在前不久召開的京津冀節(jié)能技術(shù)改造與服務(wù)供需對接會上，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系鄭忠海博士、高級工程師發(fā)表了《建筑及清潔供熱節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及選擇》的主題演講。
他認(rèn)為，我們國家的煤電仍將占據(jù)主導(dǎo)地位，熱電聯(lián)產(chǎn)的效率最高。未來不供熱只發(fā)電的燃煤電廠和只供熱不發(fā)電的燃煤鍋爐房都將被消滅。但水排放、氣排放、低碳問題和碳捕捉等問題，將在一定程度上制約煤電的發(fā)展。
談到生物質(zhì)能源時，他認(rèn)為目前有4個技術(shù)路線較好，第一個是壓縮成型燃料，第二個是生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)，但我國目前的生物質(zhì)熱電廠幾乎都變成生物質(zhì)電廠，只發(fā)電不供熱，50%都在煙氣和廢氣余熱沒有利用。第三個是循環(huán)經(jīng)濟(jì)，生物質(zhì)得還田，生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品二氧化碳，主產(chǎn)品天然氣。第四個是碳電水熱的多聯(lián)產(chǎn)。
鄭忠海博士發(fā)表主題演講
以下是演講原文：
鄭忠海：很高興應(yīng)邀來做這次演講。
節(jié)能和環(huán)保始終都是聯(lián)系在一起的，目前終端是電能越來越重要，也表明我們國家的煤電定位還是非常重要得，也就是說在很長的時間，也許煤電還將占終端用能的重要比例，煤最終要做發(fā)電。目前中國近60%的人在城鎮(zhèn)里，建筑面積接近600億平方米，其中北方的城鎮(zhèn)，公共建筑占的建筑比例四分之一到五分之一，但是能耗是四分之一。我們在座的每個人，當(dāng)然有些是建筑運(yùn)營，每人每年消化700多公斤的煤，用了一億多度電，同時產(chǎn)生相應(yīng)的碳排放，僅僅建筑可能就產(chǎn)生了30億多的碳排放，這是一個很大的壓力。但是實(shí)際上跟發(fā)達(dá)國家比，我國國土面積很大、能耗總量很高，但是人均的建筑能耗和每平米建筑的能耗，仍然是屬于一個節(jié)約的、綠色的消費(fèi)階段。下面我從建筑節(jié)能談幾個自己的感想。
如果是新建的建筑，實(shí)際上從2005年的低能樓、超低能耗示范樓，各個地方的建科院都提出了各種各樣的技術(shù)，包括主動和被動，大家都比較熟悉，公共建筑也有很多實(shí)施。再看我們建筑節(jié)能三十多年的標(biāo)準(zhǔn)，可以說現(xiàn)在最好的時代來了，綠色建筑和所謂近零能耗，實(shí)際上也是有兩個指標(biāo)，近零不等于零，是希望人類有需求，但是在需求的時候，利用一些可再生能源，或者是利用一些被動式的技術(shù)，讓建筑順應(yīng)自然的方式去達(dá)到節(jié)能、近零，所以我覺得這種發(fā)展趨勢，還是會看到對建筑的運(yùn)營能耗、建造能耗不斷降低的希望。
但是我國更多的是既有建筑，近600億平方米，我認(rèn)為也包括行業(yè)人士大都認(rèn)為，存在的問題是以前忽視管理，重視蓋樓；第二是以前建造這么快，設(shè)計(jì)也難以達(dá)到精細(xì)化；第三是運(yùn)營的時候，沒有人有多少能耗意識，沒有人告訴你服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)是什么樣，所以大家提出了技術(shù)要適宜化，而不是技術(shù)疊加，而不是技術(shù)堆砌，設(shè)計(jì)要精細(xì)化。這個圖上第三層是金字塔底端，在座的每個人，人工智能的人，怎么把運(yùn)營專業(yè)化？大家都知道個體差異性特別大，包括剛才看整個的國家鍋爐也好，鍋爐運(yùn)營能耗也是差異性很大，這就是說同一類技術(shù)，其實(shí)差別也是特別大，同樣的樓由于不同的技術(shù)，或者是不同的運(yùn)營模式差別特別大，這是我們覺得更需要關(guān)注的地方，其實(shí)并不是技術(shù)本身。我們把系統(tǒng)設(shè)計(jì)的越來越大，大馬拉小車，慢慢從集成化設(shè)計(jì)，從各種的風(fēng)光電、室內(nèi)溫度、空氣模擬，達(dá)到精細(xì)化，然后是分區(qū)，這是設(shè)計(jì)上改觀。在評價(jià)的方面，大家也慢慢意識到，我們要什么樣的空氣品質(zhì)，我們要的是不分時間、不分空間，比如說這個會議室，當(dāng)然這么多人開會，咱們舒服就行，如果不開會的時候，應(yīng)該保證不同的品質(zhì)。
第二個是能耗指標(biāo)，同樣是辦公建筑，它的能耗指標(biāo)是多少，什么樣的指標(biāo)應(yīng)該是能耗領(lǐng)跑，或者是什么樣的指標(biāo)應(yīng)該是屬于一個被約束性的，是超能耗的。
第三個是關(guān)注兩個點(diǎn)，一是設(shè)備，實(shí)際上好多設(shè)備已經(jīng)做的很精致；二是系統(tǒng)，設(shè)備在系統(tǒng)里運(yùn)營不好，也會把好東西做爛，這方面要重點(diǎn)關(guān)注兩個，冷機(jī)、主機(jī)，第二個是輸機(jī)、水泵，把整個系統(tǒng)的能耗做一個系統(tǒng)性的評價(jià)。
對于改造的一些技術(shù)方案，我們其實(shí)一直在推進(jìn)一種無成本的改造，從運(yùn)營角度，把不合理的運(yùn)營、不合理的一些管理，進(jìn)行低成本到無成本改造，最終逼迫你達(dá)到三星直到星級更高，才建議你去更換設(shè)備，增加一些更智能的系統(tǒng)。所以其實(shí)我們一直提出公共建筑也好，或是既有建筑，一百多項(xiàng)的低成本、無成本改造，包括一些人的行為，包括自然冷源的技術(shù)，我們推薦是更注重運(yùn)行。
當(dāng)然了，如果把互聯(lián)網(wǎng)加進(jìn)去，實(shí)際上一個趨勢，大家正在做的，該怎么做？比如說大家關(guān)心熱力公司這么多年，最近幾年才意識到，我們服務(wù)的產(chǎn)品是溫度，但是80%的熱力公司不知道屋里多少度，比較客觀的現(xiàn)實(shí)，最多是裝了2萬塊的室內(nèi)溫度表，才有了一些數(shù)，才知道那邊冷了或者是熱了。我們關(guān)注室內(nèi)的服務(wù)質(zhì)量，室內(nèi)空氣品質(zhì)檢測，關(guān)注設(shè)備的檢測，而且關(guān)注不是說設(shè)備設(shè)計(jì)的那個點(diǎn)，而且關(guān)注整個運(yùn)營區(qū)，是怎么樣波動，有什么設(shè)備的安全隱患，總體能耗等。第二是一個橫向的比較，尤其是這個樓的物業(yè)只關(guān)心這個樓，但是同樣類型的樓，電機(jī)能耗、主機(jī)能耗、電機(jī)能耗，在各個樓里是什么樣的級別，比例是多少，節(jié)能空間在哪兒，要把這個互聯(lián)網(wǎng)的手段用在建筑節(jié)能上。
今天還想分享的一個，能源革命可能給建筑機(jī)電帶來的變化。中國80%的人口在東部，但是反過來，咱們的可再生能源也好，化石能源也好，大部分在西部，所以我們的電就要這么輸過來，我們的能源基地都在西部，可是我們的經(jīng)濟(jì)活動，能源消耗都在東部。這個情況造成，比如說風(fēng)電，可再生能源越來越多，風(fēng)電的負(fù)荷跟建筑消耗的負(fù)荷是一個反向相關(guān)的特點(diǎn)，負(fù)荷最高沒有風(fēng)，這個時候儲能成為一個比較熱門的研究領(lǐng)域。還有世界上有一大批企業(yè)把直流建筑作為主要的方向，近兩年一直在做示范。
最后說一個建筑節(jié)能的方面，不管是我們的供冷、供熱、供燃?xì)?，慢慢從單行業(yè)轉(zhuǎn)向綜合能源的供應(yīng)，包括綜合服務(wù)，衣食住行，主要有冷暖問題、生活熱水問題、電問題、生活問題、生產(chǎn)辦公問題，可以通過各種技術(shù)的集成，一些輸配管網(wǎng)直接服務(wù)，在一個房間給予一個服務(wù)，系統(tǒng)有大集中、分布式等。
第二個是供熱，剛才說比較重要，實(shí)際上我覺得是一個四大工程，民生民心工程，這個行業(yè)必須在能源和環(huán)境工程制約下來發(fā)展。正如前述我國建筑太多以燃煤為基礎(chǔ)，50%的是熱電聯(lián)產(chǎn)，基本上是燃煤，30%是燃煤鍋爐，構(gòu)成一個集中的供熱管網(wǎng)，我們的供暖已經(jīng)從20年前大家都覺得室溫低，現(xiàn)在往往變成了室內(nèi)過熱，因?yàn)閺奈覀儽O(jiān)控的溫度看，東北26度都很正常，室溫過熱就造成高熱耗高耗能。供暖系統(tǒng)應(yīng)該轉(zhuǎn)化，為什么我們國家的供暖系統(tǒng)有大管網(wǎng)、大電廠、大鍋爐？對燃煤來說效率最高，但是大管網(wǎng)到小區(qū)又得輸配一次管網(wǎng)。北京熱力2.5億平米，幾大中心保證各種地下主管網(wǎng)。大家聽比較多的是太原市接近2萬平米的八大類，甚至不惜代價(jià)把大的燃煤電廠的熱引過來，這是一個趨勢。北京也缺熱，現(xiàn)在就變成北京8億平米，也只能有一億多平米集中供熱，包括調(diào)控?zé)犭姀S，這就是為什么60%都是小燃?xì)忮仩t。
所以我們要學(xué)北歐，北歐最大的一個集中供熱，現(xiàn)在是7500萬平方米，把哥本哈根，包括其它的城鎮(zhèn)都包括了。但是熱源會比咱們多，燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t，還包括了很多生物質(zhì)、垃圾這些可再生能源，熱源端比咱們做的好。國外在2013年就提第四代供熱，我覺得8個字咱們值得學(xué)習(xí)，叫“低溫供熱，智慧供熱（智能供熱）”。我們一定要記住，所有的這些能源來源，特別是工業(yè)余熱，溫度對口，梯級利用，因地制宜，我們覺得是用的好的一個出口。天然氣實(shí)際上大家覺得很多，我覺得是天然氣就像比較似的，宜小不宜大，小是95%，大了90%，我們也提了一句，北京這樣發(fā)展大型熱電聯(lián)產(chǎn)，天然氣很大，有的人說他很貴，比如說這個圖很簡單，把高效熱電聯(lián)產(chǎn)，低成本熱電電廠做基礎(chǔ)負(fù)荷，大家共贏。要梯級利用，燃?xì)庖苯訜仩t，肯定很浪費(fèi)，燒兩千度，供出來100度，熱電聯(lián)產(chǎn)高效，但是有問題，發(fā)電效率太高，變成了一個缺點(diǎn)，還有45%的是你的燃?xì)猓@是熱電聯(lián)產(chǎn)的特點(diǎn)，它的發(fā)電50%的發(fā)電效率，可是另外50%多數(shù)是在煙氣里，少數(shù)在冷卻塔，我們覺得可以用。燃煤鍋爐把這個曲線發(fā)展出來，就是到凝結(jié)點(diǎn)那塊，因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)的系數(shù)比較大，節(jié)能量20%，如果發(fā)展這種也應(yīng)該用好，叫全能效率，高品位發(fā)電供電力系統(tǒng)低品位做采暖，簡單的一個系統(tǒng)，可能用1000萬進(jìn)行簡單的匹配、挖潛，就能夠供兩千萬。
就電來說，因?yàn)槲磥淼碾娛窃絹碓礁蓛?，而且國?nèi)電是超超臨界百萬機(jī)組30萬機(jī)組占80%，所以電應(yīng)該好好用。這句話很簡單，品位對口，高等高用，梯級利用。對于熱電聯(lián)產(chǎn)來說，能效基本上達(dá)到150%以下，是說的一次能源能效，熱泵達(dá)到120%左右，然后鍋爐是基本上都達(dá)到90%，燒煤鍋爐也是90%。
空氣熱泵國家做的很好，好到北歐都來買咱們的熱泵產(chǎn)品，這是為什么？基礎(chǔ)再生能源的電很多，他也覺得不能白白用，所以買中國的產(chǎn)品，當(dāng)然除了西藏很少有地?zé)岚l(fā)電，而且離建筑負(fù)荷也遠(yuǎn)，60-80度地?zé)嵋惨煤糜茫岵蝗∷蠹乙沧龅谋容^好，80度的水用一段，最后拿電熱泵提取，15度回灌，把你的量用足了，投資回報(bào)也很可觀。
太陽能不細(xì)說，因?yàn)榫C合考察，包括去西藏做項(xiàng)目的時候也發(fā)現(xiàn)，太陽能供熱是初步，而且具有很大挑戰(zhàn)性。
今天我發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)的來的比較少，所以這篇重點(diǎn)說一下。目前有4個技術(shù)路線較好，第一個是壓縮成型燃料，第二個是熱電聯(lián)產(chǎn)，但很可惜，咱們國家的生物質(zhì)熱電廠，幾乎都變成生物質(zhì)電場，發(fā)電就行了，但是他們忘了生物電場基本上可以跟燃?xì)怆妶龅某杀静畈欢?，有剩?0%都在煙氣跟它的廢氣余熱里，這個沒有用，用這個都不影響發(fā)電，很可惜生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)好的沒有發(fā)展起來。第三個是循環(huán)經(jīng)濟(jì)，生物質(zhì)得還田，生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品二氧化碳，主產(chǎn)品天然氣。第四個是大家提的碳電水熱的多聯(lián)產(chǎn)，我覺得那個是一個多循環(huán)的經(jīng)濟(jì)，煤化工把所有的煤都用完了，哪怕把二氧化碳都捕捉，在國家清潔能源規(guī)劃比煤改電加起來都大，但是目前我們覺得很可惜，發(fā)展嚴(yán)重滯后，核能發(fā)展比較多，但在認(rèn)知度、選址會受到制約。
有一個思考，核電是受一些制約限制，我們覺得也是梯級利用，也是應(yīng)該先發(fā)電，但是核電廠都是距離城區(qū)是100公里以上，這隔距離太遠(yuǎn)太可惜，因?yàn)楹穗姀S的發(fā)電效率30%，更多的50%多可以來采暖，這是非常好的。
最后說到煤，我覺得是工程，可以做的很好。第一是所謂發(fā)電，工信部有領(lǐng)導(dǎo)說，他退休后說，要消滅沒有供熱的發(fā)電，要消滅沒有發(fā)電的供熱，什么意思？一個發(fā)電廠能效再高，也是50%，所以要一起供熱，高能高用，低能低用，很多東西，你有100%的燃料，你可以把它全部利用，不僅僅去發(fā)電。那么比如說你怎么來讓你的熱電聯(lián)產(chǎn)的效率提升一倍，這是一個突破，就把燃煤的，也許余熱也用，把燃煤發(fā)電低溫余熱充分利用，技術(shù)路線很多，我們覺得目標(biāo)最好。
還有一個，我覺得挺好，環(huán)保有時候總是投入，能不能讓環(huán)保收益？那么這是比較好的一個現(xiàn)象。如果我們一開始做煙氣余熱回收，后來可以做環(huán)保，因?yàn)榭梢猿部梢韵麥?，熱電收走，水也收走，天上沒有霧霾，這些現(xiàn)在都是頭疼的問題。
以上我自己的一些想法，如果講的對的，供大家參考，講的不客觀的，都?xì)w我個人。我們覺得清潔實(shí)際上是一個課題，未來的東西肯定清潔。
第二個是低碳比較難，燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)可能是未來最大的挑戰(zhàn)之一，因?yàn)椴还芩欧?、氣排放，低碳問題、碳捕捉問題，是最大的緊箍咒。
第三個是低溫供熱，智能供熱，我覺得很多希望呼吁，更多的企業(yè)研究低溫末端，而不是研究低溫的電直接供熱的基礎(chǔ)，如果是低溫末端做很低，比如說地暖就30度，25度，做到極致，空氣泵出30度40度水效率多高，這是一個系統(tǒng)工程，不是研究設(shè)備本身，現(xiàn)在研究太欠缺。我們覺得就應(yīng)該以熱供熱，中國的集中供熱管網(wǎng)這么大，我覺得未來的供熱會讓不合理的集中供熱有可能退出歷史舞臺。
