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綜合能源服務(wù) 不一定以電為核心

2019-04-24 11:20:07 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
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)候就沒有真正搞懂過。(來源:微信公眾號電
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)候就沒有真正搞懂過。
 
(來源:微信公眾號“電力市場那些事兒” 作者:郎木晨煙)
 
幾年前,當(dāng)我的工作轉(zhuǎn)到綜合能源服務(wù)方向時(shí),正趕上國家能源局出臺多能互補(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化設(shè)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(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),對能源/能量才算是有了深入的認(rèn)識。后來看到顯熱儲熱和相變儲熱介紹時(shí),我微微一笑、欣然領(lǐng)會,。
 
原來“不可理喻”的熱力學(xué)第二定律也變得生動起來:熱力學(xué)第一定律指出了過程中能量必須守恒,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)目跟蹤過程中,充分理解了負(fù)荷(熱、電)對分布式項(xiàng)目成敗的決定性作用,同時(shí)對電改的迫切性有了切身的體會。
 
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(jì)的提供生活熱水。同時(shí),熱能適合存儲、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。與電配合時(shí),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(jìn)行能源系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì),項(xiàng)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(yuǎn)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(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,但在很多過程工業(yè)領(lǐng)域,壓縮機(jī)而不是電動機(jī)是動力設(shè)備,蒸汽而不是電力是主要?jiǎng)恿碓矗热缃ú摹⒁苯稹⒃旒垺⒒ぁ⑹称贰⑺幤返刃袠I(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(yīng)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(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)角度來說,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,并不反對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(dǎo),以電為核心,對應(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,無須以何種能源網(wǎng)絡(luò)為主導(dǎo),“去中心化”,對應(yīng)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(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行為的支配。此時(shí),物理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營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(xué)用等,《3種典型產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綜合能源需求》
 
原標(biāo)題:綜合能源服務(wù),不一定以電為核心
大云網(wǎng)官方微信售電那點(diǎn)事兒

責(zé)任編輯:葉雨田

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