孫憲鵬：分布式清潔能源中心在分散式供暖中的應(yīng)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(guó)分布式能源國(guó)際論壇暨2020綜合能源展覽會(huì)”在山東濟(jì)南召開(kāi)，本次論壇由中國(guó)能源網(wǎng)主辦，中國(guó)能源研究會(huì)分布式能源專業(yè)委員會(huì)、水發(fā)能源集團(tuán)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(zhǎng)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(yīng)用》的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)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(qǐng)了山東省能源研究會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)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(yīng)用》，有請(qǐng)。

孫憲鵬：我是代表山東省能源研究會(huì)作一個(gè)我們的報(bào)告。

提起這個(gè)分散式，因?yàn)楝F(xiàn)在我們山東2018到2028年能源規(guī)劃，采用的是集中式供暖，隨著我們城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷加深，農(nóng)村的社區(qū)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(xiàn)在的狀態(tài)下，得到了一定的限制，怎么在分散式建筑中滿足供暖，我主要是在多能互補(bǔ)清潔能源這方面作一下報(bào)告。

當(dāng)前在整個(gè)國(guó)家的能源體制改革和節(jié)能環(huán)保，藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的前提下，我們做多能互補(bǔ)能源中心的建設(shè)是非常有必要的，這是我們山東省的能源導(dǎo)向，四大重點(diǎn)任務(wù)和四大重點(diǎn)提升，主要是針對(duì)能源，我省想構(gòu)建安全的能源體系，第一是環(huán)境保護(hù)，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(dǎo)和專家對(duì)我們的地?zé)?、空氣能、綜合能源都進(jìn)行了詳細(xì)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(dá)到末端終端的連續(xù)性、穩(wěn)定性，單一能源會(huì)存在著弊端，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(tǒng)的融資，同時(shí)還能滿足我們末端的民生需求。作為淺層地?zé)幔瑒偛藕脦讉€(gè)領(lǐng)導(dǎo)、專家講了。我在2017年中國(guó)建設(shè)部有一批示范項(xiàng)目，對(duì)建筑采用地源熱泵供暖每平方米是25元的補(bǔ)貼，山東省應(yīng)該是有五個(gè)示范項(xiàng)目采用地?zé)峁┡捻?xiàng)目，經(jīng)過(guò)兩三年運(yùn)行以后，沒(méi)能及時(shí)修復(fù)，所以熱能的效率急劇下降，后來(lái)滿足不了民生需求，第二個(gè)增加了熱能的能耗。作為淺層地?zé)幔枰拿娣e大，地下的溫度差能及時(shí)地修復(fù)，施工比較復(fù)雜，投入高，采暖季設(shè)備投資的閑置，作為深層地?zé)幔拗频叵滤拈_(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(rèn)定能源的負(fù)荷?？諝庠礋岜霉┡?，機(jī)組運(yùn)行工況是不穩(wěn)定的，也是隨著每天的環(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(guó)家北方區(qū)和山東區(qū)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(jié)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(shè)備的閑置，春夏秋在陽(yáng)光很好的時(shí)候造成了設(shè)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(xiàn)在能源優(yōu)化利用上考慮到的一點(diǎn)，現(xiàn)在我們的集中供暖主要也是采用的小溫差供暖，從熱力廠出到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(zhuǎn)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(jí)提升，但是從總體上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在還是比較少的。

單一能源存在著不同的問(wèn)題，無(wú)論是投資還是系統(tǒng)的使用，還是將來(lái)的運(yùn)營(yíng)，還是將來(lái)末端的感受，我們現(xiàn)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(bǔ)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(xiàn)場(chǎng)管理模式向遠(yuǎn)程在線監(jiān)控管理優(yōu)化，由粗獷管理向精細(xì)化、智能化管理優(yōu)化。

剛才好多領(lǐng)導(dǎo)和專家已經(jīng)說(shuō)到多能互補(bǔ)，對(duì)于多能互補(bǔ)的概念其實(shí)很簡(jiǎn)單，整合區(qū)域內(nèi)一次性能源、清潔能源，實(shí)現(xiàn)多種能源協(xié)調(diào)規(guī)劃、協(xié)同管理化運(yùn)行、互補(bǔ)互濟(jì)，在滿足用能中促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

多能互補(bǔ)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?shù)馁Y源，量比較大的一個(gè)。第一類是太空能源，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(zhuǎn)化。第二類是生物質(zhì)能，植物秸稈、動(dòng)物糞便等，最后是地?zé)崮堋?/p>

這里主要講幾個(gè)形式，一個(gè)是水熱型的地?zé)?二級(jí)地?zé)釓?fù)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(tǒng)解決二次提升，當(dāng)然熱泵現(xiàn)在很多，熱泵在熱力學(xué)來(lái)說(shuō)是比較常見(jiàn)的設(shè)備，這些提升了一個(gè)能效，可以把我們的小溫差轉(zhuǎn)化到大溫差，可以降低地?zé)峋慕ㄔO(shè)投資，也能降低我們系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

第二個(gè)淺層地?zé)?太陽(yáng)能光熱復(fù)合能源中心。

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

再一個(gè)是空氣源熱泵+太陽(yáng)能光熱復(fù)合能源中心優(yōu)勢(shì)，作為冬天長(zhǎng)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(tǒng)運(yùn)行溫度。

還有一個(gè)是我們現(xiàn)在提得比較多的，熱泵+太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，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(shè)備電能的話，從而能降低我們?cè)O(shè)備很大的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

我在長(zhǎng)清做了一個(gè)農(nóng)村振興服務(wù)隊(duì)的項(xiàng)目，準(zhǔn)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(dāng)時(shí)我和隊(duì)長(zhǎng)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(shè)備，但是這個(gè)設(shè)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(zhǎng)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(jí)熱能夠提升符合能源中心優(yōu)勢(shì)。

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(dá)到7、達(dá)到8，甚至達(dá)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(xù)的農(nóng)村的廢棄物料，過(guò)去老百姓要燒，政府為了保護(hù)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(zhuǎn)化，將來(lái)發(fā)電可能是根據(jù)我們國(guó)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，它的投資可能很少。

多能互補(bǔ)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(qū)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(bǔ)能源中心投資效益分析。

現(xiàn)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(duì)不同的季節(jié)、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，滿足我們能源的結(jié)構(gòu)。

淺層地?zé)?太陽(yáng)能光熱復(fù)合能源，把春夏秋太陽(yáng)的熱量，儲(chǔ)存到我們的地下，其實(shí)我們的地下就是大的儲(chǔ)存系統(tǒng)，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(chǔ)能，加二級(jí)提升的系統(tǒng)來(lái)滿足。這樣正常單一來(lái)看，做復(fù)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(fù)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(yùn)行費(fèi)用，如果運(yùn)行費(fèi)用按我們山東測(cè)算，取1.1的比值，按照建筑面積采暖的費(fèi)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(fù)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(jí)熱能提升，COP應(yīng)該達(dá)到6.8～7.0左右。如果用這種系統(tǒng)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(qū)6000人，農(nóng)村社區(qū)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(fèi)，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(xiàng)目，都需要一個(gè)產(chǎn)學(xué)研的一個(gè)平臺(tái)，這個(gè)也是現(xiàn)在比較高大上的產(chǎn)學(xué)研的平臺(tái)，作為能源研究會(huì)，從高?？蒲袡C(jī)構(gòu)、事業(yè)單位和推廣企業(yè)，我們已經(jīng)有了自己的平臺(tái)，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?zé)豳Y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?zé)?、熱泵，或者光伏、太?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(xiàng)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(guī)范，由政府出臺(tái)引領(lǐng)的項(xiàng)目，建設(shè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

將來(lái)這種項(xiàng)目建設(shè)，政府掏錢(qián)，應(yīng)該不太現(xiàn)實(shí)，讓老百姓掏錢(qián)應(yīng)該也不是很現(xiàn)實(shí)，那該怎么做?我們只能說(shuō)政府來(lái)引導(dǎo)，政府政策引導(dǎo)，我們社會(huì)資本介入，再用EMC或者BOT商業(yè)模式來(lái)建設(shè)能源中心，將來(lái)賣的不是設(shè)備，賣的是能源。

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(guó)家這種大的政策方針要對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)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(jiān)測(cè)平臺(tái)，綜合能源做一個(gè)大的監(jiān)測(cè)平臺(tái)，我們的冷、熱、水、電、暖氣做一個(gè)能源監(jiān)測(cè)，從能源監(jiān)測(cè)我們才能找出能源上的缺陷，才能及時(shí)地進(jìn)行修補(bǔ)。

好，謝謝各位專家，謝謝各位領(lǐng)導(dǎo)，謝謝。

李景明：謝謝孫秘書(shū)長(zhǎng)，感覺(jué)孫秘書(shū)長(zhǎng)介紹的內(nèi)容非常全面，因?yàn)樯綎|省作為農(nóng)業(yè)的大省，生物質(zhì)資源非常豐富，有比較長(zhǎng)的海岸線和一些島嶼，風(fēng)能資源也很豐富，另外我們太陽(yáng)能的資源在全國(guó)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(guó)的，比如說(shuō)農(nóng)作物的秸稈替換，應(yīng)該說(shuō)以山東能源所為代表，應(yīng)該在全國(guó)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(zhǎng)已經(jīng)非常綜合性地把今天上午前面六位專家所介紹的情況做了一個(gè)很系統(tǒng)的總結(jié)和歸納，正好也就說(shuō)明所有的單一能源最終應(yīng)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(zhuǎn)型、升級(jí)，而且最終實(shí)現(xiàn)剛才所說(shuō)的“無(wú)煙城”“零碳小鎮(zhèn)”等等，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)可承受、安全穩(wěn)定這么幾大目標(biāo)，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(dāng)中也更加需要追求的一個(gè)目標(biāo)。只有實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)目標(biāo)以后，可再生能源才可以在整個(gè)國(guó)家大的能源體系當(dāng)中占據(jù)一定的地位。因?yàn)槲覀冊(cè)?jīng)說(shuō)到，在2006年再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中曾經(jīng)提到，可再生能源占據(jù)15%，到2030年大概占20%，過(guò)程當(dāng)中做了一些概念性的調(diào)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(jié)束，僅僅是再生能源的話，達(dá)到14%點(diǎn)多，如果都加上去的話大概已經(jīng)到了16%。到2030年達(dá)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家、代表們帶來(lái)收獲。我們的交流活動(dòng)就到此結(jié)束了，今天下午有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)參觀，也祝大家下午參觀收獲滿滿，今天或者明天的返程順利，同時(shí)也預(yù)祝所有的代表國(guó)慶節(jié)和中秋節(jié)快樂(lè)，全家幸福，謝謝大家!