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 <section class="yead_editor" label="Copyright ? 2015 Yead All Rights Reserved."><section style="border: 0px currentColor; border-image: none; font-family: 微软雅黑; box-sizing: border-box;"><section style="border: 1px solid rgb(219, 219, 219); border-image: none; margin-bottom: 2px; margin-left: 4px; box-sizing: border-box; background-color: rgb(255, 255, 255);"><img src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/qAEVTTssxDeicWBNGLX8EVgEw44zHhMl5gavxrgDYSaLRk40SJIh1rEPicwPrjGYheYJhWYOpOw8uo64wNSAyMKA/0?wx_fmt=jpeg" data-ratio="0.8109090909090909" data-type="jpeg" data-w="550" data-s="300,640" /> <section style="border-color: rgb(211, 42, 99); padding: 3px 10px 15px; color: inherit; box-sizing: border-box;">江亿，中国工程院院士（2001）。清华大学建筑学院副院长（2000-2007），清华大学建筑节能研究中心主任（2005），目前主要从事建筑节能领域的研究工作，是国务院能源咨询专家委员会成员，国家气候变化专家委员会成员。</section></section></section></section> 1.能源系统面临巨大的挑战 我是搞城市能源的，生态城市建设能源系统是里面非常重要的一个环节。所以就能源谈一点我的感想。现在的社会热点：节能、低碳、雾霾都是大事。从这三点出发，一个是需求侧通过绿色建筑、绿色社区建设等等，去降低对能源的需求，这是需求侧；现在不是还谈供给侧改革，那么从供给侧也需要做更大的变革提供可靠、高效、清洁的能源系统。这才真正最终实现低碳、节能和清洁。 供给侧也就是能源系统现在面临着挺大的挑战，有哪些问题？供给侧能源包括电力，电力现在负荷侧也就是需求侧现在出现严重的峰谷差。白天用得多，晚上要得少。反过来供电侧的可再生能源，尤其是风电和光电，造成很大的不确定性。这样需求侧的变化跟供给侧的变化两边不同步，导致供需矛盾突出。这是电力系统。 再看环境，谈治理雾霾。雾霾怎么产生的？燃煤是导致雾霾的主要污染源之一。减煤，限煤成为现在治霾主要手段。从环境出发就得对能源的来源结构进行大的变革，这就影响到能源系统，就得要煤改气。可是煤改气，气又不足，昂贵的气价难以承受又是挺大的问题。 同时全世界又都在谈低碳抑制气候变化，而化石能源消耗又是碳排放的主要原因之一。十三五期间国家可能陆续还会出现一些碳税，碳交易政策。这些政策真正实施，能源系统该怎么样做？又是一个大的问题。同时我们做一系列的事，最终又都是保证民生，给老百姓提供一个健康舒适的环境，从事工作跟生活。所以为了保民生这边需求侧还得严格控制价格。比如说，看这20年来能源价格至少涨3倍。但是以能源为主要成本的城镇供热价格各地不一样，平均涨幅都不到50%，这个中间差又都压在跟能源相关的企业上，这些企业挤在中间不好过日子。 比如说治散煤，农村把这个土暖气消除掉，可是反过来保障民生还必须改善农民生活，保证冬天人民家里头能够更暖和更舒服，这又把这个事推到能源上、基础设施建设上，到底怎么搞怎么干。所以这一系列的矛盾，一系列的问题，最后交接在一起都堆在这。 让我们出这个解决方案。 刚才说，电力问题，比如说京津唐电网一天24小时内的峰谷变化，尖峰的时候5000万千瓦，低谷的时候3800万。这是两头弄起来1200万的差，1200万占5000万的四分之一以上。随着城市发展，随着二产减少，三产增加。这个差别越来越大。 再看可再生能源的变化是什么？张家口地区坝上地区一天里的风电变化：夜里4点达峰值450万千瓦，白天到下午六点这是用电高峰期，它不到50万。峰谷差出400万千瓦，而且是一个掉调峰。这样的话，电网就挤在中间两头受气。为什么说弃风，大量的弃风不是因为输送电路不行，中国建几条大功率的超高压输电，这些都是世界第一的，能建出来。但是这个需求侧的、供需侧的不匹配，导致它不是建输电电路能解决问题的。就得想法把峰谷差的事给它调明白才能解决大量的弃风现象。不然在城市盖那么多绿色建筑，是高效节能省电，但这使劲的省电，他那放着风力发电他都给扔了，没有用上。 再看另一个方面，谈PM2.5.实际上散煤燃烧、秸秆燃烧是构成雾霾的一半以上原因。周边农村比北京脏，北京开车出去就发现一出城区感觉雾霾更厉害。到密云快接近县城了，这个雾霾又缓解了，离开县城再往那边走，雾霾又增加了，所以说不是城里闹的，反过来这也农村包围城市了。周边尽管建筑密度低，能源消耗量比城里低，但是它是不清洁的使用能源的方法。每一吨散煤排放的污染物，比大电场烧10吨煤还多。 中国靠燃气化能解决能源问题吗？中国现在天然气用量一年不超过2000亿。不到能源总消费量的7%，远远低于发达国家的30%-50%的水平。然而，气又贵又缺。比如说，为了保京城这2000万人，保证北京的煤改气，从西边过来，一条唐山到北京的LNG进口过来的，从内蒙再来一条大唐的煤制气。大唐煤制气，内蒙多伦赤峰两大煤制气工厂，又把那么漂亮的水给截断，那么美的景色破坏掉，弄出一片大唐制气东西。大唐就因为背着煤制气工厂，现在几大电力企业里大唐很困难。所以生产上也没有好处，周边环境也没有受益。最后北京千里迢迢得到的气，到这一把火一烧，干吗呢？所以这不是这条道。 那靠进口行不行？为了能源安全，中国能源的供给量应该在60%以一定是自己，不能靠全进口。否则这世界形势、南海、中东四面八方在这折腾，折腾很大一块是能源的事，所以我们不能全靠进口。在页岩气没有突破，没有新的燃气技术之前，很难实现以气为主。 就北方来说恐怕是这几个字？叫做热电统筹或者还得加一个热电气协同——热电气协同，城乡工统筹。这几块东西它是一个复杂系统。不能单一的电力，电力系统研究电力的事，热力研究热力。农村城市也一块得合起来。工程院有一个大项目就是做城镇化咨询，最后得到结果就是说解决中国城镇化的问题关键是什么？关键是解决农村问题。把三农问题解决好，一堆矛盾都捋顺了，城镇化就顺利了。所以城市可能好些事还得靠把农村搞好，所以这是城乡统筹。 比如说京津冀地区为例，现在城镇25一平米建筑，就是京津冀县以上，每年消耗300万标煤用于冬季采暖。那么有5000万千瓦的火电厂按纯发电模式运行，排出的热量低温余热、冷凝热电出来6500万千瓦。另外，周边农村散煤烧3500万吨。这3500万它的排放的污染物就相当于全中国的所有的燃煤电厂排放出来的PM2.5的50%。要么怎么咱这脏呢。 2.热电气协同，城乡工统筹 那么怎么解决冬季采暖取消燃煤、周边农村的生活问题，同时解决电力供需矛盾这三大难题？ 原来我一直说火电厂按热电联产模式走，这热量就可以反过来可以供热，这供热就可以把3000万吨标煤顶了，这一下两头都好了。后来一问说不行，为什么不行？说这么大的峰谷差，全指望这些纯火电厂半负荷运行去抗着去调峰了。周边河北省包括唐山、山西，建的那些大的高效率的都是世界上最好的火电厂。但是只能发50%，60%。因为火电厂锅炉惯性大，一点就点一天，一灭也灭不了。后面什么时候用电没风，电厂就马上顶上去，什么时候风电来了，它还得退下来。这一进一退消耗巨大而且总在部分负荷下工作，本来那些电厂设计的煤耗300克，恨不得290克了。结果那种状态运行就得320克、330克，能源效率又低一些了。把那么多好的高效，高技术的电厂全得按低效运行，就是因为只想解决电的事。这不行。那怎么办？别让它这样，就让它去做热电联产，同时改一个思路。 谁说这个热电联产电厂只能以电来运行，你让他同时兼作电力调风这事可以干，怎么干？实际上就是在热电厂设大的这个蓄能水箱，高温水箱、低温水箱。低温水箱储凝气低温的30-40度的那点热。高温水箱就存130度。然后当用电高峰期停止抽气，全力发电，凝气那热量进低温水箱然后这时候大概把备压提高点，发电量最大发电量的90%。那么供热怎么办？这时候靠高温水箱存的热量就能向热网供热。好，到这一天到晚上了或者夜里了这个用电低谷期不用电，或者风电上来了，又不要它给电了。怎么办？最大程度的抽气，抽蒸汽中间再拿抽汽带动热泵，把当时那点凝汽提取来，解决当时的供热。再用电动热泵，电力驱动提取刚才这低温水箱的热量存在高温水箱里，这就最大程度用电。发电也少了。再拿热泵耗20%的电，里外里一弄只剩45%。这样一来就可以使得电厂功率能从90%降到45%，或者在中间任何一个地呆着，实现了浮动的跟电网峰谷互相结合，快速变化。这个时候就可以使得火电厂变调峰电厂。 京津冀地区的热电电厂就会产生6500万千瓦热量，还形成1500万的调风能力，再加上地区还有300万千瓦的工业余热。这个时候能对城镇的事、供热的事就几乎解决了。再加一点燃气调峰就算完事了。 然后看农村，农村还得供暖。把煤停了到底烧什么？实际电力不是不够，是不平衡。解决农村供热问题，尤其是冬天风电多，城里面负荷又偏低。正好那块多出那块热量，就给农村冬天采暖了。但是别拿电炉子，别拿电暖气。用什么呢？低温空气源热风机。为什么用它？一度电能出3度或者3.5度的热量，你要是电暖气只能是一对一，凡是电热的东西都是一对一的，但是用热泵就能够一对3点几。实际表明这个东西也挺好，而且效率挺高的，现在已经好几户农户都可以在20-30度电上，40度电最多，一冬天就下来了。 然后把热泵里头都强行装上简单的40多块钱电力控制，实行强起、强停、自主三种模型，然后这个东西就可以统一在电管局，华北电管局或者冀北电调中心那，就可以对全河北省、全北京市郊区的1000万台统一进行起、停，分片开、分片关、分片停这种控制。这样跟大电网那边完全配合上了。这是最佳的蓄热东西。那搞什么抽水蓄能电站，恨不得搞蓄电池组，搞空气压缩蓄能，什么飞轮蓄能等等这一系列的蓄能方式都是高投资贵极了，而且只能干一件事。这种农村取暖的蓄能放能的性能都比那些纯蓄电的好得多，而且是一举两得。同时还给老百姓把煤给治了，把农村屋子弄暖和了。这样城乡结合的话，农村房子成资源了，要不我盖10个抽水蓄能电厂，要不我盖一个巨大的电池山，我去蓄能，多大的影响环境。 我给他们解决冬天采暖问题，同时兼作蓄能这全齐了。当然不能随便的欺负人家。当地强起、强行的时候返几毛钱。一度电2毛钱这合情合理。电网公司觉得这是该出的钱，因为帮它解决问题了。于是老百姓从里面还能有点收获——我是搞蓄电的活，我是挣了钱不是给我补贴、不是慈善，是我干的活、我挣得钱。这点没事停了四个钟头，五个钟头屋子里温度不会太降，因为维护结构建筑本身就能蓄能。所以，京津冀周边农村若有1000万农户安装这个东西把煤就顶了，2000万吨标煤就顶出去了。假设他们只有一半运行，4千瓦一户50%，这能实现2000万千瓦的电力调和能力。这两个加一块是3500万，彻底解决京津冀地区电力折腾法。 这个难题一解决，往北走，内蒙还有坝上，这是中国最大的风电厂，现在好多企业都申请我装1000万风电厂，河北说不行，没有指标，不是这根线不够粗，就是在装上以后，给雪上加霜，整个电网没法使了。但是有了这个东西，就形成特别好的接收大口袋。你那边光电风电有多少你就往我口子里装，我就容得下，一下把北边发展可再生能源的事也解开了，所以多方受利。而农民这1000万农户实际是需要1000万块钱，如果国家补三分之一3500块钱，国家就需要每户在超7000块钱国家补350亿，这350亿是什么概念？北京四大燃气电厂煤改电花了360亿，实现了减排PM2.5直接排放0.27万吨。这省了2000万吨标煤减排7.4万吨PM2.5。同样的钱，排放效果差28倍，而且给农民带来了温暖，他们农民一户就只要花不到1000块钱就行了。原来烧2-3吨的煤的1000块钱还拿不下来，屋子里冷13-14度。第二房间温度提高，钱还省了、干净了。农村再没有那些煤灰。煤灰加点塑料口袋把整个农村全弄坏了，这样把煤灰哄出去还我青山绿水。农民生活环境也好了。 所以这是整体协调，热电气协调、城乡工统筹，一块建造的生态的城乡能源系统，这应该作为生态城市很重要的一块内容。 <section class="yead_editor" style="margin: 5px auto; border: currentColor; border-image: none; text-align: center;" label="Copyright ? 2015 Yead All Rights Reserved."><img src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/qAEVTTssxDeicWBNGLX8EVgEw44zHhMl5PbrMpH5KCb0VDayqOeIqFzq4bfJtbp3QDnafoh3s4HpNYDp2rp7pDw/0?wx_fmt=gif" data-ratio="0.030575539568345324" data-type="gif" data-w="" /></section> 注：本文根据作者在“城市绿色宜居发展国际论坛暨中国生态城市研究院学术委员会委员聘任仪式”（20160330）上做的报告速记稿整理，未经作者本人审阅。<img src="http://img02.store.sogou.com/net/a/05/link?appid=100520091&url=http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/qAEVTTssxDeicWBNGLX8EVgEw44zHhMl5K8wFfibrVrwn7nMMjJDf75Mia4piaFENx8AibbmQTNQreK3MctNqSpUAkg/0?wx_fmt=jpeg" data-ratio="0.4658273381294964" data-type="jpeg" data-w="" data-s="300,640" /> 
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