李先瑞：多能互補集成

中國建筑科學(xué)研究院研究員 李先瑞

李先瑞：我們有太陽(yáng)能、天然氣分布式能源等。但是我們把這些多能都要放到一起的話(huà)，就需要講“互補”。這個(gè)互補實(shí)際上是很重要的，是把這些多能取長(cháng)補短，發(fā)揮它的特長(cháng)。只有發(fā)揮了特長(cháng)以后，才能夠起到“提高能效”。如果說(shuō)融合的方式不合理，很可能把個(gè)人的特長(cháng)、個(gè)人的優(yōu)點(diǎn)抑制了。從而使整個(gè)系統的能效達不到預期的效果。

“多能互補”里面的融合。比如：我們?yōu)槭裁匆闾?yáng)能光伏跟我們天然氣分布式能源融合？其實(shí)就是太陽(yáng)能光伏都有不靈活性、不穩定性，而我們的天然氣分布式能源相對是很穩定的。這樣我們把這兩種電的系統組合起來(lái)，通過(guò)微電網(wǎng)，既能夠發(fā)揮太陽(yáng)能的作用，又能夠發(fā)揮天然氣分布式的作用，這個(gè)就是耦合使它達到了預期的效果。這個(gè)我們舉的是一個(gè)例子，第二個(gè)我們舉的例子就是天然氣分布式能源+地緣熱泵。張玉清局長(cháng)曾經(jīng)在一次會(huì )議上講過(guò)：天然氣分布式能源可再生能源的耦合，天然氣分布式能源是起到了黏合劑的作用。這句話(huà)我記的很清楚，而我們在這個(gè)里面，我們可以看到我們用的地緣熱泵，這個(gè)熱泵實(shí)際上是用電的，這一部分的電通過(guò)天然氣分布式能源的發(fā)電提供給它，就能夠起到一個(gè)什么樣的作用呢？當地緣熱泵在夏天使用的過(guò)程里面，它消耗的電力比較多。我們最近在北京開(kāi)會(huì )才知道，北京這幾天天氣的炎熱，整個(gè)北京的電網(wǎng)，它已經(jīng)達到了2083萬(wàn)千瓦，實(shí)際上我們平均1千萬(wàn)千瓦左右。也就是說(shuō)，我們現在空調的電耗，已經(jīng)占到整個(gè)電耗里面的50%以上。

很多年以前，我們只知道是占到40%，現在已經(jīng)提高到這種程度。所以我們利用我們的天然氣分布式能源，為地緣熱泵提供電源，既能夠移峰填谷，也能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。我們知道很多項目都可能就是以電來(lái)定裝機容量的，所以我們采用了天然氣分布式能源的項目里頭，如果采用了地緣熱泵，很可能使我們的裝機容量增大。裝機容量增大以后，我們的節能效益就相當的明顯。我們在天然氣分布式里面，怎么樣來(lái)表現它的節能？往往我們用的一個(gè)指標，就是每千瓦裝機節能量是多少。上海曾經(jīng)給我們做了很多的典型案例。也就是說(shuō)，當我們的年利用小時(shí)數達到5千小時(shí)的時(shí)候，我們每千瓦可以達到0.7噸標準煤。所以我們互相結合，互相融合，其實(shí)是為了提高我們的能效，是為了使我們達到更好的效率，這是一種耦合的形式。

我們現在實(shí)際上不管是在天然氣分布式能源，在跟可再生能源的耦合過(guò)程里頭，都需要加上蓄能裝置。這種蓄能裝置有一個(gè)很大的作用，比如：我們一些辦公大樓，晚上不需要人或者晚上不需要熱，而我們的“電”晚上是有的，我們通過(guò)蓄能的裝置來(lái)產(chǎn)生的一些“能”，我們白天再用，這個(gè)時(shí)候就能夠使我們整個(gè)系統的效率提高。我們的耦合有一個(gè)很重要的作用，就是使我們融合的系統，從天然氣分布式能源的年綜合利用率要求70%以上，通過(guò)耦合我們可以達到100%多。這個(gè)在我們的《報告》里面也有，我們那個(gè)《報告》里面，在這個(gè)PPT里頭提到我們有一些案例，甚至于年利用率可以達到120%、130%，只要做的好，都是可以的。所以一定請大家要了解，天然氣分布式能源的耦合一定能做到互補，只有做到互補才能達到真正的效益。

昨天我還在參加北京某中心的討論，這個(gè)中心也是采用了多能互補。但是這個(gè)中心采用的這種方式，不見(jiàn)得是很合理的。這時(shí)候我們講到“融合”這個(gè)詞，融合一定要體現在多能，要體現在互補。第二個(gè)，就是“優(yōu)化”。任何東西你把它隨意的堆砌到一起，能產(chǎn)生最好的效益嗎？不見(jiàn)得。所以我們的優(yōu)化是體現在實(shí)際過(guò)程里面要優(yōu)化，增長(cháng)的過(guò)程里面要優(yōu)化，我們運行的過(guò)程里面要體現它的優(yōu)化。所以這個(gè)優(yōu)化，是一個(gè)全過(guò)程里面的優(yōu)化。我們知道天然氣分布式能源里面，有一個(gè)很重要的技術(shù)要點(diǎn)就是“提純”。它是包括發(fā)電系統、余熱利用系統，取熱系統的集成。在多能互補里頭，實(shí)際上它增加的更多是地緣熱泵系統，太陽(yáng)能光伏系統。我們要在這么多的系統里面來(lái)選擇我們的裝機，只有通過(guò)合理的設計，很好的體會(huì )，才能夠使我們各種不同的裝機達到最佳的效益，才能夠降低我們的系統投資。

我在這里舉一個(gè)例子，我們最近在寫(xiě)《中國天然氣分布式能源報告》里面，我們進(jìn)行了很多數據的分析，我們發(fā)現上海浦東機場(chǎng)，裝機余熱供熱量實(shí)際上只相當于浦東機場(chǎng)總的用熱量的10%。說(shuō)明這個(gè)系統的投入并不一定很高，但是實(shí)際運行里面提供的蒸汽量、體規的熱量，是占到總得熱需求的50%以上。這個(gè)就是說(shuō)，這樣的系統裝機選情的合理就可以達到更高。比如：新奧長(cháng)沙機場(chǎng)，運行里面整個(gè)供能量占到了50%，供熱量占到了它的70%。所以我們在優(yōu)化的過(guò)程里面，我們并不一定追求最大的裝機。

我們一定要達到余熱利用效果。我們選情一定要讓它裝機一年運行小時(shí)數達到最大，而且要在這個(gè)過(guò)程里面使它處在滿(mǎn)負荷運行階段。這個(gè)就是優(yōu)化，優(yōu)化在我們的示范項目里面是有著(zhù)很重要的因素。

我們知道運行的過(guò)程里面，最最要體現的就是智能。我們這一次搞中國天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)報告，我們對46項天然氣分布式能源的項目進(jìn)行了調研。其中有23項是有各種運行數據的，我們發(fā)現這些運行的數據，只有實(shí)施了智能化的管理，才能夠使我們的能效達到最高，或者使我們的運行費用達到最低。比如：最近為了打開(kāi)天然氣分布式能源的市場(chǎng)跟公信部聯(lián)系，到了數據中心，我們準備為全國的數據中心在分布式能源發(fā)展方面做出我們應有的貢獻。我們在數據中心的運行過(guò)程里面，就體現了這個(gè)智慧的供應的這種方法跟措施。我們有自然風(fēng)的時(shí)候，盡量用自然風(fēng)制冷。這個(gè)就是體現了我們的智慧，我們需要它效率最高的時(shí)候，我們采用這種運行模式；需要省錢(qián)的時(shí)候，我們同樣采用另外一種運行的模式。

我們知道要實(shí)現我們智慧的運行，我們需要的手段是什么？這就是“微電網(wǎng)”。我們對于一個(gè)項目是“微電網(wǎng)”，對于很多分布式天然氣能源組合的時(shí)候，就是我們能源的互聯(lián)網(wǎng)。我們在這里面，一定要根據終端用戶(hù)的“電、熱、能、氣”各種需求，跟蹤它的負荷變化，進(jìn)行供給側的能源調節。這個(gè)就是調度的技術(shù)。這個(gè)調度技術(shù)靠誰(shuí)？能源互聯(lián)網(wǎng)、微網(wǎng)等。我們只要搞了多能互補，就一定要有微網(wǎng)，就一定要有能源互聯(lián)網(wǎng)，就一定要有泛能網(wǎng)。我們要實(shí)現智慧的這種，真正實(shí)現智慧的運行管理。需要有什么？需要有一套方法，這一套方法就是我們說(shuō)的：能源管理系統。在能源管理系統里面，我們在這個(gè)PPT里頭也做了一些選數，就必須進(jìn)行數據的采集，必須進(jìn)行性能評估，必須進(jìn)行設備的檢測跟調度，必須進(jìn)行我們這種調度的目的，是使我們多能互補的各種設備能夠在最大的滿(mǎn)負荷的條件之下來(lái)運行。

天然氣分布式能源里面，我們提的評價(jià)指標就是：年綜合利用率70%。我們現在在講多能互補的過(guò)程里面，我們追求的性能、追求的綜合利用率就不是70%，一定要大于70%。我們能夠達到100%，我們就盡量達到100%，這個(gè)就是我們講的“智慧”。

還有我們講的“創(chuàng )新”。什么樣的事情才能夠發(fā)展？科技的進(jìn)步，才能夠使我們的多能互補系統得到很快的發(fā)展。大家都看到，天然氣分布式能源在我們這十幾年里面，我們現在有一些項目還要補貼嗎？現在有一些項目只要氣價(jià)合理，冷價(jià)、熱價(jià)合理，只要電價(jià)合理，我們很多項目都是不需要補貼的，我們自己能夠創(chuàng )造自己的價(jià)值，這個(gè)也就是將來(lái)多能互補的一個(gè)原則。最近我們在北京討論通州市政府的服務(wù)中心里面提到的一個(gè)，就是這樣一個(gè)很重要的原則。我們不能靠補貼，一定要靠科技進(jìn)步的發(fā)展，做好我們的選擇，做好我們的運行調節，這個(gè)我覺(jué)得是非常重要的。

通過(guò)這一次中國天然氣分布式能源報告編寫(xiě)，我們發(fā)現商業(yè)模式的創(chuàng )新也是一個(gè)很重要的影響因素。我們商業(yè)模式很多都是搞了系統的集成，比如：上海大眾汽車(chē)就采用了系統集成的方式，這樣就大大降低了它的投資。同時(shí)，為優(yōu)化運行創(chuàng )造了很有利的條件。我們在講技術(shù)進(jìn)步的時(shí)候，一定要開(kāi)展國際合作。只有開(kāi)展國際的合作，我們才能夠把國際上的一些好的經(jīng)驗引進(jìn)過(guò)來(lái)，同時(shí)才能使我們的天然氣分布式能源，才能使我們的多能互補能夠持續的發(fā)展。

最后我想講一下，多能互補集成優(yōu)化里面，最后還有的就是“服務(wù)”。我們過(guò)去對這個(gè)不是很理解，今天上午通過(guò)協(xié)鑫王總的講話(huà)。我們了解到只有充分了解了用戶(hù)的需求，充分了解用戶(hù)在不同的時(shí)段、不同的時(shí)間，他對能源的需求，我們才能夠制定出好的運行模式，才能夠達到我們實(shí)際的要求。這個(gè)就是多能互補集成里面的四個(gè)字：融合、優(yōu)化、智慧、創(chuàng )新、服務(wù)。

謝謝！