我國社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展,對能源的需求也在迅猛增長。在本世紀(jì)中葉,我國要達到中等發(fā)達國家的經(jīng)濟水平,實現(xiàn)人均GDP壹萬美元。如果按照已實現(xiàn)工業(yè)化國家達到人均GDP壹萬美元時的最低人均能耗4噸標(biāo)煤(日本在八十年代初達到時的人均能耗為4.25噸標(biāo)煤,韓國在九十年代后期達到時的人均能耗為4.10噸標(biāo)煤)計算,屆時我國的總能耗為60億噸標(biāo)煤(按15億人口計)。這一數(shù)字是傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式無論如何也無法達到的。因此,必須將對化石燃料的消耗量大幅度地減下來。試想,如果人均能耗從4噸標(biāo)煤降為3噸標(biāo)煤;那么,全國的總能耗就只需45億噸標(biāo)煤,而這是經(jīng)過努力,可以實現(xiàn)的。同時,考慮到由于以煤炭為主要一次能源,直接燃用煤炭造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,減排治污成為當(dāng)務(wù)之急。因此,面臨著能源和環(huán)境雙重重大的壓力,制定正確的能源戰(zhàn)略十分重要。
從上面的分析我們不難看出,為了確保本世紀(jì)中葉我國能源的供應(yīng),必須把化石能源的人均能耗降下來,達到3噸標(biāo)煤左右。這也是保護生態(tài)環(huán)境提出的要求。因此,必須大力倡導(dǎo)科學(xué)用能。因為,簡單的“節(jié)能”只能達到4噸標(biāo)煤的水平,只有“科學(xué)用能”才能進一步降低能耗,達到3噸標(biāo)煤左右的水平。
由此可見,節(jié)能和科學(xué)用能是我國能源戰(zhàn)略的核心,是指導(dǎo)思想,是能源戰(zhàn)略中的“本”。這與節(jié)約型社會的要求也是一致的。
二、科學(xué)用能的內(nèi)涵與主戰(zhàn)場
科學(xué)用能研究用能系統(tǒng)的合理配置和用能過程中物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律以及它們的應(yīng)用,以提高能源利用率和減少污染,最終減少能源的消耗。
不難看出,科學(xué)用能既要從系統(tǒng)科學(xué)角度,研究科學(xué)用能;又要對用能的全過程和各個環(huán)節(jié)進行分析、研究,綜合得出結(jié)論;并且在工程中加以實現(xiàn)和改進、完善。最后,它還包括用能的科學(xué)管理。
由此也可以得出科學(xué)用能的三重涵義:減少能源消耗(節(jié)能),提高能源利用效率和降低環(huán)境污染。顯然,科學(xué)用能有更為廣泛而深刻的內(nèi)涵,也可以認(rèn)為是節(jié)能發(fā)展的一個新階段。
當(dāng)前,對我國科學(xué)用能的主戰(zhàn)場是高耗能行業(yè)和各行各業(yè)中共性的科技問題。對高耗能行業(yè)而言,產(chǎn)品革新、流程改進和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級都有利于節(jié)能和科學(xué)用能,特別是新技術(shù)的采用具有重要意義;對共性的科技問題,一方面是進一步將“梯級利用”的原理推廣到化學(xué)能的釋放,另一方面是將這一原理廣泛地推廣應(yīng)用于節(jié)能的實踐中。無論從這兩個方面的哪一個來講,分布式能源系統(tǒng)都是科學(xué)用能的一個典范。
三、分布式能源系統(tǒng)
分布式能源系統(tǒng)是建在用戶附近的一種能源系統(tǒng)。通常,它將發(fā)電后氣體的余熱用來制冷和供熱。由于實現(xiàn)了梯級利用的原理,這種能源系統(tǒng)有較高的能源利用率,同時也減少了對環(huán)境的污染。由于建在用戶附近,它無需建變電設(shè)備和大的地下管網(wǎng),有很好的經(jīng)濟性,同時也提高了用電的安全性。
對分布式能源系統(tǒng)而言,其關(guān)鍵技術(shù)是小型動力裝置、新型制冷方法和系統(tǒng)的集成。正是由于近年來小型動力裝置性能的大幅度提高,才使分布式能源系統(tǒng)有比分產(chǎn)系統(tǒng)更高的能源利用率和更好的經(jīng)濟效益,才能在節(jié)能和科學(xué)用能中發(fā)揮日益重要的作用。
應(yīng)當(dāng)指出,對不同負(fù)荷特點的用戶,制定“個性化”的方案非常重要。在這里,核心的問題是充分用好中低溫余熱,盡可能發(fā)揮環(huán)境能源和熱泵的作用,使方案的節(jié)能效果最佳、經(jīng)濟效益最好。新的制冷和除濕方法的研究,也將提高分布式能源系統(tǒng)的節(jié)能率。
四、分布式能源系統(tǒng)在我國的發(fā)展
近年來,分布式能源系統(tǒng)在我國有了較大的發(fā)展。這可以從這方面科技、應(yīng)用和政策法規(guī)等方面的進展,清楚地看到。
在科技研發(fā)方面,為了發(fā)展分布式能源系統(tǒng),在科技部863計劃的支持下,“十五”計劃后期開始,開展了100kW微型燃?xì)廨啓C的研制。目前研發(fā)工作仍在繼續(xù)中,有望在“十一五”期間實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。與此同時,科技部正在部署新的MW級小燃?xì)廨啓C的研制,將在近期啟動。一些與之配套的新制冷方法和系統(tǒng)集成技術(shù)也在開展研究。
分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用在我國一些地方有了一些進展,特別是在上海、北京、廣東、四川等地都建成了一批有代表新的項目,對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和節(jié)能產(chǎn)生了很好的影響。但是,應(yīng)當(dāng)看到,這些項目由于建設(shè)時間不同,對分布式能源系統(tǒng)的理解不同,節(jié)能的效果差別是很大的。因此,為進一步推動其健康的發(fā)展,有必要建設(shè)一些按照科學(xué)原理精心設(shè)計、細(xì)致施工的示范項目,以實際例子來證明其節(jié)能指標(biāo)先進、經(jīng)濟效益好等優(yōu)越性。為此,科技部在今年的863項目中列入了南、北方兩個示范項目,這將對分布式能源系統(tǒng)的推廣產(chǎn)生重要的影響。而且,可以預(yù)期,隨著對分布式能源系統(tǒng)認(rèn)識的不斷提高,在國家層次和省市層次的科技與產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃中它將受到更大的重視。
除科技和產(chǎn)業(yè)外,在制定發(fā)展分布式能源系統(tǒng)和熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)惠政策的同時,各地還發(fā)布了一些規(guī)程和規(guī)定,并編制了技術(shù)要點等相關(guān)文件。盡管這些政策、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范還不夠系統(tǒng)、全面和深入,可能有部分內(nèi)容還有不正確的地方,但它們?nèi)圆皇榉植际侥茉聪到y(tǒng)的相關(guān)文件制定的基礎(chǔ),而這是今后進一步發(fā)展所必需的。
五、幾點建議
近年來,在發(fā)展分布式能源系統(tǒng)的過程中也遇到了不少困難和阻力,包括行業(yè)利益、對科學(xué)原理的不理解、政策法規(guī)不配套、缺少相應(yīng)規(guī)范等。因此,必須加強對分布式能源系統(tǒng)的宣傳,讓更多的人認(rèn)識到其優(yōu)點,認(rèn)識到發(fā)展分布式能源系統(tǒng)是科學(xué)的選擇,是發(fā)展的必然趨勢。在此基礎(chǔ)上,制定更完善的政策、法規(guī)和技術(shù)規(guī)程。我相信,隨著國家對節(jié)能減排的日益重視,隨著對分布式能源系統(tǒng)認(rèn)識的不斷提高,上述問題一定會逐步得到解決。
為促進分布式能源系統(tǒng)又好又快發(fā)展,在現(xiàn)階段國家有必要制定相應(yīng)的中長期發(fā)展規(guī)劃;規(guī)劃應(yīng)既有分布式能源系統(tǒng)本身的,也包括其設(shè)備生產(chǎn)的和科技方面的。這三個方面的規(guī)劃是互相配合、密不可分的整體,是實現(xiàn)發(fā)展分布式能源系統(tǒng)目標(biāo)的保證。
由于用途的多樣性,應(yīng)當(dāng)發(fā)展多種形式和用途的分布式能源系統(tǒng)。近年來,生態(tài)工業(yè)將在我國有巨大的發(fā)展,應(yīng)當(dāng)抓住這一機遇,建立與生態(tài)工業(yè)有機結(jié)合的分布式能源系統(tǒng),既可為生態(tài)工業(yè)提供能源供應(yīng),還可能實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用,節(jié)約資源和能源,減少環(huán)境污染。同時,注意公用建筑和居民小區(qū)的分布式能源系統(tǒng)建設(shè),既可提高能源利用率、減少污染排放,又對解決我國夏季由于大量使用空調(diào)引起的電力供應(yīng)高峰有很大意義。
除燃用天然氣外,也應(yīng)注意使用其他的可燃?xì)怏w,以擴大分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,使之發(fā)揮更大的作用。這方面還有一些研究和應(yīng)用工作要做,應(yīng)當(dāng)給予支持。
與可再生能源利用相結(jié)合,是分布式能源系統(tǒng)發(fā)展另一個值得注意的方向,這既可降低可再生能源利用的難度,擴大其應(yīng)用范圍,也使分布式能源系統(tǒng)有更大的用武之地。
對分布式能源系統(tǒng),還應(yīng)進一步開展理論方面的研究,探討其基礎(chǔ)性、共性的科學(xué)問題和技術(shù)手段,尤其是各種不同系統(tǒng)的集成和關(guān)鍵技術(shù)(動力裝置和制冷方式)的研究,對推進分布式能源系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展意義深遠(yuǎn)。