孫憲鵬：分布式清潔能源中心在分散式供暖中的應用

編者按：2020年9月17～18日，以“塑造新模式•激活新動(dòng)能”為主題的“第十六屆中國分布式能源國際論壇暨2020綜合能源展覽會(huì )”在山東濟南召開(kāi)，本次論壇由中國能源網(wǎng)主辦，中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、水發(fā)能源集團有限公司聯(lián)合主辦。會(huì )上，山東省能源研究會(huì )副秘書(shū)長(cháng)孫憲鵬發(fā)表了《分布式清潔能源中心在分散式供暖中的應用》的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

李景明：最后一個(gè)發(fā)言者我們邀請了山東省能源研究會(huì )副秘書(shū)長(cháng)孫憲鵬先生，他的發(fā)言題目是《分布式清潔能源中心在分散式供暖中的應用》，有請。

孫憲鵬：我是代表山東省能源研究會(huì )作一個(gè)我們的報告。

提起這個(gè)分散式，因為現在我們山東2018到2028年能源規劃，采用的是集中式供暖，隨著(zhù)我們城鎮化建設的不斷加深，農村的社區合并，帶來(lái)了很多分散式的建筑，這些建筑的功能，如果想采用集中供暖，我們已經(jīng)在現在的狀態(tài)下，得到了一定的限制，怎么在分散式建筑中滿(mǎn)足供暖，我主要是在多能互補清潔能源這方面作一下報告。

當前在整個(gè)國家的能源體制改革和節能環(huán)保，藍天保衛戰的前提下，我們做多能互補能源中心的建設是非常有必要的，這是我們山東省的能源導向，四大重點(diǎn)任務(wù)和四大重點(diǎn)提升，主要是針對能源，我省想構建安全的能源體系，第一是環(huán)境保護，第二解決民生，第三是能源優(yōu)化，提高可再生能源的比例，發(fā)展低碳能源。

上面很多領(lǐng)導和專(zhuān)家對我們的地熱、空氣能、綜合能源都進(jìn)行了詳細的說(shuō)明、介紹，我會(huì )在單一型清潔能源的問(wèn)題進(jìn)行很簡(jiǎn)單的說(shuō)明。能源是不恒定的能源，如果讓它達到末端終端的連續性、穩定性，單一能源會(huì )存在著(zhù)弊端，把我們的一次性能源包括清潔能源和可再生能源，進(jìn)行優(yōu)化、組合，既能降低我們整個(gè)系統的融資，同時(shí)還能滿(mǎn)足我們末端的民生需求。作為淺層地熱，剛才好幾個(gè)領(lǐng)導、專(zhuān)家講了。我在2017年中國建設部有一批示范項目，對建筑采用地源熱泵供暖每平方米是25元的補貼，山東省應該是有五個(gè)示范項目采用地熱供暖的項目，經(jīng)過(guò)兩三年運行以后，沒(méi)能及時(shí)修復，所以熱能的效率急劇下降，后來(lái)滿(mǎn)足不了民生需求，第二個(gè)增加了熱能的能耗。作為淺層地熱，需要的面積大，地下的溫度差能及時(shí)地修復，施工比較復雜，投入高，采暖季設備投資的閑置，作為深層地熱，限制地下水的開(kāi)采，要求只取熱不取水，小溫差供暖。我們從地下出來(lái)的深井熱水60度左右，40度的水是沒(méi)法進(jìn)行直接使用的，第一必須認定能源的負荷?？諝庠礋岜霉┡?，機組運行工況是不穩定的，也是隨著(zhù)每天的環(huán)境溫度而發(fā)生COP大的變化，在最冷的時(shí)候、恰恰是最需要熱量的時(shí)候，也是環(huán)境溫度最低的時(shí)候，制熱量隨著(zhù)環(huán)境溫度的變化比較大。

從去年前年開(kāi)始，太陽(yáng)能供暖也已經(jīng)成為我們國家北方區和山東區供暖的模式，山東省在5000平米以上采用太陽(yáng)能采暖，采用的反季節使用，最需要熱量的時(shí)候，恰恰是能量密度最低的時(shí)候，這樣就造成了整個(gè)設備的閑置，春夏秋在陽(yáng)光很好的時(shí)候造成了設備的閑置。再一個(gè)是集中供暖，存在的問(wèn)題不是關(guān)鍵的問(wèn)題，也是在現在能源優(yōu)化利用上考慮到的一點(diǎn)，現在我們的集中供暖主要也是采用的小溫差供暖，從熱力廠(chǎng)出到70～80度的水，輸送到末端。如果能把這種能量盡最大可能提升，這樣減少水泵的流量，同時(shí)減少整個(gè)低溫水和土壤之間的熱量轉化，這樣是能源最有效的利用，我覺(jué)得有那樣做的，進(jìn)行二級提升，但是從總體上來(lái)說(shuō)，現在還是比較少的。

單一能源存在著(zhù)不同的問(wèn)題，無(wú)論是投資還是系統的使用，還是將來(lái)的運營(yíng)，還是將來(lái)末端的感受，我們現在要實(shí)行能源的延伸和優(yōu)化，來(lái)改變這種模式，能源的優(yōu)化由化石原料能源向清潔能源優(yōu)化，由不可再生能源向可再生能源優(yōu)化，單能源供求方式向多能互補能源供暖延伸，由集中供暖方式向分散式供暖方式延伸。由現場(chǎng)管理模式向遠程在線(xiàn)監控管理優(yōu)化，由粗獷管理向精細化、智能化管理優(yōu)化。

剛才好多領(lǐng)導和專(zhuān)家已經(jīng)說(shuō)到多能互補，對于多能互補的概念其實(shí)很簡(jiǎn)單，整合區域內一次性能源、清潔能源，實(shí)現多種能源協(xié)調規劃、協(xié)同管理化運行、互補互濟，在滿(mǎn)足用能中促進(jìn)可持續發(fā)展。

多能互補的清潔能源，我這里面基本沒(méi)有參與化石原料，主要是三部分清潔能源，就在我們身邊，并且是無(wú)償的資源，量比較大的一個(gè)。第一類(lèi)是太空能源，就是我們天上的太陽(yáng)和我們每天呼吸的空氣，通過(guò)我們熱泵的提升，可以進(jìn)行轉化。第二類(lèi)是生物質(zhì)能，植物秸稈、動(dòng)物糞便等，最后是地熱能。

這里主要講幾個(gè)形式，一個(gè)是水熱型的地熱+二級地熱復合能源中心。實(shí)際是做了一個(gè)小溫差的熱量需求，如果能把這種熱量有效地利用，采用熱泵系統解決二次提升，當然熱泵現在很多，熱泵在熱力學(xué)來(lái)說(shuō)是比較常見(jiàn)的設備，這些提升了一個(gè)能效，可以把我們的小溫差轉化到大溫差，可以降低地熱井的建設投資，也能降低我們系統的運營(yíng)費用。

第二個(gè)淺層地熱+太陽(yáng)能光熱復合能源中心。

就怕只供暖不供冷，那樣的話(huà)能效就很低了，這樣也會(huì )降低整個(gè)系統的投資。

再一個(gè)是空氣源熱泵+太陽(yáng)能光熱復合能源中心優(yōu)勢，作為冬天長(cháng)期蒸發(fā)所提供的熱能，提高太陽(yáng)能集熱效率，太陽(yáng)能集熱系統運行溫度。

還有一個(gè)是我們現在提得比較多的，熱泵+太陽(yáng)能光伏系統，所產(chǎn)生的電能是高頻的能源，這種能源在我們生活中無(wú)處不在，它的電1毛錢(qián)左右，在這種情況下，如果說(shuō)能把光伏作為我們所有用電設備電能的話(huà)，從而能降低我們設備很大的運營(yíng)費用。

我在長(cháng)清做了一個(gè)農村振興服務(wù)隊的項目，準備用空氣能采暖，最后采用的是光伏供暖，光伏通過(guò)直流電直接供暖，當時(shí)我和隊長(cháng)說(shuō)，你做任何的這種清潔能源或者任何的煤改電，都是在投了錢(qián)以后等于買(mǎi)了一個(gè)燒錢(qián)的設備，但是這個(gè)設備只要開(kāi)就是燒錢(qián)，這樣光伏取暖有收益，只有它有回收期，其他的沒(méi)有。在長(cháng)清六個(gè)村采暖采用的是光伏+直流的供暖。

再一個(gè)是熱力管網(wǎng)+二級熱能夠提升符合能源中心優(yōu)勢。

降低了大型供熱水泵的功率，有效分配熱量，要想采用比較好的熱泵，達到7、達到8，甚至達到10的熱泵都是可以的。

生物質(zhì)方面，其實(shí)我把生物質(zhì)看得很簡(jiǎn)單，它就是一個(gè)可再生的、一種可持續的農村的廢棄物料，過(guò)去老百姓要燒，政府為了保護環(huán)境不讓燒了，他就還地，如果能把低廉的能源，沒(méi)有成本的，種田過(guò)程中也沒(méi)有成本，把資源利用好，資源的利用、資源的轉化，將來(lái)發(fā)電可能是根據我們國家的政策，或者把它作為社會(huì )附加值，可能也是需要這種大量的投資，這樣的話(huà)，它的投資可能很少。

多能互補能源中心有很多種，這里有民用住宅、公共建筑、工業(yè)用能，不同的社區可以采用不同的能源組合來(lái)解決他的熱、電。

這個(gè)是多能互補能源中心投資效益分析。

現在從我們最高頻率的鋪墊到我們大型的地下的供熱，它的不同能源供熱成本、單位、單價(jià)是不同的，針對不同的季節、不同的環(huán)境、不同的使用場(chǎng)所，將來(lái)這種能源、這種資源會(huì )最有效地利用，會(huì )發(fā)揮最大的效率，滿(mǎn)足我們能源的結構。

淺層地熱+太陽(yáng)能光熱復合能源，把春夏秋太陽(yáng)的熱量，儲存到我們的地下，其實(shí)我們的地下就是大的儲存系統，到了冬天我再慢慢提取，一個(gè)直接參與我們的供暖，另一個(gè)提取出來(lái)，這個(gè)是太陽(yáng)能加儲能，加二級提升的系統來(lái)滿(mǎn)足。這樣正常單一來(lái)看，做復合熱泵你的投資和單一的熱泵相比貴不了多少。

再一個(gè)是投資，還有是空氣源熱泵+太陽(yáng)能光熱復合能源中心投資分析，這樣提高了我們COP，太陽(yáng)能是工作最佳的狀態(tài)，冬天陽(yáng)光不好，出熱風(fēng)，溫度低。這是一棟4800平米的一個(gè)算法。這是運行費用，如果運行費用按我們山東測算，取1.1的比值，按照建筑面積采暖的費用是10塊07毛，也是比較低的。熱水采暖器還可以為我們提供熱水，再一個(gè)熱泵+太陽(yáng)能光伏復合能源中心投資分析，太陽(yáng)能產(chǎn)生熱能給熱泵進(jìn)行供電。這個(gè)是目前的光伏，光伏大約是1毛多一度電，這個(gè)是熱力管網(wǎng)+二級熱能提升，COP應該達到6.8～7.0左右。如果用這種系統來(lái)投資是有回收期的，回收大約是四年，從秸稈的種植、生產(chǎn)，整個(gè)形成一個(gè)弊端，我們一個(gè)社區6000人，農村社區6000人，耕地大約12000畝地，生物質(zhì)產(chǎn)能9000噸，采暖消耗6500噸。只不過(guò)需要收點(diǎn)管理費，剩下的可以作為熱能交換，你用熱量，你用天然氣，我用生物質(zhì)可以代替。

可行性只要做一個(gè)項目，都需要一個(gè)產(chǎn)學(xué)研的一個(gè)平臺，這個(gè)也是現在比較高大上的產(chǎn)學(xué)研的平臺，作為能源研究會(huì )，從高?？蒲袡C構、事業(yè)單位和推廣企業(yè)，我們已經(jīng)有了自己的平臺，我們要借助山東省所擁有的清潔能源，包括我們的生物質(zhì)、太陽(yáng)能、地熱資源，這是山東省清潔能源。作為技術(shù)，單一能源裝備技術(shù)很成熟，無(wú)論從生物質(zhì)、地熱、熱泵，或者光伏、太陽(yáng)能，每一個(gè)都是一個(gè)成熟的行業(yè)，每一個(gè)都是一個(gè)成熟的產(chǎn)品，恰恰缺少的是跨界合作、能源組合、能源優(yōu)化，我覺(jué)得下一步我們山東也可以做一點(diǎn)試點(diǎn)。

作為這種項目的推廣，我們主要是四點(diǎn)，首先我們要進(jìn)行一些能源的論證，制定示范效能的實(shí)施規范，由政府出臺引領(lǐng)的項目，建設監測平臺。

將來(lái)這種項目建設，政府掏錢(qián)，應該不太現實(shí)，讓老百姓掏錢(qián)應該也不是很現實(shí)，那該怎么做?我們只能說(shuō)政府來(lái)引導，政府政策引導，我們社會(huì )資本介入，再用EMC或者BOT商業(yè)模式來(lái)建設能源中心，將來(lái)賣(mài)的不是設備，賣(mài)的是能源。

無(wú)論是做單一能源還是做綜合性能源，還是我們的清潔能源，將來(lái)如果說(shuō)我們想在我們國家這種大的政策方針要對能源進(jìn)行優(yōu)化，對能源進(jìn)行有效的利用，讓它發(fā)揮最大的效益，我們就要做一個(gè)能源監測平臺，綜合能源做一個(gè)大的監測平臺，我們的冷、熱、水、電、暖氣做一個(gè)能源監測，從能源監測我們才能找出能源上的缺陷，才能及時(shí)地進(jìn)行修補。

好，謝謝各位專(zhuān)家，謝謝各位領(lǐng)導，謝謝。

李景明：謝謝孫秘書(shū)長(cháng)，感覺(jué)孫秘書(shū)長(cháng)介紹的內容非常全面，因為山東省作為農業(yè)的大省，生物質(zhì)資源非常豐富，有比較長(cháng)的海岸線(xiàn)和一些島嶼，風(fēng)能資源也很豐富，另外我們太陽(yáng)能的資源在全國來(lái)講也是比較豐富的。山東在可再生能源方面有很多方面是引領(lǐng)全國的，比如說(shuō)農作物的秸稈替換，應該說(shuō)以山東能源所為代表，應該在全國是首先創(chuàng )立出來(lái)的，另外山東省還有一個(gè)光明公司，前段時(shí)間建了一個(gè)光明太陽(yáng)城。孫秘書(shū)長(cháng)已經(jīng)非常綜合性地把今天上午前面六位專(zhuān)家所介紹的情況做了一個(gè)很系統的總結和歸納，正好也就說(shuō)明所有的單一能源最終應該技術(shù)地整合、組裝，形成綜合性的服務(wù)，進(jìn)行綜合的管理，這樣才能讓我們的能源體制進(jìn)行轉型、升級，而且最終實(shí)現剛才所說(shuō)的“無(wú)煙城”“零碳小鎮”等等，實(shí)現環(huán)境友好、經(jīng)濟可承受、安全穩定這么幾大目標，這也是我們今后在“十四五”以后，可能在再生能源發(fā)展過(guò)程當中也更加需要追求的一個(gè)目標。只有實(shí)現這幾個(gè)目標以后，可再生能源才可以在整個(gè)國家大的能源體系當中占據一定的地位。因為我們曾經(jīng)說(shuō)到，在2006年再生能源中長(cháng)期發(fā)展規劃當中曾經(jīng)提到，可再生能源占據15%，到2030年大概占20%，過(guò)程當中做了一些概念性的調整，后來(lái)把可再生能源變成了非化石能源。目前為止，盡管2020年代還沒(méi)有結束，僅僅是再生能源的話(huà)，達到14%點(diǎn)多，如果都加上去的話(huà)大概已經(jīng)到了16%。到2030年達到20%也是可以期待的。

最后我代表主辦方非常感謝今天上午七位專(zhuān)家代表七家單位給我們作了精彩的發(fā)言。今天所有與會(huì )代表上午參與這個(gè)峰會(huì )，也希望能給所有在座的專(zhuān)家、代表們帶來(lái)收獲。我們的交流活動(dòng)就到此結束了，今天下午有一個(gè)現場(chǎng)參觀(guān)，也祝大家下午參觀(guān)收獲滿(mǎn)滿(mǎn)，今天或者明天的返程順利，同時(shí)也預祝所有的代表國慶節和中秋節快樂(lè )，全家幸福，謝謝大家!