劉偉：雙碳目標(biāo)下地?zé)峥稍偕茉窗l(fā)展和應(yīng)用

編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標(biāo)下的智慧方案與行業(yè)機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。會上，來自華清安泰北京科技股份有限公司劉偉以視頻方式做了“雙碳目標(biāo)下地?zé)峥稍偕茉窗l(fā)展和應(yīng)用”主旨演講。以下內(nèi)容根據(jù)大會演講實錄進行整理。

首先感謝中國能源網(wǎng)克服重重困難，精心組織策劃本次分布式能源國際論壇，使我們有機會在線上交流分享，因疫情原因，不能到現(xiàn)場，深表歉意。我給大家分享交流的主題是《雙碳目標(biāo)下地?zé)峥稍偕茉窗l(fā)展和應(yīng)用》，結(jié)合自己多年來供熱行業(yè)的經(jīng)歷，結(jié)合自己在當(dāng)前時代背景下做的交流和分享，不當(dāng)之處還請批評和指正。

匯報大概分幾部分。

一、碳中和的時代背景

二、我國當(dāng)前供熱狀況

三、地?zé)岚l(fā)揮重要作用

四、地?zé)嵛磥戆l(fā)展方向

五、華清安康綠色發(fā)展之路

當(dāng)前碳中和的時代背景，2020年9月22日，習(xí)近平總書記莊嚴(yán)宣布我國雙碳目標(biāo)，確保在2030年碳達峰，2060年碳中和，給我們能源行業(yè)帶來了重大發(fā)展空間，同時帶來了機遇和挑戰(zhàn)。當(dāng)前歐盟正在推行碳稅，一切將和碳掛鉤，很多國家已經(jīng)實現(xiàn)了碳達峰，而我們還有很長的路要走，未來碳中和不單單是環(huán)境問題，更是經(jīng)濟問題?？倳浿贫四繕?biāo)，各個國家正在推行路線圖的領(lǐng)域，制定碳達峰路線。重要的方向是調(diào)整未來能源結(jié)構(gòu)，降低化石能源總量，實施可再生能源替代，構(gòu)建以新型電力為主的電力系統(tǒng)，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，在2050年非化石能源占到70%以上，煤炭占比10%以下，非化石占比到90%以上，非化石電力終端消費占55%以上。未來黑色是指傳統(tǒng)的煤炭將越來越少，將來以綠色電力為主的能源時代，環(huán)境會越來越好，這些年在煤改電、煤改氣背景下，環(huán)境也已經(jīng)得到了明顯提升。

將來可再生能源電力，風(fēng)能、水能、太陽能為主體的，地?zé)崮?、生物質(zhì)能、核能，可再生能源電力將成為主要能源，我國將發(fā)展成世界上最大容量的可再生能源發(fā)電，從郊區(qū)到城市到每一個家庭到微觀，各個環(huán)節(jié)都可以用可再生能源電力，同時我們要高效用電。

地?zé)嶂饕诠犷I(lǐng)域來應(yīng)用，所以我們也結(jié)合供熱行業(yè)的發(fā)展，整體供熱迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，需求增長，同時南方供暖也有很大的增加。2018年北方城鎮(zhèn)供暖137億平米，農(nóng)村沒有包含進來，城市集中住宅87.8億平米占到64%，比2013年增加30億平米。這些年供熱結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，燃煤占比占到70%以上，這些年燃?xì)庥酂崂?，燃煤占比降?6%，燃?xì)馍?%，熱電聯(lián)產(chǎn)增高7%，其他能源升高1%，可再生能源只有3%，熱電發(fā)展空間還是很大的。每年新增20億平米建筑面積，其中居民15億，公建5億，以前采暖集中在西北、華北和東北區(qū)域，隨著發(fā)展人口眾多，經(jīng)濟條件比較發(fā)達，采暖需求越來越大，南方地區(qū)集中采暖比較少，黃色代表有部分集中采暖，未來潛力是巨大的。

這四個方面存在很大問題，能耗高、污染高、噪音高、不安全，很多燃?xì)鉅t事故，設(shè)備老化，耗電量大，導(dǎo)致一些火災(zāi)事故發(fā)生等等。不僅能耗高，而且存在巨大安全隱患，南方地區(qū)冬季拉閘限電和美國德州的斷電等等，都與冬季高能耗采暖有一定關(guān)系，因為美國電力很便宜，直接用電采暖。

地?zé)嵩诓膳矫嬉彩菓?yīng)用了很多年，主要從分類特征、應(yīng)用價值、政策引導(dǎo)、發(fā)展?jié)摿Ψ矫孀鲆恍┙涣?。地?zé)岱譃樯顚拥責(zé)?、淺層地?zé)岷偷乇硭責(zé)釒追N，深層地?zé)崴疅嵝?，洗澡用泉水幾千年了，可以直接采暖，地下裂隙里面供壓裂技術(shù)封閉套管來解決，這與地下條件更是密切相關(guān)，需要高溫干預(yù)巖體，如果溫度低，出來的熱水就很少，目前技術(shù)是每口井大概兩千米深，只能解決五千到一萬平米的供熱面積，只解決了供熱，還是潛力有限的，未來技術(shù)發(fā)展可能會有提升。

淺層地?zé)幔聼岜?、土壤源熱泵目前發(fā)展比較成熟。土壤源熱泵不受限制，哪里都可以做，就是成本高與低的問題。實際上熱泵它受地下水的限制開采。像西安污水熱泵也應(yīng)用了很多年在推廣，制訂了一些強制的政策，我們從2008年北京奧運村就開始用污水熱泵，這些都是寶貴的地?zé)豳Y源。它的效率高為什么高?因為它消耗了1度的電從地下提取3度以上的地?zé)?，以往是用火電、煤電，未來這種綠電、風(fēng)電、核電、光電來驅(qū)動熱泵，實現(xiàn)100%的可再生能源，清潔綠電加地?zé)崮埽瑢崿F(xiàn)零碳供，潛力是非常巨大的。

通過一些比較，從投資方面地?zé)崮芡顿Y最高，但加上折舊之后，全生命周期來看地?zé)岜檬亲畹偷模細(xì)馐潜容^高的，電氣熱是最高的，它消耗電量太大，所以碳排放是比較高的。碳排放這塊地源熱泵碳排放是最小的，燃?xì)馐翘寂欧抛罡叩?，燃?xì)鉄崾瞧浯危I(yè)建筑也是這樣。因為本身熱泵就是一機兩用三用，因為這樣它的整體經(jīng)濟性會更好，長生命周期也就會更低，碳排放也就更低。

政策上剛才講了習(xí)近平總書記2020年9月提出了雙碳，在之前其實很多年都在推，從“十二五、十三五”都在推進可再生能源發(fā)展規(guī)劃，北方冬季清潔取暖規(guī)劃都提到了應(yīng)用這塊。因地制宜推廣地?zé)崮?、供氣能，發(fā)揮高品質(zhì)電能，在長江流域推動地?zé)崮馨l(fā)展，同時在今年4月份國家能源局推進了地?zé)崮荛_發(fā)應(yīng)用的意見，到2025年比2020年增加50%以上，2030年比2025年再翻一番。

各地都推進了政策，北京、上海、河北、西安都制定了自己的城市新能源利用政策，北京市計劃“十四五”期間每年先做1000萬供應(yīng)，目前采用30%的投資補貼，上海在運行補貼推進，都是為了構(gòu)建清潔、低碳、安全、環(huán)保的能源體系。發(fā)展?jié)摿ι线@些年呈高速增長，已經(jīng)躍居全球第一，二十年了基本上增加了十幾億平米。

其他的也增加了，從2000年之前的1000多萬平米現(xiàn)在增加到將近5億平米，環(huán)保潛力也非常大。它的可開采量折合為7億噸標(biāo)煤，其他的折合18.6億噸標(biāo)煤加一起將近25億。2019年我國標(biāo)煤消耗量28.1億噸，建筑占到40%，可見如果地?zé)崮軕?yīng)用50%就全部替代了建筑熱能，實現(xiàn)了地?zé)崮墚a(chǎn)暖，但這個比例比較高，占到10%20%逐漸提高，潛力也比較大。

地?zé)崮芗夹g(shù)發(fā)展也經(jīng)歷了幾個階段，從起步階段2000年前，第一個十年是推廣階段，第二個十年是快速發(fā)展階段，現(xiàn)在是高質(zhì)量發(fā)展階段，從早期的小規(guī)模建筑到京津冀推廣，從早期的單一地源熱泵系統(tǒng)，到現(xiàn)在規(guī)模越來越大，從華北、華中到全國應(yīng)用，規(guī)模是50萬平米、100萬平米都有，從多能互補、智慧能源，未來向零碳供能發(fā)展，這幾個方面都取得了長足的發(fā)展和進步，同時形成了一系列標(biāo)準(zhǔn)。2005年國家制訂了國家地源技術(shù)規(guī)范，從設(shè)計和生物方面加以規(guī)范，每幾年做一次修訂，不斷的完善，北京市各地也制訂了自己的標(biāo)準(zhǔn)，2005年制定了技術(shù)，從施工方面加以約束和指導(dǎo)。

2020年制定了運行技術(shù)規(guī)范和能效技術(shù)規(guī)范，從運行管理能效上做了規(guī)定和指導(dǎo)，目的是提高運行效果效率，提高能效比，切實實現(xiàn)價值。發(fā)展中也曝露了一些問題，故障率高等等這是系統(tǒng)設(shè)備上的問題，地下井有滲漏、地源變化等等功能不穩(wěn)定，問題曝露了很多，也有很多負(fù)面消息，電容不好用，河北省一刀切，導(dǎo)致了地?zé)峋筷P(guān)停，這是快速發(fā)展做產(chǎn)能的問題，因為它是系統(tǒng)工程，早期沒有多少人知道，沒有引起重視，導(dǎo)致出現(xiàn)了這些問題。應(yīng)該全面系統(tǒng)的觀察認(rèn)識地源熱泵，這是全局觀念，全生命周期理論管理。為什么這么說?因為它是多學(xué)科工程從地質(zhì)到勘察、通水、排水、電氣、自控、計算機等多元化多學(xué)科支持;多相關(guān)方，建筑、設(shè)計、總包、分包、運營等等十多個相關(guān)部門和政府主管單位，同時也有系統(tǒng)性，再是全生命周期性，從可研、設(shè)計、施工到運維幾十年的時間，充分認(rèn)識這些把系統(tǒng)歸納和整理分析，解決每個環(huán)節(jié)問題才能良好的運營。

全生命周期理論涉及到從前期可研、勘察設(shè)計、審批、安排、檢測采集、運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析進行節(jié)能管理和評價或者提升，是個循環(huán)迭代過程，不是建完就完事了，這是個全生命周期的事情，我們也分析了一下全生命周期理論來測算一個項目，前期可研只占到總成本不到千分之一，設(shè)計占了百分之零點幾，這是成本，施工成本占到20%左右，運營成本占到80%，但是可以看出來可研階段是非常大的，不能隨便就通過了，要認(rèn)真分析找到適合自己的因地制宜的路線，這樣將來才能運行。設(shè)計階段潛力也比較大，因為要設(shè)計選型，因為它是主機效率方，要有主動的匹配性、系統(tǒng)控制等等選擇。再是施工環(huán)節(jié)的降本能力只有5%，因為除了量化，市場價都是透明的，人工也是透明的，所以這個環(huán)節(jié)只有努力降低減少浪費，成本降了才可以。而且二十年運行過程中總成本80%，節(jié)能潛力非常大，運營好與壞差別非常大，普通的運營工、燒鍋爐工他沒有專業(yè)知識，我們專業(yè)的管理節(jié)能能節(jié)一半以上，所以這個潛力是非常大的，占全生命周期的40%。

因為地源熱泵不是簡單的打井工程，系統(tǒng)越來越大，很多沒有場地還要放在基層下面來打裝，全過程細(xì)化管理要落實到每一個環(huán)節(jié)。最后還要做系數(shù)檢測，這是全流程、全過程，不容得一點點馬虎的事情，這一項目尤其是在南方地區(qū)，經(jīng)常下雨，施工期又經(jīng)常在雨季，下雨肯定不行，所以就為了減工期快速施工完快速使用，導(dǎo)致質(zhì)量不過關(guān)，一定要高度重視這個事情，抓加強工程控制，當(dāng)然運營過程中也很重要。

運營過程中也加強環(huán)節(jié)控制，有專門的管理機構(gòu)，專業(yè)公司專業(yè)團隊和工程師和專業(yè)操作人員制定體系，運行管理體系，相關(guān)管理手冊、協(xié)同管理制度、操作流程等不是高高掛起來了，是結(jié)合項目特點因地制宜的。日常中員工加強培訓(xùn)，后期運行中要定期做評價，能耗高與低，進行對比看有沒有改進空間等等。過程中它的預(yù)期比較長，過程中有新技術(shù)出現(xiàn)要在改革中及時提升效率，實行節(jié)能降耗保值增值，項目進行了將近20年，其實過程中一直在提升和改進，不是減完了就沒事了，和現(xiàn)在的手段相結(jié)合進行信息化。技術(shù)創(chuàng)新促進地?zé)岚l(fā)展，技術(shù)模式的創(chuàng)新包括單一地質(zhì)向多能耦合綜合能源發(fā)展，與熱泵相結(jié)合，實現(xiàn)零碳。不但和單一的地?zé)崮芑蛘呶鬯礋岜茫Ｒ?guī)的燃?xì)?、鍋爐相結(jié)合，熱網(wǎng)與電儲能、太陽能、光伏、風(fēng)電都可以結(jié)合進來，還有空氣能，結(jié)合自己的資源因地制宜的利用，進而挖掘特色中能源安全和高效，經(jīng)營模式從以往專業(yè)分包向EPC總承包，整體設(shè)計施工前或一體化，同時與運營相結(jié)合實行EPCO業(yè)務(wù)，要與資本相結(jié)合，目前國企、央企平臺公司進來，主要是在F端，或者是投融資平臺，我們下面專業(yè)化服務(wù)公司還要做好運營和設(shè)計施工，這樣整體來實施，就能實現(xiàn)安全和低碳。

創(chuàng)新促進地?zé)崮馨l(fā)展，利用多元化主體的經(jīng)營模式，這在能源領(lǐng)域是非常容易實施的，因為是穩(wěn)定的在使用，冬天四個月，夏天四個月五個月，采用空調(diào)、熱水一體化，專業(yè)的讓服務(wù)公司這些規(guī)劃設(shè)計，能夠管理，單一的建設(shè)方、園區(qū)運營商、建設(shè)方?jīng)]有這么多專業(yè)人員，開發(fā)商也是沒有這么多專業(yè)人員，只是會蓋樓，在里面配齊這些專業(yè)人員有學(xué)習(xí)過程，所以就不如委托專業(yè)公司來做這些事情，這是未來的發(fā)展方向，我們也一直在走這條路線。

與分布式相結(jié)合，傳統(tǒng)熱電廠是搞大集中來進行采暖，但能耗特別高，整體下來在0.3以上，輸送成本太高。未來向綠色綜合能源發(fā)展方向，園區(qū)、學(xué)校、住宅、醫(yī)院等等分布式建立能源站自行解決，不足的地方可以熱網(wǎng)相結(jié)合，有熱網(wǎng)的熱網(wǎng)結(jié)合，沒有熱網(wǎng)的自己建，這樣就解決小型化、區(qū)域化及時投產(chǎn)，而且能耗也比較低。目前我們在北京河北市的熱力公司都在這樣推進，這是區(qū)域能源和分布式相結(jié)合，提供綜合能源服務(wù)，區(qū)域能源以電網(wǎng)預(yù)熱為主，增加新能源供熱和發(fā)電。在用戶端使用空氣能、儲能等共同相結(jié)合。

再是柔性熱網(wǎng)多源協(xié)同，網(wǎng)是柔性的，就像電網(wǎng)一樣四通八達，可以上升可以下達，新能源可以發(fā)電，供熱也是，用戶端的富余供熱可以供到大網(wǎng)里，多元協(xié)同這是多種能源形式整合到一起，這樣清潔高效穩(wěn)定低碳。

順便介紹一下我們公司，華清安泰是以熱泵技術(shù)為基礎(chǔ)，通過地?zé)崮?、潛層地溫能、地表水、污廢水、空氣能等結(jié)合這些地?zé)崮芾每諝饽?，通過儲能技術(shù)型結(jié)合，構(gòu)建整體技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)平臺，提供供冷供熱和生物用水服務(wù)，值得投資、運營、建設(shè)、托管一體化服務(wù)。目前公司主要是下設(shè)分公司和子公司，以北京為主覆蓋京津冀西部和西南地區(qū)，四川、南昌、上海等地區(qū)來推進。公司這些年做熱泵20年，配合政府參與了編輯國家標(biāo)準(zhǔn)和北京市地源熱泵的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時每年配合發(fā)改委做北京市地源熱泵的培訓(xùn)以及評估評價工作，像我們園區(qū)項目是北京市地?zé)釋嵱?xùn)基地，很多朋友應(yīng)該到那都去過。提升管理水平，提高管理效力，開發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)+智慧能源管理平臺，平臺包括北京市、河北省的節(jié)能低碳目錄，包含能耗管理、系統(tǒng)能耗采集分析，自動化運營、遠(yuǎn)程監(jiān)控，不斷可以看還可以調(diào)動和控制，這個系統(tǒng)不像以前的比較簡單，人工功能系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)，它的策略是非常復(fù)雜的，只會認(rèn)為是線上線下相結(jié)合，后勤管理實現(xiàn)系統(tǒng)化和全生命周期維修報表都在里面實時調(diào)度，我的一系列全環(huán)節(jié)節(jié)能降耗提高效率，這是公司的能源管控中心首頁面，全國的區(qū)域圖和維修保修，以及系統(tǒng)對比分析，都在其中，實現(xiàn)縱向橫向都能對比。同時熱泵能效檢測系統(tǒng)每5分鐘一個數(shù)據(jù)實施統(tǒng)計系統(tǒng)能效也可以降到1分鐘，輸出多少能消耗多少電，當(dāng)日當(dāng)月都可以整體評價。

同時，我們作為系統(tǒng)集成單位服務(wù)商，也開發(fā)了自己的產(chǎn)品和能源管理平臺，成熟產(chǎn)品沒有再開發(fā)繼續(xù)在做定制。像儲能也是我們關(guān)鍵產(chǎn)品，像我們從十幾年前做的項目一直到現(xiàn)在，只要有前沿實施，熱泵和儲能相結(jié)合提高主機效率降低費用，目前已經(jīng)推行了三年多，主機到每個模塊軟件都能內(nèi)置它的信息碼，可掃碼報修，從設(shè)計、安裝運營全過程來試用，我們的能源管理平臺也不但是自己在用，而且推廣到各個領(lǐng)域，智慧校園、智慧供熱、智慧工廠。

剛才講到創(chuàng)新模式投資建設(shè)一體化項目，目前投資了三個項目，都在建設(shè)當(dāng)中。我們積極參與冬奧建設(shè)，有幸參與了兩項，一項是奧運村在延慶，準(zhǔn)備做到100%的儲能，還有停車場也在旁邊，兩個是互相聯(lián)動的，大巴車停到這可以擺渡到這，游客車不能開上去，建設(shè)過程在原來的小山頭上建設(shè)奧運村，這邊是基房。我們積極參與副中心建設(shè)，這邊是行政辦公區(qū)60萬平米，辦公、醫(yī)院、住宅等提供空調(diào)熱水和儲能以及調(diào)峰。我們的EPCO模式在用友產(chǎn)業(yè)園運行了16年，我到北京市火電能源局建設(shè)部的示范項目也經(jīng)常有人來參觀學(xué)習(xí)，已經(jīng)非常穩(wěn)定，因為用友這個項目非常有代表性，所以我們企業(yè)2005年就決定做50萬平米的園區(qū)，后來它的南方園區(qū)、山東園區(qū)都在推應(yīng)用低熱能，因為這就是代表著行業(yè)、企業(yè)對項目的認(rèn)可。民營企業(yè)它不搞結(jié)項工程，不搞花架子，住宅領(lǐng)域里面也是，解決熱網(wǎng)不到位的情況下，我們利用地?zé)崮芘c它相結(jié)合，因為我們的項目規(guī)模比較大，所以小型這塊我們不讓擺，幸好有地?zé)崮芎湍茉此芙鉀Q這個問題。

我們還在一些農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，搞設(shè)施農(nóng)業(yè)，原來是燃油，取消之后因為燃?xì)獬杀咎?，就改成了地能熱泵系統(tǒng)，改完以后效果還是非常好的，目前都已經(jīng)投產(chǎn)運營了，大家有機會可以去參觀一下。

我的匯報就到此結(jié)束，感謝大家聆聽，希望大家有機會一起合作，共同推進新技術(shù)發(fā)展。