什么是区域能源?
区域供热、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求及其综合集成的能源系统统称为区域能源。这样的区域可以是城市和市区的行政区划;也可以是住宅小区或建筑群;也可以是特定的开发区、园区等。总之,人类社会发展至今,所有用于生产和生活的能源,都在某一特定区域内得到科学、合理、全面、综合的应用,完成了能源生产、转换、供应、输配、使用、排放的全过程,称为区域能源。
第二,区域能源系统
区域能源系统是向综合性建筑提供热水、蒸汽(区域供热)、冷水(区域供冷)、电力(通常称为微电网)或综合供应的局部能源网络。
区域能量系统可以是锅炉房加热系统;冷水机组的冷却系统;热电厂系统;冷热电联供系统;热泵供能系统;太阳能供应系统;风力发电系统等等。使用的能源也可以是:煤炭、燃料、燃气、可再生能源(太阳能热水系统、地下水源热泵系统、地表水源热泵系统、污水源热泵系统、地热能热泵系统、光伏发电系统、风力发电系统)、生物质能等。这些服务的不同形式通常并行运行,为同一建筑的部分或全部服务。应利用当地条件和处理当地问题来特别设计区域能源系统。
区域能源系统应适合特定情况,满足特定的当地需求(如准确可靠的医院需求)或适应当地独特的资源条件(如燃烧当地可用的生物质)。为了提供这些能源服务,区域能源系统通常围绕作为系统心脏的中心站而建。一旦中心站投入运行,能源可以很容易地通过管道或电线与建筑物连接起来。为了提供这些能源服务,区域能源系统通常围绕作为系统心脏的中心站而建。一旦中心站投入运行,能源可以很容易地通过管道或电线与建筑物连接起来。很像人体的血管系统,管道通常以封闭的方式运行,将热水从中心站输送到建筑用户,然后将冷水送回心脏进行再加热,往复循环。区域能源系统可以利用当地的可再生资源,通过高效的中心站为综合性建筑(工业、商业和住宅)提供制冷和供热。
三、中国能源消费现状
目前中国能耗高,环境压力大。世界平均能源利用效率为50。3 2%,其中中国为36.81%,印度为39%,美国为51%,日本为56%,丹麦为72%。为应对全球气候变化,中国政府承诺,到2 0 2 0年,单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年减少40%-45%,节能和能效提升贡献率达到8.5%以上。2 0 0 9年,国际能源署发布报告,中国消耗32.2亿吨标准煤,美国消耗31.1亿吨标准煤,中国成为世界上最大的能源消费国。2012年中国一次能源消费36.2亿吨标准煤,消耗了世界能源的2 0%(消耗了世界一半的煤炭)。单位G DP能耗是世界平均水平的2.5倍,美国的3.3倍,日本的7倍,高于巴西、墨西哥等发展中国家。中国1吨标准煤的能源消耗只创造1.4万元GDP,而全球平均水平是1吨标准煤的2.5万元GDP消耗,美国的水平是31.0万元GDP,日本是5万元GDP。为了解决当前的问题,发展区域能源势在必行。
第四,中国发展区域能源的意义和必要性
1.区域能源可以控制能源消耗的过快增长,降低能源消耗。
区域能源可以实现各种能源的科学、合理、综合、集成应用,在需求侧——应用侧实现品位对应、温度对应、梯级利用、多能互补,可以使各种能源各得其所,发挥特长,降低总能耗、单位产品能耗、单位GDP能耗。
2.区域能源可以提高能源效率。
能源革命的目标是提高能源利用效率,科学合理利用区域能源,实现能源的对应、对口、梯级和综合利用,多阶段利用一次能源,综合集成利用各种能源,“吃光、挤出”能源,用最少的能源完成更多的工作。中国的能源利用率将从36%逐步提高到50% → 72% → 90%。
3.区域能源可以推动能源消费革命。
区域能源可以促进能源模式的改变,在合理适宜的地方使用能源。比如把加热温度从95℃降低到75℃→60℃→50℃;供热不需要1000℃的一次性燃烧能量。利用吸收式热泵将工业余热和废热从20 ~ 40℃提高到50 ~ 60℃以满足供热需要。
4.区域能源可以推动能源供应革命。
区域能源可以促使用户选择利用效率高的能源形式。不同的行业需要不同种类的能源,比如工业冶炼、铸造、压制必须使用高温能源,服务纺织行业洗染可以使用低品位低温余热、废热。30 ~ 40℃热水用于住宅采暖和地板辐射;空气加热器和风机盘管采用50 ~ 55℃的热水;散热器用75 ~ 55℃热水;区域能源为用户提供了多种选择。
5.区域能源推进天然气梯级综合利用实现“三联供”
天然气是一种高效、清洁的化石能源,是人类社会下一代的主要能源。但现在人们一次全部烧掉,不仅能效低(只有40%左右),排放污染也高。为了实现天然气的综合梯级利用,世界各国都在大力发展天然气分布式能源。利用高品位天然气发电产生高品位二次能源;再利用天然气发电的余热——低品位,为各种行业和建筑提供能源。实现汽、热、电“三联供”,天然气梯级利用能效可达90%以上。区域能源为天然气分布式能源提供了广阔的空间。它既可以单独形成一个独立的能源系统,也可以与其他形式的能源整合成一个综合高效的能源系统。
6.区域能源可以大力开发利用可再生能源。
一次性使用或不使用化石能源,燃烧或不燃烧可燃物质获取能源,是节能减排的目标。可再生能源的利用为太阳能直接转化为电能或热能提供了可能;风能可以转化为热能;地热能可以转换成电能或热能等等。然而,从可再生能源转化而来的能源大多是低品位、不连续和不稳定的。人类在使用可再生能源时要考虑辅助措施或辅助能源。区域能源为区域内可再生能源的利用提供了这种可能性和保障。
7、区域能源可以大力开发和利用各种低品位能源。
余热、废热、浅层地热能等低品位热能的量是人类社会消耗有效能量的许多倍,但目前利用率很低,是一种极大的浪费。在地区能源消耗中,低品位能源,尤其是建筑能源的需求量最大。因此,低品位能源可以很好地用于区域能源,挖掘出的各种低品位热能可以用于区域能源。
动词 (verb的缩写)发展区域能源需求的条件
1.区域能源需要现代市场经济体制。
能源是一种商品,可以在市场上自由交易,但目前在我国还不能完全做到,因为我们整个国家的市场经济体制还不够完善,还带有计划经济的一些特点。油、气、电、热还没有完全体现其商品属性,不能在市场上交易。区域能源要求建立平等合理的市场竞争体系。
2.区域能源需要能源管理机制的变革。
区域能源可以实现一个区域内各种能源管理系统的协调和集成,形成一个有机的管理体系。同时也要求在更大范围甚至全国范围内建立和完善适合中国特点的能源管理体制和机制。
3.区域能源推动能源价格革命。
区域能源是多品种、多品位能源在一个地区的应用,所以各种能源都应该有一个合理的价格,应该根据质量、市场价、市场来定价。目前,中国还没有建立这样的能源价格定价机制。水、煤、气、电、热如何定价?需要平衡各方利益,从长远角度推动能源价格革命。
4、区域能源要求完善能源法律法规。
能源的规划、建设、运营、管理和服务应当受到法律法规的指导和约束。过去,我们只有关于供电、供热和供气的行业性、区域性和街区性法规和规范,而缺乏全局性、综合性的能源法律法规和适用于区域能源的相关法律法规。只有完善区域能源的法律法规,才能真正促进节能减排,实现高能效。
5.区域能源要学习引进国际能源的新观念、新思想、新概念。
世界上区域能源的发展已有一百多年的历史,有许多思想和理念值得学习和应用。比如城市能效、区域能效、行业能效、系统能效等等;再比如品位匹配、温度匹配、梯级利用等。加强区域能源的国际合作,首先要学习和理解先进的理念、概念和观念。
6.区域能源促进国际能源合作。
区域能源和国际合作需要借鉴国际先进的能源技术、能源生产技术、转换技术、应用技术、运营管理技术和运营服务技术。如果我们想要实现能源革命,我们必须掌握先进的技术,改进我们的技术,改变现有技术的寿命,包括软件和硬件。国际合作离不开人才的交流和培养。完善我国能源行业的人才培养体系,编写系统统一的教材,特别是加强经营管理人才的培养,派人出去参与一些国际能源企业的经营管理。
7.区域能源需要国际水平的能源设备。
区域能源可以提高能源效率,实现能源的综合集成利用。各种能源要用尽,各种利用技术和设备要高效低排放。将高品位、高温的能源转化为低品位、低温的能源相对容易,但要将大量的低品位、低温的能源转化为我们需要的能源,就需要新的技术和设备。因此,必须有世界一流的能源生产、使用和转换设备,并拥有自主知识产权。区域能源推动能源设备生产和利用的革命。例如:燃气轮机、制冷机、余热回收等方面的设备。、收集井等能量收集中的系统设备。
不及物动词区域能源的发展与展望
在2015年6月29日生态文明贵阳国际论坛2015年会上,联合国环境规划署发布了《城市区域能源:充分激发能效与新能源潜力》报告中文版。这份报告选取了包括中国鞍山在内的全球45个区域能源利用示范城市,为全球城市的能源利用和改造提供了参考。在主题论坛中,联合国环境规划署技术、工业和经济司司长里贾纳表示,目前,一半的城市能源用于供暖和制冷,一个现代化的区域能源系统将是降低能源需求的关键。报告选取了区域能源利用最成功的45个城市,得出了区域能源利用的最佳做法。这些经验告诉我们,区域能源是一个非常好的尝试,可以为全世界有兴趣尝试区域能源利用的城市提供一个范例。
区域能源为能源与互联网的结合提供了广阔的前景,多种能源同时供应多个用户的多种需求成为可能。没有信息的支持,在一个地区是不可能实现这一功能的。当能源已经危及到生存和发展,能源革命的号角已经吹响,我们应该利用互联网技术改造能源,开启能源革命。