信息技術快速發(fā)展對能源工業(yè)產(chǎn)生了巨大影響和啟迪。一場“分布式”革命正在悄然而至,直接挑戰(zhàn)后工業(yè)時代“規(guī)模效益”的經(jīng)濟理念
工業(yè)時代,我們以大為好?!按髾C組、大電網(wǎng)、超高壓”這是我們選擇的最具工業(yè)化的標志,因為我們相信越大越安全。
然而,不幸的是任何事情都會物極必反,將“規(guī)模效益”異化成規(guī)模求“大”的理念,不僅使我們坐如針氈,而且有了規(guī)模卻沒了效益。
光明“孤 島”
也許有人還記得,四年前的8月14日美國東部時間下午4時20分,以紐約為中心的美國東北部和加拿大部分地區(qū)發(fā)生大面積停電事故。
直到8月15日下午基本恢復供電,個別地區(qū)的停電時間達29小時。這次大停電波及美國八個州和加拿大東部地區(qū),共有超過61.8GW電力容量停止供應,影響人口5000余萬,是歷史上最大的一次停電事故。這次停電給美國國內(nèi)生產(chǎn)總值帶來的損失在每天250億到300億美元之間。
北美大停電的黑暗之中,曾經(jīng)閃爍過數(shù)個光明“孤島”。那些星星之火一樣的企業(yè)、單位和機構正是靠著“分布式能源系統(tǒng)”傲然屹立在無盡的黑夜之中。
在停電事故中心區(qū)域的麻省理工學院、紐約州立大學、新澤西Rutgers大學和普林斯頓大學等擁有“分布式熱電冷三聯(lián)產(chǎn)”系統(tǒng),紐約和多倫多的股票和證券市場,還有諸多的醫(yī)院,也都擁有分布式能源供給系統(tǒng),這才保證了用電安全,保證了正常的運行和生活。
我們在總結這次北美大停電的教訓中,得出了這樣一個結論:發(fā)展分布式能源,建立分散化的電源,比通過改造電網(wǎng)來加強安全更為簡便快捷。
美國負責電力監(jiān)管的專家表示,改造完善美國東北部電網(wǎng)所需要的投資是500億美元,改造完的電網(wǎng)不能確保不發(fā)生類似事故,只能減少和減輕事故的發(fā)生和影響。
有專家計算,如果用這筆錢去建設分布式能源系統(tǒng),至少可以解決約1億千瓦的發(fā)電容量。若考慮發(fā)電機組余熱供熱和制冷所能代取的用電量,以及減少的輸變電損耗,應相當于代替2億-3億千瓦的發(fā)電容量。這些設施不僅不依賴電網(wǎng)來保證其安全供電,還可以自下而上的托起電網(wǎng)的安全,而能源利用效率可以比現(xiàn)有系統(tǒng)提高一倍,環(huán)境污染也相應減少一倍。??
進入7月份,我國夏季用電高峰到來。用電峰值的一次次刷新不但考驗著電網(wǎng)的安全指數(shù),更加考驗著我們的心理承受能力。從2002年夏季,缺電的問題已經(jīng)在中國的三大經(jīng)濟火車頭地區(qū)——珠三角、長三角和京津唐三角及側翼的河北南部電網(wǎng)顯現(xiàn)出來。
在用電高峰期到來之前,我們不敢妄言曾經(jīng)出現(xiàn)過的全國24省市“停產(chǎn)避峰”“拉閘限電”今年是否會重演,但是我們清楚的是如果不能正確認識,缺電的問題還會輪回復制,還會干擾和影響中國經(jīng)濟和社會的發(fā)展。
新技術革命
歷年來全球相繼發(fā)生的大停電事故,深刻說明傳統(tǒng)能源供應形式存在著嚴重的技術缺陷。分布式能源技術的發(fā)展,為中國與世界發(fā)達國家重新回歸同一起跑線創(chuàng)造了一個新機遇,它有可能使中國依據(jù)市場優(yōu)勢迅速占據(jù)世界領先地位。
最近幾年,社科院和中科院的專家們不斷建議:積極發(fā)展分布式能源技術,解決中國的能源和環(huán)境問題。國家發(fā)改委能源局的一份報告指出:分布式能源是近年來興起的、利用小型設備向用戶提供能源供應的新的能源利用方式,發(fā)展分布式能源是解決缺電和保障供電安全的最佳手段。
分布式能源設備起停方便,負荷調節(jié)靈活,各系統(tǒng)相互獨立,系統(tǒng)的可靠性和安全性較高;此外,分布式能源多采用天然氣、可再生能源等清潔能源為燃料,較之傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)更加環(huán)保。
熱電聯(lián)產(chǎn)是目前典型的分布式能源利用方式,在發(fā)達國家已得到廣泛的推廣利用。丹麥在上世紀80年代前主要依靠幾座大型電站供電。目前,丹麥40%的電力轉由風電和分散的小型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠供應,能源利用效率在80%以上。
以醫(yī)院為例。所必需的能源有:電力、消毒蒸汽、采暖、制冷、空調的除濕和加濕、生活熱水、烘干熱氣,甚至草地上和花棚中的各種肥料等。傳統(tǒng)的方式是從電網(wǎng)架設電線,保障供電,再安裝一臺小型應急發(fā)電機來保障萬一斷電時的電力供應;從熱力公司鋪設熱力管道,建設換熱站用來保障冬季供暖;從天然氣公司鋪設燃氣管道,并安裝蒸汽和熱水鍋爐,以及熱風機,解決消毒和炊事蒸汽、衛(wèi)生熱水和洗衣房烘干,以及冬季空調加濕的需要;使用電力制冷機組在夏季制冷。
而分布式能源系統(tǒng)的解決模式是:在醫(yī)院里安裝一臺或幾臺、小型或微型模塊化發(fā)電機組,利用天然氣和醫(yī)院污水處理設施的沼氣發(fā)電,將發(fā)電之后的廢熱通過余熱鍋爐轉換成為蒸汽。
同時利用醫(yī)院垃圾焚燒進行補充熱量,用蒸汽解決消毒、炊事、采暖和加濕的需要,夏季采用蒸汽吸收式機組制冷,并利用更低溫度的鍋爐廢熱和制冷機組冷卻水中的余熱供應衛(wèi)生熱水,再利用較低溫度的余熱鍋爐排煙作為空調除濕、洗衣房烘干,最后將煙氣注入花卉大棚利用其中的二氧化碳作為氣體肥料,以及廢熱和煙氣中的合成水。
將天然氣中的能量“吃光用盡”,把污染變?yōu)橘Y源,以這種方式來控制資源的“耗散”和保護環(huán)境。使用傳統(tǒng)方式,能源利用效率只有??30%至40%,而使用分布式能源可以將能源的利用效率提高到??80%至90%,甚至更高。
分布式能源深為世界各國的高度重視,普遍認為它將成為人類能源可持續(xù)發(fā)展的一個必經(jīng)階段,成為目前解決資源短缺和環(huán)境污染的最佳技術選擇。
據(jù)了解,目前分布式能源的發(fā)展十分迅猛,在能源系統(tǒng)中的比例不斷提高,正在給能源工業(yè)帶來革命性的變化。特別是近年來,隨著戶用分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展,如屋頂太陽能光伏發(fā)電和燃料電池發(fā)電技術等,家庭已不再單純是能源的消費者,也成為能源的生產(chǎn)者和銷售者。
正如個人微型計算機進入家庭,并逐漸取代巨型計算機的統(tǒng)治地位一樣,在不遠的將來,分布式能源有可能取代集中式能源,成為未來能源工業(yè)發(fā)展的主力軍之一。