式制冷技術(shù)(轉化)的應用場(chǎng)景。設施農業(yè)和冷鏈發(fā)展迅猛，本地化、低成本、可持續的能源解決方案可為其提供技術(shù)支撐(躍遷)。

基于地熱的清潔社區和居民綜合體可為持續化幸福社會(huì )的發(fā)展建立示范效應。整合集成能源轉化技術(shù)，例如廣東沿海的高溫地熱資源(本源)，不僅可以為居民提供清潔的空調環(huán)境(轉化)，還可提供室內冰雪運動(dòng)的環(huán)境(轉化)，豐富健康幸福的生活方式(躍遷)。

工程實(shí)踐例二：低品位熱工業(yè)除濕

傳統的除濕依賴(lài)于制冷，將空氣溫度降低至露點(diǎn)，使水分冷凝析出。我們開(kāi)發(fā)了一種液體除濕劑，這種混合鹽的溶液可以在設備中連續循環(huán)，吸收與之表面接觸的空氣中的水分;完成吸水分后，含水較高的溶液可以利用余熱加熱，在較高溫度下釋放(蒸發(fā))出水分，達到再生的目的，再生液返回利用，并持續除濕循環(huán)過(guò)程。

技術(shù)特點(diǎn)：傳統除濕大多依賴(lài)高耗能制冷，本技術(shù)利用在許多過(guò)程工業(yè)場(chǎng)合都大量存在的低溫余熱(70~80°C)。

已有應用：工藝干風(fēng)，固體物料的流態(tài)化輸送常常需要大量干空氣。

潛在應用：木材加工、干燥過(guò)程、煙氣脫白、場(chǎng)館空調等。

工程實(shí)踐例三：

工業(yè)項目(水泥、發(fā)電、焦化等) 高碳排放的煙氣中含有大量的氣態(tài)二氧化碳，同時(shí)又有大量的低品位熱能沒(méi)有得到高效利用。我們利用吸收、解析的原理，研發(fā)出超臨界壓力下吸收式二氧化碳一步回收關(guān)鍵技術(shù)及裝備，用低品位熱作為動(dòng)力能源，低成本液化回收二氧化碳。目前這一技術(shù)正在研發(fā)過(guò)程中，希望能很快推進(jìn)工業(yè)化應用。

在圓桌會(huì )議最后，欒立剛先生提出遵循泛能源思想，深挖本地資源(本源)，創(chuàng )造性地開(kāi)發(fā)能源裝備(轉化)，可以為能源變革和環(huán)境保護提供全新的思路(躍遷)。普泛能源將在低品位工業(yè)余熱制冷、低品位熱工業(yè)除濕、余壓高效回收利用基礎上繼續探索多品位、多樣化的本地化能源梯級利用，譬如，利用大量的需要冷卻塔處理的工業(yè)低品位熱水作為驅動(dòng)力，以吸收式熱泵技術(shù)加以轉化，將能源品級升級(躍遷)再利用，達到節能減排的目的，其應用前景非常廣泛;利用城市危廢處理如垃圾、污泥等過(guò)程中的熱源為驅動(dòng)力，變廢為寶，實(shí)現城市危廢減量化處置的零能耗和外溢效應(提供大量冷、熱媒);在能源本地化的基礎上，積極探索冷熱轉換輔助二氧化碳的濃縮捕集和減量等等。這一系列的技術(shù)和應用將為國家生態(tài)文明建設，促進(jìn)高質(zhì)量經(jīng)濟增長(cháng)，碳達峰和碳中和的中、長(cháng)期目標作出應有的貢獻。

圓桌論壇后，欒立剛先生的發(fā)言得到眾多校友企業(yè)及機構的廣泛關(guān)注，并和部分企業(yè)和用戶(hù)進(jìn)行了更深度的交流，得到了廣泛的肯定性。