孙宪鹏：分布式清洁能源中心在分散式供暖中的应用

编者按：2020年9月17～18日，以“塑造新模式•激活新动能”为主题的“第十六届中国分布式能源国际论坛暨2020综合能源展览会”在山东济南召开，本次论坛由中国能源网主办，中国能源研究会分布式能源专业委员会、水发能源集团有限公司联合主办。会上，山东省能源研究会副秘书长孙宪鹏发表了《分布式清洁能源中心在分散式供暖中的应用》的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

李景明：最后一个发言者我们邀请了山东省能源研究会副秘书长孙宪鹏先生，他的发言题目是《分布式清洁能源中心在分散式供暖中的应用》，有请。

孙宪鹏：我是代表山东省能源研究会作一个我们的报告。

提起这个分散式，因为现在我们山东2018到2028年能源规划，采用的是集中式供暖，随着我们城镇化建设的不断加深，农村的社区合并，带来了很多分散式的建筑，这些建筑的功能，如果想采用集中供暖，我们已经在现在的状态下，得到了一定的限制，怎么在分散式建筑中满足供暖，我主要是在多能互补清洁能源这方面作一下报告。

当前在整个国家的能源体制改革和节能环保，蓝天保卫战的前提下，我们做多能互补能源中心的建设是非常有必要的，这是我们山东省的能源导向，四大重点任务和四大重点提升，主要是针对能源，我省想构建安全的能源体系，第一是环境保护，第二解决民生，第三是能源优化，提高可再生能源的比例，发展低碳能源。

上面很多领导和专家对我们的地热、空气能、综合能源都进行了详细的说明、介绍，我会在单一型清洁能源的问题进行很简单的说明。能源是不恒定的能源，如果让它达到末端终端的连续性、稳定性，单一能源会存在着弊端，把我们的一次性能源包括清洁能源和可再生能源，进行优化、组合，既能降低我们整个系统的融资，同时还能满足我们末端的民生需求。作为浅层地热，刚才好几个领导、专家讲了。我在2017年中国建设部有一批示范项目，对建筑采用地源热泵供暖每平方米是25元的补贴，山东省应该是有五个示范项目采用地热供暖的项目，经过两三年运行以后，没能及时修复，所以热能的效率急剧下降，后来满足不了民生需求，第二个增加了热能的能耗。作为浅层地热，需要的面积大，地下的温度差能及时地修复，施工比较复杂，投入高，采暖季设备投资的闲置，作为深层地热，限制地下水的开采，要求只取热不取水，小温差供暖。我们从地下出来的深井热水60度左右，40度的水是没法进行直接使用的，第一必须认定能源的负荷。空气源热泵供暖，机组运行工况是不稳定的，也是随着每天的环境温度而发生COP大的变化，在最冷的时候、恰恰是最需要热量的时候，也是环境温度最低的时候，制热量随着环境温度的变化比较大。

从去年前年开始，太阳能供暖也已经成为我们国家北方区和山东区供暖的模式，山东省在5000平米以上采用太阳能采暖，采用的反季节使用，最需要热量的时候，恰恰是能量密度最低的时候，这样就造成了整个设备的闲置，春夏秋在阳光很好的时候造成了设备的闲置。再一个是集中供暖，存在的问题不是关键的问题，也是在现在能源优化利用上考虑到的一点，现在我们的集中供暖主要也是采用的小温差供暖，从热力厂出到70～80度的水，输送到末端。如果能把这种能量尽最大可能提升，这样减少水泵的流量，同时减少整个低温水和土壤之间的热量转化，这样是能源最有效的利用，我觉得有那样做的，进行二级提升，但是从总体上来说，现在还是比较少的。

单一能源存在着不同的问题，无论是投资还是系统的使用，还是将来的运营，还是将来末端的感受，我们现在要实行能源的延伸和优化，来改变这种模式，能源的优化由化石原料能源向清洁能源优化，由不可再生能源向可再生能源优化，单能源供求方式向多能互补能源供暖延伸，由集中供暖方式向分散式供暖方式延伸。由现场管理模式向远程在线监控管理优化，由粗犷管理向精细化、智能化管理优化。

刚才好多领导和专家已经说到多能互补，对于多能互补的概念其实很简单，整合区域内一次性能源、清洁能源，实现多种能源协调规划、协同管理化运行、互补互济，在满足用能中促进可持续发展。

多能互补的清洁能源，我这里面基本没有参与化石原料，主要是三部分清洁能源，就在我们身边，并且是无偿的资源，量比较大的一个。第一类是太空能源，就是我们天上的太阳和我们每天呼吸的空气，通过我们热泵的提升，可以进行转化。第二类是生物质能，植物秸秆、动物粪便等，最后是地热能。

这里主要讲几个形式，一个是水热型的地热+二级地热复合能源中心。实际是做了一个小温差的热量需求，如果能把这种热量有效地利用，采用热泵系统解决二次提升，当然热泵现在很多，热泵在热力学来说是比较常见的设备，这些提升了一个能效，可以把我们的小温差转化到大温差，可以降低地热井的建设投资，也能降低我们系统的运营费用。

第二个浅层地热+太阳能光热复合能源中心。

就怕只供暖不供冷，那样的话能效就很低了，这样也会降低整个系统的投资。

再一个是空气源热泵+太阳能光热复合能源中心优势，作为冬天长期蒸发所提供的热能，提高太阳能集热效率，太阳能集热系统运行温度。

还有一个是我们现在提得比较多的，热泵+太阳能光伏系统，所产生的电能是高频的能源，这种能源在我们生活中无处不在，它的电1毛钱左右，在这种情况下，如果说能把光伏作为我们所有用电设备电能的话，从而能降低我们设备很大的运营费用。

我在长清做了一个农村振兴服务队的项目，准备用空气能采暖，最后采用的是光伏供暖，光伏通过直流电直接供暖，当时我和队长说，你做任何的这种清洁能源或者任何的煤改电，都是在投了钱以后等于买了一个烧钱的设备，但是这个设备只要开就是烧钱，这样光伏取暖有收益，只有它有回收期，其他的没有。在长清六个村采暖采用的是光伏+直流的供暖。

再一个是热力管网+二级热能够提升符合能源中心优势。

降低了大型供热水泵的功率，有效分配热量，要想采用比较好的热泵，达到7、达到8，甚至达到10的热泵都是可以的。

生物质方面，其实我把生物质看得很简单，它就是一个可再生的、一种可持续的农村的废弃物料，过去老百姓要烧，政府为了保护环境不让烧了，他就还地，如果能把低廉的能源，没有成本的，种田过程中也没有成本，把资源利用好，资源的利用、资源的转化，将来发电可能是根据我们国家的政策，或者把它作为社会附加值，可能也是需要这种大量的投资，这样的话，它的投资可能很少。

多能互补能源中心有很多种，这里有民用住宅、公共建筑、工业用能，不同的社区可以采用不同的能源组合来解决他的热、电。

这个是多能互补能源中心投资效益分析。

现在从我们最高频率的铺垫到我们大型的地下的供热，它的不同能源供热成本、单位、单价是不同的，针对不同的季节、不同的环境、不同的使用场所，将来这种能源、这种资源会最有效地利用，会发挥最大的效率，满足我们能源的结构。

浅层地热+太阳能光热复合能源，把春夏秋太阳的热量，储存到我们的地下，其实我们的地下就是大的储存系统，到了冬天我再慢慢提取，一个直接参与我们的供暖，另一个提取出来，这个是太阳能加储能，加二级提升的系统来满足。这样正常单一来看，做复合热泵你的投资和单一的热泵相比贵不了多少。

再一个是投资，还有是空气源热泵+太阳能光热复合能源中心投资分析，这样提高了我们COP，太阳能是工作最佳的状态，冬天阳光不好，出热风，温度低。这是一栋4800平米的一个算法。这是运行费用，如果运行费用按我们山东测算，取1.1的比值，按照建筑面积采暖的费用是10块07毛，也是比较低的。热水采暖器还可以为我们提供热水，再一个热泵+太阳能光伏复合能源中心投资分析，太阳能产生热能给热泵进行供电。这个是目前的光伏，光伏大约是1毛多一度电，这个是热力管网+二级热能提升，COP应该达到6.8～7.0左右。如果用这种系统来投资是有回收期的，回收大约是四年，从秸秆的种植、生产，整个形成一个弊端，我们一个社区6000人，农村社区6000人，耕地大约12000亩地，生物质产能9000吨，采暖消耗6500吨。只不过需要收点管理费，剩下的可以作为热能交换，你用热量，你用天然气，我用生物质可以代替。

可行性只要做一个项目，都需要一个产学研的一个平台，这个也是现在比较高大上的产学研的平台，作为能源研究会，从高校科研机构、事业单位和推广企业，我们已经有了自己的平台，我们要借助山东省所拥有的清洁能源，包括我们的生物质、太阳能、地热资源，这是山东省清洁能源。作为技术，单一能源装备技术很成熟，无论从生物质、地热、热泵，或者光伏、太阳能，每一个都是一个成熟的行业，每一个都是一个成熟的产品，恰恰缺少的是跨界合作、能源组合、能源优化，我觉得下一步我们山东也可以做一点试点。

作为这种项目的推广，我们主要是四点，首先我们要进行一些能源的论证，制定示范效能的实施规范，由政府出台引领的项目，建设监测平台。

将来这种项目建设，政府掏钱，应该不太现实，让老百姓掏钱应该也不是很现实，那该怎么做?我们只能说政府来引导，政府政策引导，我们社会资本介入，再用EMC或者BOT商业模式来建设能源中心，将来卖的不是设备，卖的是能源。

无论是做单一能源还是做综合性能源，还是我们的清洁能源，将来如果说我们想在我们国家这种大的政策方针要对能源进行优化，对能源进行有效的利用，让它发挥最大的效益，我们就要做一个能源监测平台，综合能源做一个大的监测平台，我们的冷、热、水、电、暖气做一个能源监测，从能源监测我们才能找出能源上的缺陷，才能及时地进行修补。

好，谢谢各位专家，谢谢各位领导，谢谢。

李景明：谢谢孙秘书长，感觉孙秘书长介绍的内容非常全面，因为山东省作为农业的大省，生物质资源非常丰富，有比较长的海岸线和一些岛屿，风能资源也很丰富，另外我们太阳能的资源在全国来讲也是比较丰富的。山东在可再生能源方面有很多方面是引领全国的，比如说农作物的秸秆替换，应该说以山东能源所为代表，应该在全国是首先创立出来的，另外山东省还有一个光明公司，前段时间建了一个光明太阳城。孙秘书长已经非常综合性地把今天上午前面六位专家所介绍的情况做了一个很系统的总结和归纳，正好也就说明所有的单一能源最终应该技术地整合、组装，形成综合性的服务，进行综合的管理，这样才能让我们的能源体制进行转型、升级，而且最终实现刚才所说的“无烟城”“零碳小镇”等等，实现环境友好、经济可承受、安全稳定这么几大目标，这也是我们今后在“十四五”以后，可能在再生能源发展过程当中也更加需要追求的一个目标。只有实现这几个目标以后，可再生能源才可以在整个国家大的能源体系当中占据一定的地位。因为我们曾经说到，在2006年再生能源中长期发展规划当中曾经提到，可再生能源占据15%，到2030年大概占20%，过程当中做了一些概念性的调整，后来把可再生能源变成了非化石能源。目前为止，尽管2020年代还没有结束，仅仅是再生能源的话，达到14%点多，如果都加上去的话大概已经到了16%。到2030年达到20%也是可以期待的。

最后我代表主办方非常感谢今天上午七位专家代表七家单位给我们作了精彩的发言。今天所有与会代表上午参与这个峰会，也希望能给所有在座的专家、代表们带来收获。我们的交流活动就到此结束了，今天下午有一个现场参观，也祝大家下午参观收获满满，今天或者明天的返程顺利，同时也预祝所有的代表国庆节和中秋节快乐，全家幸福，谢谢大家!