欢迎您访问国际能源网!
客服热线:400-8256-198 | 会员服务 | 广告服务 |

国际电力网

电力行业专业的门户网站
您当前的位置: 电力网 » 行业要闻 » 电力观察 » 综合观察 » 正文

综合能源服务,不一定以电为核心

国际电力网  来源:电力市场那些事儿  作者:郎木晨烟  日期:2019-04-24
  热力学定律中,最难理解的当属第二定律,该定律有若干种表述方式,每种表述方式都很晦涩,学的时候就没有真正搞懂过。
 
  几年前,当我的工作转到综合能源服务方向时,正赶上国家能源局出台多能互补/集成优化的指导意见,并公示了23个示范项目名单。或许是毕业后一直在做电力自动化设备相关的技术工作,对能源的梯级利用、品质等概念颇为不解,很是困惑。
 
  之后,跟踪了几个CCHP项目,接触了比热容、潜热、焓等热力学概念并学会了计算燃气轮机输出蒸汽的计算方法(感谢南自维美德的小何同志),对能源/能量才算是有了深入的认识。后来看到显热储热和相变储热介绍时,我微微一笑、欣然领会,。
 
  原来“不可理喻”的热力学第二定律也变得生动起来:热力学第一定律指出了过程中能量必须守恒,热力学第二定律指出并不是满足能量守恒的所有过程都能实现。引申下,地球的能源品质在下降,可利用的能源逐渐衰竭。所以,我们必须提高能源的利用效率,积极发展可再生能源
 
  同时,项目跟踪过程中,充分理解了负荷(热、电)对分布式项目成败的决定性作用,同时对电改的迫切性有了切身的体会。
 
  现如今,综合能源服务是热点,关注度很高。大家一致认为从用户需求入手、深入了解负荷特点、因地制宜开展工作是做成、做好项目的前提,但在很多介绍材料中,经常会出现以电为核心、以智能电网为核心等观点。尽管在电力自动化厂家工作将近二十年,本人觉得这并不符合综合能源服务的思想,原因如下:
 
  1.综合能源服务项目的建设原则是因地制宜、按需定制,一开始就扣上以电为核心的帽子,相当于自缚手脚,不利于项目开展。
 
  2. 一次能源气、风、光,二次能源冷、热、电,各种能源形式各具特色,在多姿多彩的用户需求面前,合适是最重要的,没有核心、非核心之分。
 
  电的品质高、标准化固然是其优点,但也带来了柔性不够(供需平衡要求高)、难以存储的不足。相对而言,热能的品质差别很大但灵活性好,高品好质的可以发电,中上品质的可以提供工业蒸汽,中下品质的可以制冷/热,最不济的提供生活热水。同时,热能适合存储、具有较好的惯性,具有实现多能实时互补、互济的先天优势。与电配合时,可以提升电的灵活性。
 
  在园区或楼宇场合,在大电网的支撑下,围绕着热进行能源系统规划和设计,项目的可行性相对比较高。
 
  天然气也是如此,虽然是一次能源,但通过CCHP、PTG、FC等技术,与冷、热、电、氢等能源灵活转换。相比热能,又具有远距离传输的优势。
 
  3.电力不是一次能源,大部分情况下也不是终端能源。目前在中国,终端能源当中电力的占比只有25%左右[1]。既然要从用户侧入手,就得花大力气、深入分析用户的实际负荷。
 
  虽然电能替代可以提高能源利用效率,但在很多过程工业领域,压缩机而不是电动机是动力设备,蒸汽而不是电力是主要动力来源,比如建材、冶金、造纸、化工、食品、药品等行业,热电比都超过了3[2]。
 
  国网能源研究院发布的《中国能源电力发展展望2018》显示,随着工业、建筑、交通等各部门的电气化、自动化、智能化发展,清洁电力供应的优势将逐步显现,电能在终端用能结构中占比持续提升,2035年提高至32%-38%,2050年有望增至47%左右。就是说,即使到了2050年,超过50%的终端能源仍然不是电
 
  4.开展综合能源服务的初衷之一是提高能源利用效率,这需要从能源的产生、传输、使用等多个角度开展工作。片面的强调以电为核心,难免会忽视其他专业的重要性,不利于能源效率的提升。
 
  举个例子,北方冬天取暖,不能散烧煤了,要么煤改气、要么煤改电,后者就是现在提的电能替代的一种形式。相比电锅炉,热泵的能效指数要高得多,更符合电能替代的要求。热泵工作过程中,电虽然出力,但并不产生热,只是热的搬运工(和农夫山泉的广告词好像,)。热泵的设计、性能提升更加依赖于热能工程、工程热物理、暖通等专业,而不是电气专业。
 
  火电厂中也有类似的情况,从亚临界到超临界到超超临界机组,对发电效率提升起决定性作用的是锅炉、汽机,而不是发电机。
 
  5. 从服务角度来说,与电相比,其他能源形式的服务工作多多少少存在一定的差距,比如量测数据、设备运维、效率监视等。因此,提升综合能源服务质量,或许其他能源更为迫切。
 
  本人不提倡以电为核心的口号,并不反对以电核心的综合能源项目,有的项目就得以电为核心。电是高品质能源,标准化程度高(电压、频率),适合远距离传输且损耗小,因此较大区域范围的综合能源项目就可以电为核心。再比如,以风电、光伏等可再生能源发电为主的项目,为了有效的抑制电源的间歇性、实现与大电网友好互动以实现最大程度消纳可再生能源的目的,也要将以电为核心的理念贯穿于各个环节。
 
  最近,国内电力系统三位大咖李立浧院士、郭剑波院士、饶宏院长共同主编了一本书《智能电网与能源网融合技术》。在第二章“智能电网和智能能源网融合”,提到了三种模式,分别是“智能电网2.0”,“互联能源网”,“互联网+能源网”。
 
  智能电网2.0模式下,电力行业主导,以电为核心,对应广域能源互联网。
 
  互联能源网模式下,智能电网与能源网同为平等主体,无须以何种能源网络为主导,“去中心化”,对应区域与用户级的智能能源网。书中第六章“区域与用户级智能能源网”由天津大学王成山、王丹和贾宏杰三位教授执笔,详细介绍了互联能源网模式。
 
  第三种模式使用互联网思维改造传统能源行业,形式多元化,物理层面的融合更多受到市场行为的支配。此时,物理网络运营商将扮演物流公司的角色,为能源供应、需求双方提供能源输送通道,并借助大数据、云计算等技术促进能源网安全、可靠、经济运行。
 
  [1]2018中国国际清洁能源科技推广周,中国工程院院士杜祥琬《能源转型支撑高质量发展》
 
  [2]唐学用等,《3种典型产业园区的综合能源需求》
国际能源网微信公众号二维码
 
搜索更多能源资讯