李先瑞：多能互補集成

中國建筑科學研究院研究員 李先瑞

李先瑞：我們有太陽能、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，就需要講“互補”。這個互補實際上是很重要的，是把這些多能取長補短，發(fā)揮它的特長。只有發(fā)揮了特長以后，才能夠起到“提高能效”。如果說融合的方式不合理，很可能把個人的特長、個人的優(yōu)點抑制了。從而使整個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柲芄夥覀兲烊粴夥植际侥茉慈诤?？其實就是太陽能光伏都有不靈活性、不穩(wěn)定性，而我們的天然氣分布式能源相對是很穩(wěn)定的。這樣我們把這兩種電的系統組合起來，通過微電網，既能夠發(fā)揮太陽能的作用，又能夠發(fā)揮天然氣分布式的作用，這個就是耦合使它達到了預期的效果。這個我們舉的是一個例子，第二個我們舉的例子就是天然氣分布式能源+地緣熱泵。張玉清局長曾經在一次會議上講過：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。這句話我記的很清楚，而我們在這個里面，我們可以看到我們用的地緣熱泵，這個熱泵實際上是用電的，這一部分的電通過天然氣分布式能源的發(fā)電提供給它，就能夠起到一個什么樣的作用呢？當地緣熱泵在夏天使用的過程里面，它消耗的電力比較多。我們最近在北京開會才知道，北京這幾天天氣的炎熱，整個北京的電網，它已經達到了2083萬千瓦，實際上我們平均1千萬千瓦左右。也就是說，我們現在空調的電耗，已經占到整個電耗里面的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，也能夠滿足用戶的需求。我們知道很多項目都可能就是以電來定裝機容量的，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(jié)能效益就相當的明顯。我們在天然氣分布式里面，怎么樣來表現它的節(jié)能？往往我們用的一個指標，就是每千瓦裝機節(jié)能量是多少。上海曾經給我們做了很多的典型案例。也就是說，當我們的年利用小時數達到5千小時的時候，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程里頭，都需要加上蓄能裝置。這種蓄能裝置有一個很大的作用，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，我們通過蓄能的裝置來產生的一些“能”，我們白天再用，這個時候就能夠使我們整個系統的效率提高。我們的耦合有一個很重要的作用，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，通過耦合我們可以達到100%多。這個在我們的《報告》里面也有，我們那個《報告》里面，在這個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，這個中心也是采用了多能互補。但是這個中心采用的這種方式，不見得是很合理的。這時候我們講到“融合”這個詞，融合一定要體現在多能，要體現在互補。第二個，就是“優(yōu)化”。任何東西你把它隨意的堆砌到一起，能產生最好的效益嗎？不見得。所以我們的優(yōu)化是體現在實際過程里面要優(yōu)化，增長的過程里面要優(yōu)化，我們運行的過程里面要體現它的優(yōu)化。所以這個優(yōu)化，是一個全過程里面的優(yōu)化。我們知道天然氣分布式能源里面，有一個很重要的技術要點就是“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，實際上它增加的更多是地緣熱泵系統，太陽能光伏系統。我們要在這么多的系統里面來選擇我們的裝機，只有通過合理的設計，很好的體會，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。

我在這里舉一個例子，我們最近在寫《中國天然氣分布式能源報告》里面，我們進行了很多數據的分析，我們發(fā)現上海浦東機場，裝機余熱供熱量實際上只相當于浦東機場總的用熱量的10%。說明這個系統的投入并不一定很高，但是實際運行里面提供的蒸汽量、體規(guī)的熱量，是占到總得熱需求的50%以上。這個就是說，這樣的系統裝機選情的合理就可以達到更高。比如：新奧長沙機場，運行里面整個供能量占到了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數達到最大，而且要在這個過程里面使它處在滿負荷運行階段。這個就是優(yōu)化，優(yōu)化在我們的示范項目里面是有著很重要的因素。

我們知道運行的過程里面，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業(yè)報告，我們對46項天然氣分布式能源的項目進行了調研。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：最近為了打開天然氣分布式能源的市場跟公信部聯系，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程里面，就體現了這個智慧的供應的這種方法跟措施。我們有自然風的時候，盡量用自然風制冷。這個就是體現了我們的智慧，我們需要它效率最高的時候，我們采用這種運行模式；需要省錢的時候，我們同樣采用另外一種運行的模式。

我們知道要實現我們智慧的運行，我們需要的手段是什么？這就是“微電網”。我們對于一個項目是“微電網”，對于很多分布式天然氣能源組合的時候，就是我們能源的互聯網。我們在這里面，一定要根據終端用戶的“電、熱、能、氣”各種需求，跟蹤它的負荷變化，進行供給側的能源調節(jié)。這個就是調度的技術。這個調度技術靠誰？能源互聯網、微網等。我們只要搞了多能互補，就一定要有微網，就一定要有能源互聯網，就一定要有泛能網。我們要實現智慧的這種，真正實現智慧的運行管理。需要有什么？需要有一套方法，這一套方法就是我們說的：能源管理系統。在能源管理系統里面，我們在這個PPT里頭也做了一些選數，就必須進行數據的采集，必須進行性能評估，必須進行設備的檢測跟調度，必須進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負荷的條件之下來運行。

天然氣分布式能源里面，我們提的評價指標就是：年綜合利用率70%。我們現在在講多能互補的過程里面，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合理，冷價、熱價合理，只要電價合理，我們很多項目都是不需要補貼的，我們自己能夠創(chuàng)造自己的價值，這個也就是將來多能互補的一個原則。最近我們在北京討論通州市政府的服務中心里面提到的一個，就是這樣一個很重要的原則。我們不能靠補貼，一定要靠科技進步的發(fā)展，做好我們的選擇，做好我們的運行調節(jié)，這個我覺得是非常重要的。

通過這一次中國天然氣分布式能源報告編寫，我們發(fā)現商業(yè)模式的創(chuàng)新也是一個很重要的影響因素。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，為優(yōu)化運行創(chuàng)造了很有利的條件。我們在講技術進步的時候，一定要開展國際合作。只有開展國際的合作，我們才能夠把國際上的一些好的經驗引進過來，同時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(xù)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”。我們過去對這個不是很理解，今天上午通過協鑫王總的講話。我們了解到只有充分了解了用戶的需求，充分了解用戶在不同的時段、不同的時間，他對能源的需求，我們才能夠制定出好的運行模式，才能夠達到我們實際的要求。這個就是多能互補集成里面的四個字：融合、優(yōu)化、智慧、創(chuàng)新、服務。

謝謝！