清潔能源供暖20140720

我國供暖狀況與解決方案ChinaHeatingsituationandsolution東北大學信息科學與工程學院博士生導師教授趙海博士內(nèi)容概要一、發(fā)展清潔能源背景與意義二、能源結構調(diào)整三、供暖發(fā)展與亟待解決問題四、中聯(lián)集團供暖整體解決方案五、市場分析、經(jīng)濟效益與社會效益六、集成儲能系統(tǒng)的智能電網(wǎng)新革命一、發(fā)展清潔能源背景與意義一、發(fā)展清潔能源背景與意義

我國是目前世界上最大的煤炭資源生產(chǎn)和消費國，能源的不合理利用造成了大氣污染。一、發(fā)展清潔能源背景與意義一、發(fā)展清潔能源背景與意義一次能源煤炭70其他30供熱65發(fā)電35一、發(fā)展清潔能源背景與意義2012年中國燃煤耗總量單位20112012總煤耗（當）量噸2,515,831,0402,676,571,040總煤耗（原煤）量噸3,522,093,0143,747,124,514煤耗占全球總量48.52%50.22%中國煤耗增長率9.39%6.39%一、發(fā)展清潔能源背景與意義一、發(fā)展清潔能源背景與意義一、發(fā)展清潔能源背景與意義

2013年1月，中國大陸持續(xù)大規(guī)模霧霾天氣，霧霾覆蓋范圍涉及17各省、市、自治區(qū)1/4國土面積，影響人口約6億。一、發(fā)展清潔能源背景與意義中國《氣候變化綠皮書》分析霧霾天氣主要原因：熱點排放、工業(yè)（重化工生產(chǎn)尤甚）、汽車尾氣、冬季供暖、居民生活以及地面灰塵。一、發(fā)展清潔能源背景與意義走可持續(xù)發(fā)展道路一、發(fā)展清潔能源背景與意義以創(chuàng)新驅(qū)動，形成電熱儲能制備、聯(lián)產(chǎn)、聯(lián)供、聯(lián)用全新產(chǎn)業(yè)鏈；立足于國家支持清潔能源發(fā)展及節(jié)能環(huán)保政策落地，為我省藍天工程爭取更多國家政策和資金支持。利于清潔能源全新產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)之技術創(chuàng)新、產(chǎn)品升級；利于創(chuàng)新人才、資金和政策落地；利于企業(yè)生產(chǎn)，加速技術產(chǎn)業(yè)化，促進電熱儲能聯(lián)產(chǎn)+聯(lián)供+聯(lián)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展；利于自主創(chuàng)新節(jié)能環(huán)保系列產(chǎn)品；利于環(huán)境改善、節(jié)能增效；利于促進我省電力工程協(xié)會會員單位共謀經(jīng)濟發(fā)展，增加稅收，新增就業(yè)崗位。一、發(fā)展清潔能源背景與意義

當人類以陸地作為國家資源時，封閉邊界，有限空間域內(nèi)就是吾國；當人類以貨幣作為國家資源時，半封閉邊界，貨幣流通之半無限空間域內(nèi)就是吾國；當人類以互聯(lián)網(wǎng)作為國家資源時，無限邊界，信息場之無界開放空間域就是吾國；

當人類以電網(wǎng)作為國家資源時，有限邊界，多物理場之載體——裝備制造業(yè)新產(chǎn)業(yè)鏈條之開放空間壟斷域就是吾國。

——趙海教授二、能源結構調(diào)整二、能源結構調(diào)整遼寧省主要城市與開發(fā)區(qū)GDP分布遼寧省人口與“克強指數(shù)”分布遼寧省GDP和人口分布遼寧省重要城市經(jīng)濟指標與人口分布1.我國能源消耗現(xiàn)狀2013年：占全球消費量22.4%；煤炭占能源結構67.5%；非化石能源占比9.6%。2011年：

一次能源生產(chǎn)總量31.8億噸標準煤，居世界第一。其中，原煤產(chǎn)量35.2億噸，原油產(chǎn)量2億噸，成品油產(chǎn)量2.7億噸，天然氣產(chǎn)量1031億立方米。2.面向全球大環(huán)境

能源供應總量不足，人均占有量低：

煤炭11%42.5%2.面向全球大環(huán)境

1）能源供應總量不足，人均占有量低：

原油2.4%17.1%2.面向全球大環(huán)境

1）能源供應總量不足，人均占有量低：

天然氣1.2%13.2%3.傳統(tǒng)供暖面臨問題4.供暖系統(tǒng)設計、建設和運維問題5.能源結構不合理、產(chǎn)能過剩、窩電

東三省嚴重窩電，電力裝機過剩。2013年，東三省總裝機富裕超過2000萬千瓦，史上未見。

在建（萬千瓦）取得路條（萬千瓦）遼寧火力292核電200火力800核電450吉林火力60火力260黑龍江火力195火力97亟待調(diào)整能源結構，從根本上解決窩電。6.國家電力消費市場開發(fā)不足

到2012年底，發(fā)電裝機容量10.4億千瓦，消耗電能4.73萬億度。發(fā)電產(chǎn)能浪費巨大，巨大投資成本必將推高發(fā)電成本。三、供暖發(fā)展與亟待解決問題1.節(jié)能減排面向低碳智慧城市建設現(xiàn)狀：我國建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展，采暖建筑比例提高，供熱地區(qū)擴大，采暖能耗總量增加；煤炭在一次能源中占70％左右；大型和特大型城市燃煤占一次能源比例呈現(xiàn)降低趨勢，清潔能源比例上升。1.節(jié)能減排面向低碳智慧城市建設新問題新矛盾亟待解決：城市大氣環(huán)境保護要求日益增加——城市能源結構調(diào)整百年難題面臨新解——能源結構調(diào)整：節(jié)省能源+環(huán)境友好+可持續(xù)發(fā)展

2.我國供暖方式多樣化發(fā)展進行時3.我國能源政策

——電力行業(yè)企業(yè)的春天來到

堅持“節(jié)約優(yōu)先、立足國內(nèi)、多元發(fā)展、保護環(huán)境、科技創(chuàng)新、深化改革、國際合作、改善民生”的能源發(fā)展方針，推進能源生產(chǎn)和利用方式變革，構建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系，努力以能源的可持續(xù)發(fā)展支撐經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。3.我國能源政策

——電力行業(yè)企業(yè)的春天來到2013年6月14日，李克強總理主持召開國務院常務會議，部署大氣污染防治十條措施。第一條——減少污染物排放。全面整治燃煤小鍋爐，加快重點行業(yè)脫硫脫硝除塵改造。大力推行清潔生產(chǎn)被列為第三條。2013年9月12日，國務院公布《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)（2013）37號）。4.我國能源政策——供暖體制改革北方地區(qū)居民用于采暖消費占個人年收入3-8％；中央已正式出臺采暖體制改革方案……改革進行時……——將供熱事業(yè)推向市場，并直接與居民經(jīng)濟利益連接——將有力推動各種采暖方式重新被市場所選擇和發(fā)展知易行難轉(zhuǎn)知成智

以創(chuàng)新驅(qū)動，立足區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、服務

全國、面向全球

建設國內(nèi)最具規(guī)模優(yōu)勢制備、儲存、運輸、應用全新產(chǎn)業(yè)鏈

四、中聯(lián)集團供暖整體解決方案四、中聯(lián)集團供暖整體解決方案

我國北方地區(qū)風能資源豐富，特別是冬季夜間時段風電發(fā)電量大，風電在冬季夜間與燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行矛盾突出，風電被迫減少出力至停運“棄風”。既浪費清潔能源，又大量依靠燃煤供熱，環(huán)境污染，大氣環(huán)境質(zhì)量惡化。

四、中聯(lián)集團供暖整體解決方案多態(tài)電熱聯(lián)產(chǎn)+聯(lián)供+聯(lián)用供暖整體解決方案：風電棄風造成巨大清潔資源浪費。

國家能源局采取有針對性措施重點解決蒙東呼倫貝爾和興安盟地區(qū)的送出和消納問題，督促國家電網(wǎng)加快電力送出通道建設，推廣風電清潔供暖工程。

1.高溫大功率固態(tài)式電熱儲能供暖1電發(fā)熱器件2隔熱保溫材料3高溫儲熱體4高溫熱交換器5熱輸出控制器2.氫燃料電池21世紀理想的能源結構體系2.氫燃料電池制氫方法：2.氫燃料電池裝置組成：2.氫燃料電池特點：3.空氣源熱泵工作原理：

能量提升裝置——以空氣為熱源，從周圍環(huán)境（空氣）中吸收熱量，將其傳遞給被加熱對象（水）。壓縮機始動，壓縮冷媒，利用冷媒物理作用，在熱交換器內(nèi)將冷媒所含熱源導入水中，產(chǎn)熱；蒸發(fā)器吸收熱源，回送壓縮機后再次加壓，將冷媒提升至所需溫度。周而復始……3.空氣源熱泵

工作進程：

3.空氣源熱泵節(jié)能效果：釋放能量Q=輸入電能Q1+吸收介質(zhì)能量Q2費用=電費+吸收介質(zhì)費用。33%67%100%免費付費制熱水費用3.空氣源熱泵特點：3.模塊化技術各模塊通過云端監(jiān)控技術統(tǒng)一集中管理。模塊化技術減少管線敷設，減少管路熱損；達國家供暖室內(nèi)溫度要求（20℃±2℃），系統(tǒng)安全性、節(jié)能性。4.云端監(jiān)控技術4.云端監(jiān)控技術云端監(jiān)控技術是針對運行特點，利用物聯(lián)網(wǎng)及云端計算技術，專門開發(fā)的節(jié)能手段，旨在提高電熱儲能設備運行效率，減少無效運行，節(jié)約使用費用；減少系統(tǒng)運行故障及系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時發(fā)現(xiàn)、及時解決，節(jié)約維護成本。

云端監(jiān)控技術是與東北大學、沈陽工業(yè)大學產(chǎn)學研合作產(chǎn)物，由硬件和軟件組成，系統(tǒng)提供熱泵運行實時參數(shù)的云端采集、整理及計算，為系統(tǒng)合理運行提供技術保障。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可為更新、新功能開發(fā)、新產(chǎn)品開發(fā)及政府決策提供服務，為企業(yè)創(chuàng)造新增利潤。5.運維環(huán)境設計技術開發(fā)SHS，保證空氣能熱泵在高品位環(huán)境溫度下運行，確保系統(tǒng)熱效率和在極端低溫也能正常運行。該技術提高空氣熱源品位，提升系統(tǒng)熱效率（COP），綜合其他技術應用，確保系統(tǒng)高COP運行。不同供暖方式采暖費用比較方式燃料價格熱轉(zhuǎn)化效率燃料熱值產(chǎn)生1KWH熱所需費用北京地區(qū)運行費用特點燃煤集中供熱280元/噸55%5000wh/kg0.102元/KWH13.4元/m2污染嚴重、費用低燃氣1.7元/m375%10500wh/m30.216元/KWH28.5元/m2輕微污染、費用較高燃油3000元/噸85%10500wh/kg0.336元/KWH44.3元/m2輕微污染、費用高電暖氣、電熱膜0.4元/度100%1000wh/度0.4元/KWH52.8元/m2無污染、費用最高空氣源熱泵0.4元/度300%1000wh/度0.133元/KWH17.6元/m2無污染、費用低供暖核心技術平臺應用領域●北方地區(qū)冬季采暖；●北方地區(qū)全年熱水供應；●用戶性質(zhì)可以是住戶、商業(yè)、工業(yè)、醫(yī)院、學校等；●冬冷夏熱地區(qū)冬季采暖、夏季制冷及全年熱水供應；●南方地區(qū)熱水供應。五、市場分析、經(jīng)濟效益與社會效益中國人之霧霾！吾輩之責任與使命！誰人之商機??？《大氣十條》強調(diào)分區(qū)施策、分階段治理差別化目標任務。其中，京津冀及周邊地區(qū)（北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、山東）是重中之重。五、市場分析、經(jīng)濟效益與社會效益遼寧省2014年。各城區(qū)將以熱電聯(lián)產(chǎn)為主，嚴格控制新建燃煤熱源，新建、改擴建熱電廠供熱須達1000萬平方米以上。2015年，全省新建、改擴建熱電廠爭達到17座以上，在現(xiàn)有熱網(wǎng)覆蓋區(qū)調(diào)峰鍋爐外，692座爐房、1039臺鍋爐全部拆除。山西省為改善省環(huán)境質(zhì)量，重點推進集中供熱全覆蓋等工程建設，拆除628臺燃煤鍋爐。清潔供熱改造，拆除510臺分散燃煤采暖鍋爐，燃氣改造，拆除118臺常年運行燃煤鍋爐，拔掉1萬根黑煙囪，年減少燃煤112萬噸、冬季采暖燃煤減小34%。

天津市重點實施嚴格控制煤煙型污染等五項舉措，嚴控煤煙型污染，到“十二五”末，對外環(huán)線以內(nèi)10噸及以下149座鍋爐房、246臺燃煤鍋爐實施改燃或拆除并網(wǎng)。

河北省全省已拆除燃煤小鍋爐、茶爐、爐窯411臺；完成燃煤鍋爐煙塵治理184臺，年底前完成全省燃煤鍋爐拆除；拆除一批燃煤鍋爐，實施一批煤改氣工程。

山東省

全面淘汰燃煤小鍋爐。到2015年底，除必要保留的以外，淘汰城市建成區(qū)10蒸噸以下燃煤鍋爐、茶浴爐。市場分析合計11676（家)147.9(萬間）2011年我國星級飯店規(guī)模市場分析市場分析市場分析市場分析應用領域

●獨立式、集合式供暖與制冷

●機構或企業(yè)辦公大樓、工廠、廠房

●游泳池、SPA

●酒店、賓館

●醫(yī)院、療養(yǎng)院、學校

●工業(yè)區(qū)集中冷、熱能供應

●新興農(nóng)、漁業(yè)恒溫生態(tài)養(yǎng)殖

●各類加工業(yè)低溫鍋爐

●替代高效溫室農(nóng)業(yè)燃煤、燃油鍋爐

●工業(yè)低溫（80℃以下）鍋爐替代

●蒸汽鍋爐預熱節(jié)能系統(tǒng)2013-2014年東北大學對恒溫機組供暖測試報告典型數(shù)據(jù)空氣能恒溫系統(tǒng)節(jié)能估算表六、集成儲能系統(tǒng)的智能電網(wǎng)新革命六、集成儲能系統(tǒng)的智能電網(wǎng)