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以互聯(lián)網(wǎng)思維促進(jìn)分布式能源的發(fā)展——兼談中低溫太陽能分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展契機(jī)

   2014-06-20 天津大學(xué)趙力10930
核心提示:經(jīng)過長期發(fā)展,我國已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國,形成了較為完備的能源供給體系,但由于我國能源消費(fèi)總量巨大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合
經(jīng)過長期發(fā)展,我國已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國,形成了較為完備的能源供給體系,但由于我國能源消費(fèi)總量巨大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,導(dǎo)致我國的總體能源利用效率較低,能源需求、環(huán)境承載面臨較大壓力。因此,國務(wù)院總理李克強(qiáng)在《政府工作報(bào)告》中指出,我國要加大節(jié)能減排力度,控制能源消費(fèi)總量,提高非化石能源發(fā)電比重,發(fā)展智能電網(wǎng)和分布式能源,鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)能、太陽能等可再生能源。

作為應(yīng)對我國能源問題的重要技術(shù)手段,分布式能源系統(tǒng)具備新一代能源系統(tǒng)的顯著特征:燃料多元化;設(shè)備小型、微型化;模塊化;智能化控制和網(wǎng)絡(luò)化管理。分布式能源技術(shù)是一種高效的能源生產(chǎn)和利用方式,可以實(shí)現(xiàn)按需供能,為用戶提供冷、熱、電多種能源和優(yōu)質(zhì)能源服務(wù),代表了當(dāng)今世界能源技術(shù)的發(fā)展理念和潮流,是世界能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

近年來,我國分布式能源技術(shù)研究和應(yīng)用取得了一定進(jìn)展,已在國內(nèi)建設(shè)了了一批分布式熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)示范項(xiàng)目,國家和地方出臺了一些促進(jìn)分布式能源發(fā)展的支持政策。但應(yīng)該注意到當(dāng)前我國分布式能源技術(shù)發(fā)展仍存在一些重要的問題,例如,示范性項(xiàng)目和鼓勵(lì)政策主要集中在天然氣驅(qū)動分布式能源系統(tǒng)方向,而分布式可再生能源應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展則較為滯后;在系統(tǒng)供能輸出層面,研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)集中在智能電網(wǎng)方向,而對熱網(wǎng)、冷網(wǎng)的重視不夠。這些技術(shù)發(fā)展的傾向性客觀上限制了分布式能源技術(shù)的進(jìn)一步提升和推廣,使分布式能源技術(shù)的優(yōu)勢不能得到充分體現(xiàn)。如天然氣價(jià)格和電網(wǎng)并網(wǎng)已成為我國目前進(jìn)一步發(fā)展分布式能源技術(shù)所必須面對的重要問題。

筆者認(rèn)為,要進(jìn)一步促進(jìn)我國分布式能源的發(fā)展和推廣,就需要轉(zhuǎn)變思維方式,分布式能源系統(tǒng)不應(yīng)該僅僅是某一種能源的利用和轉(zhuǎn)化機(jī)組或方法,而應(yīng)該是綜合了供給、輸運(yùn)和消費(fèi)的一種能源利用體系。在這方面,互聯(lián)網(wǎng)思維的出現(xiàn)為我國分布式能源技術(shù)的發(fā)展提供了可供參考的新思路。與傳統(tǒng)的工業(yè)思維邏輯不同,互聯(lián)網(wǎng)思維強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)非線性整合與行業(yè)跨界;強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的效益規(guī)模而非規(guī)模效益;強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的扁平化與去中心化;強(qiáng)調(diào)終端用戶的體驗(yàn)。互聯(lián)網(wǎng)思維下的分布式能源系統(tǒng)發(fā)展思路,將從目前以能源生產(chǎn)為主導(dǎo)的思維模式轉(zhuǎn)變成面向用戶的全面提供能源解決方案的一種發(fā)展模式。

結(jié)合我國當(dāng)前的農(nóng)村城鎮(zhèn)化和城市智慧化建設(shè)進(jìn)程,分布式能源系統(tǒng)應(yīng)該立足于家庭、單位用戶,從用戶側(cè)出發(fā),大力發(fā)展小、微型系統(tǒng),構(gòu)建以其為核心的智能能源微網(wǎng)(電網(wǎng)、熱網(wǎng)、冷網(wǎng)、清潔水網(wǎng)),并在此基礎(chǔ)上逐步形成社區(qū)性或城鎮(zhèn)性的局域化智能供能網(wǎng)。同時(shí),在系統(tǒng)能源輸入側(cè),應(yīng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動能源的多元化和去中心化,綜合使用各種清潔能源和可再生能源形式,降低單一能源依靠率,從而提高分布式能源系統(tǒng)的可靠性、保證能源安全。在能源管理層面,將能源的生產(chǎn)、輸運(yùn)、消費(fèi)作為一個(gè)整體系統(tǒng)來考慮,通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息控制方法調(diào)控局域網(wǎng)內(nèi)各種一次能源的消耗、各種能效的產(chǎn)出與分配,從而在滿足用戶需求的前提下尋求區(qū)域內(nèi)用能效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化,到達(dá)提高局域網(wǎng)內(nèi)能源使用綜合效率的目的。

網(wǎng)絡(luò)化的分布式能源系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是可以最大程度還原和體現(xiàn)能源的商品屬性,同時(shí)能源的生產(chǎn)者、服務(wù)者和消費(fèi)者之間的界限將會消失,三者之間將會出現(xiàn)利益交融與角色互換,市場將在能源生產(chǎn)和消費(fèi)過程中起到關(guān)鍵作用。分布式能源系統(tǒng)用戶可以將滿足自身負(fù)荷需求之外的二次能源產(chǎn)品通過能源網(wǎng)絡(luò)出售,也可以購入自身產(chǎn)能不足的二次能源產(chǎn)品。在我國當(dāng)前一次能源(如天然氣、石油、可再生能源等)和二次能源價(jià)格(電能、熱能、冷能、水等)均存在較大差別的情況下,通過控制分布式能源機(jī)組一次能源的消費(fèi)種類和消費(fèi)量,控制二次能源的產(chǎn)出類型和產(chǎn)出量,用戶將能使自身的能源收益和經(jīng)濟(jì)收益最大化,這將極大地提高公眾和社會資本參與建設(shè)分布式能源系統(tǒng)的積極性。
互聯(lián)網(wǎng)思維推動下的分布式能源技術(shù)發(fā)展,可以形成新型多元化的能源供應(yīng)和消費(fèi)體系、促進(jìn)能源輸配網(wǎng)絡(luò)和儲備設(shè)施建設(shè),這將會對我國能源供給和消費(fèi)形式帶來巨大的變革,將會在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新等方面產(chǎn)生深刻的影響。

與此同時(shí),太陽能光熱利用技術(shù)特別是中低溫太陽能熱利用技術(shù)將會獲得難得的發(fā)展契機(jī):

首先,與天然氣、石油等其他驅(qū)動分布式能源系統(tǒng)的一次能源相比,太陽能是可再生能源,其獲取成本較低。隨著我國太陽能集熱器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其使用成本也在逐步降低,目前中低溫太陽能集熱成本已經(jīng)具有較強(qiáng)的競爭力;
其次,太陽能的分布廣泛,其地域分布差異要明顯小于其他一次能源,應(yīng)用過程中不存在輸運(yùn)成本,這對于其應(yīng)用于分布式能源系統(tǒng)是極大的優(yōu)勢;

第三,從分布式能源系統(tǒng)的輸出側(cè)分析,與使用較多的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)相同,目前中低溫太陽能分布式能源系統(tǒng)也可以同時(shí)提供電、熱、冷、水等全部二次能源產(chǎn)出形式,且相關(guān)技術(shù)研究均已比較深入,形成了較為完備的科研體系。這使其既可以獨(dú)立地為智能供能網(wǎng)供能,也可以與其他分布式能源機(jī)組耦合,形成互補(bǔ)系統(tǒng)。

綜合以上幾點(diǎn),中低溫太陽能分布式能源系統(tǒng)在成本和技術(shù)上的特點(diǎn)將會使其應(yīng)用于局域化智能供能網(wǎng)時(shí)具有極大的優(yōu)勢。
 
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