中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任陶光遠(yuǎn)：如何實(shí)現(xiàn)2060年碳中和？

 

德國(guó)是通過(guò)電力市場(chǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)調(diào)節(jié)機(jī)制激勵(lì)波動(dòng)風(fēng)光。 

中國(guó)的風(fēng)光電波動(dòng)調(diào)節(jié)權(quán)力集中在電網(wǎng)。在用戶端，電網(wǎng)通過(guò)電價(jià)機(jī)制（包括用戶側(cè)響應(yīng)）激勵(lì)風(fēng)光電的補(bǔ)償和消納，但力度和靈活性遠(yuǎn)低于德國(guó)的電力市場(chǎng)。在發(fā)電公司端，現(xiàn)在電網(wǎng)是通過(guò)調(diào)度的權(quán)限來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不是通過(guò)價(jià)格機(jī)制，因此各個(gè)發(fā)電公司及利益相關(guān)方向電網(wǎng)施加壓力，要求多發(fā)電。電網(wǎng)難于按宏觀經(jīng)濟(jì)規(guī)律調(diào)節(jié)。 

下面介紹德國(guó)城市智慧能源園區(qū)的成功示范——德國(guó)歐瑞府（EUREF）能源科技園： 

- 位于德國(guó)首都柏林的歐瑞府（EUREF）科技園是一個(gè)碳中和園區(qū)，其中超過(guò)一半的二氧化碳減排是通過(guò)提高建筑能效；其余不到50%的二氧化碳減排是通過(guò)使用可再生能源，其中70%左右的能源是波動(dòng)的風(fēng)光電，30%左右是沼氣熱電聯(lián)供。 

- 基于建筑能效提高，電轉(zhuǎn)熱/冷并用建筑物和儲(chǔ)熱/冷罐存儲(chǔ)，電動(dòng)汽車參與波動(dòng)風(fēng)光電消納，退役電動(dòng)汽車動(dòng)力電池儲(chǔ)能電站和沼氣熱電聯(lián)供的微型綜合智慧能源網(wǎng)。 

- 這個(gè)碳中和園區(qū)是2008年是時(shí)任德國(guó)能源署的署長(zhǎng)科勒先生領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。2014年實(shí)現(xiàn)了2050年德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)。即：2050年的德國(guó)能源世界，您今天見(jiàn)得到。 

- 這個(gè)項(xiàng)目是可持續(xù)碳中和項(xiàng)目，可持續(xù)的含義是沒(méi)有要國(guó)家一分錢的額外補(bǔ)貼，因此有推廣價(jià)值。 

歐瑞府這樣的綜合使用智慧能源方法的碳中和園區(qū)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)碳中和的重要模式。 

下面我們看一下另一個(gè)重要的用能領(lǐng)域——工商業(yè)領(lǐng)域。這張圖中，描述出了德國(guó)在工業(yè)界二氧化碳減排中的關(guān)注要點(diǎn)： 

- 電機(jī)能效的提高。電機(jī)的能耗占工業(yè)領(lǐng)域能耗的50%以上（不包括電熱裝置）。主要的電動(dòng)機(jī)械是四大機(jī)械：水泵，風(fēng)機(jī)，空氣壓縮機(jī)，制冷壓縮機(jī)。

- 余熱利用。目標(biāo)：余熱的利用達(dá)到50%以上。余熱利用的場(chǎng)合： 

- 本工藝； 

- 本企業(yè)； 

- 外部。例 1：漢堡的銅冶煉工廠將余熱輸入到城市熱力網(wǎng)中。例 2：建議在新邢鋼附近建立一個(gè)利用邢鋼余熱的工業(yè)園，入園企業(yè)如：利用廢紙箱作為原料的造紙/紙板廠。 

- 生產(chǎn)工藝要適應(yīng)使用廉價(jià)的波動(dòng)的風(fēng)光電——自工業(yè)革命以來(lái)從未有過(guò)如此廉價(jià)的能源。 

工商業(yè)節(jié)能的重點(diǎn)之一——電動(dòng)機(jī)械節(jié)能。電動(dòng)機(jī)械電耗占工商業(yè)領(lǐng)域的總電耗的約70%。而水泵、風(fēng)機(jī)、制冷壓縮機(jī)和空氣壓縮機(jī)這四大電動(dòng)機(jī)械的電力消耗又占電動(dòng)機(jī)械電力消耗超過(guò)總電耗的約70%。因此，四大電動(dòng)機(jī)械的電能消耗占整個(gè)工商領(lǐng)域用電的50%，于是其節(jié)能/能效提高就是工業(yè)節(jié)能的重中之重。 

四大電動(dòng)機(jī)械的節(jié)能內(nèi)容很豐富，時(shí)間關(guān)系，我們下面只介紹幾個(gè)主要方法： 

使用電——機(jī)轉(zhuǎn)換效率更高的電動(dòng)機(jī)： 

-對(duì)于那些運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在整個(gè)生命周期中，用電的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于購(gòu)買電動(dòng)機(jī)的成本，因此要特別注意電動(dòng)機(jī)的效率。電機(jī)效率的差別最大可達(dá)10%左右。在整個(gè)電動(dòng)機(jī)的生命周期中，電動(dòng)機(jī)效率造成的電力費(fèi)用支出差別，可能幾倍與采購(gòu)電動(dòng)機(jī)的成本。所以要采購(gòu)電-機(jī)轉(zhuǎn)換效率盡可能高的電動(dòng)機(jī)。 

關(guān)鍵設(shè)備——水泵節(jié)能的方法： 

-在一個(gè)封閉的水系統(tǒng)中（采暖循環(huán)水、循環(huán)冷卻水，空調(diào)冷凍水），流速與能耗的關(guān)系是3次方的關(guān)系，流速降低1/2，則能耗降低約7/8。所以在水的需求量下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整流量（例如通過(guò)變頻器）。動(dòng)力傳動(dòng)裝置（如減速齒輪箱）的能耗很可觀。使用用磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，可節(jié)省動(dòng)力傳動(dòng)裝置的能耗。因此盡量用調(diào)節(jié)水泵的調(diào)速來(lái)調(diào)控流量，盡量減少調(diào)節(jié)閥門的使用，讓水的流動(dòng)流暢。 

壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的方法： 

-減少漏氣，利用余熱。這兩項(xiàng)領(lǐng)域的節(jié)能潛力平均可達(dá)壓縮空氣用能的50%左右。 

-其它的節(jié)能手段：減少空載，合適的功率匹配，水的排除，暢通的管道，合適的壓力，減少壓降損失，合適的干燥方法，防止壓縮空氣的誤用。 

余熱的回收利用有下述的幾個(gè)重點(diǎn)： 

- 冶金工業(yè)的余熱； 

- 噴漆車間的烤漆間余熱； 

- 車間排風(fēng)的余熱； - 制冷的余熱； 

- IT中心的余熱。 

低溫余熱可作為熱泵的熱源，用熱泵升溫。全年供熱水，冬季供暖。德國(guó)的計(jì)劃，余熱回收利用率要達(dá)到50%左右。

中國(guó)北方工商業(yè)的余熱量，超過(guò)中國(guó)北方冬季供暖的能量需求。因此用工商業(yè)余熱供暖，是中國(guó)工商業(yè)余熱的一大應(yīng)用領(lǐng)域。這樣，既能消除中國(guó)北方冬季燃煤采暖排放的大氣污染物，又能減少燃煤產(chǎn)生的二氧化碳，還能降低采暖成本，可謂一舉三得。 

未來(lái)交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳中和方法：

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，估計(jì)在2030年左右，超過(guò)一半的新造汽車是車蓄電池和燃料電池電動(dòng)汽車。蓄電池電動(dòng)汽車的能源效率高、能量轉(zhuǎn)換成本低，但蓄電池的能量密度低，將成為短途輕載汽車中的主流技術(shù)；而氫能的能量密度高，因此未來(lái)將成為長(zhǎng)途重載汽車中的主流技術(shù)；在長(zhǎng)途輕載和短途重載領(lǐng)域，這兩種技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)很激烈。  內(nèi)-容-來(lái)-自；中_國(guó)_碳_0排放￥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om