徐曉麗
(中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100083)
《中國(guó)建筑能耗報(bào)告(2018)》顯示:2016 年建筑能耗為8.99億噸標(biāo)煤,占全國(guó)能源消費(fèi)總量的20.6%[1]。其中,采暖和制冷為能耗占比最大的項(xiàng)目。在北方地區(qū),隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程推進(jìn),與城市發(fā)展嚴(yán)重不相匹配的是集中供熱熱源不足、城市管網(wǎng)輸送能力有限等諸多難題。更令人堪憂的是環(huán)境狀況,霧霾一次次來(lái)襲,社會(huì)、交通、公眾健康等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題頻頻被提及。發(fā)改委也力推《余熱暖民工程實(shí)施方案》[2]。城市集中供熱所需要的能源品位較低,完全可以通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)工業(yè)余熱與城市供熱熱源的能級(jí)匹配。但是,目前實(shí)施過(guò)程并不理想。筆者認(rèn)為只有建立一種合理的可雙贏的基礎(chǔ)的機(jī)制,才可以實(shí)現(xiàn)低品位熱源的社會(huì)化。該機(jī)制的形成將以一種公共平臺(tái)的形式,將低品位熱源熱值、集中供熱供冷價(jià)格、節(jié)能減排指標(biāo)、工業(yè)企業(yè)(如鋼鐵廠)產(chǎn)品附加值提升、供熱企業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等作為一個(gè)整體體系進(jìn)行考核。將單一的企業(yè)個(gè)體行為提升為城市市政服務(wù)體系,實(shí)現(xiàn)其社會(huì)化功能。該機(jī)制是落實(shí)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、降低成本,提高鋼鐵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、全方位整合資源以優(yōu)化用能的重要舉措。
本文首次提出的“熱交易機(jī)制”,其實(shí)就是建立一種市場(chǎng)交易機(jī)制,將低品位余熱作為一種商品,其目的是實(shí)現(xiàn)能源的高效利用,降低綜合能耗,以全局的認(rèn)識(shí)高度進(jìn)行資源整合和優(yōu)化匹配。
以鋼鐵廠為例,為實(shí)現(xiàn)熱交易,首先需收集鋼鐵廠基于煉鋼長(zhǎng)流程或短流程的工藝的潛在余熱資源并根據(jù)不同溫度等級(jí)以及不同種類(如煙氣余熱、低壓蒸汽余熱、熱水余熱、固體顯熱余熱、熱泵驅(qū)動(dòng)熱源)進(jìn)行類別劃分,以熱值可實(shí)現(xiàn)的供冷、供熱面積、可產(chǎn)生發(fā)電量、電價(jià)等作為測(cè)算依據(jù),建立熱交易后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí),在不同的熱源點(diǎn)設(shè)立溫度、壓力、流量傳感器,通過(guò)DCS 集散控制中心將中央管理站與遠(yuǎn)程終端連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、歷史歸檔。在確定的統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)采取積分算法提供熱交易當(dāng)量值。
本文提出的熱交易平臺(tái)構(gòu)架如圖1 所示。
圖1 熱交易平臺(tái)框圖
該平臺(tái)采用C/S 多層結(jié)構(gòu),含有服務(wù)器、客戶端、控制端層。通過(guò)設(shè)置虛擬門市進(jìn)行余熱交易。
交易平臺(tái)內(nèi)包含有信息發(fā)布、用戶登錄、余熱價(jià)值評(píng)估、余熱需求量預(yù)測(cè)、余熱需求量核定、余熱競(jìng)價(jià)、電子招投標(biāo)余熱交易組成的交易前處理模塊、由合同生成、合同解除的合同模塊以及由余熱資源量計(jì)量、財(cái)務(wù)核算、減排量核算構(gòu)成的交易后處理模塊。為了保證交易順利進(jìn)行,平臺(tái)還設(shè)置了由交易額、交易量認(rèn)定、第三方支付監(jiān)管組成的交易保障模塊共同構(gòu)建成熱交易平臺(tái)。同時(shí),平臺(tái)還設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,可進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔整理。
利用該交易平臺(tái)可實(shí)時(shí)顯示交易指令、電子合同、交易金額、支付狀況及歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)將貨幣機(jī)制引入余熱利用系統(tǒng),在雙贏的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)個(gè)體余熱資源的社會(huì)化利用。
具體實(shí)施方式為:通過(guò)在不同客戶端安裝熱交易平臺(tái)系統(tǒng),并通過(guò)登錄系統(tǒng)檢測(cè)進(jìn)入系統(tǒng),余熱擁有方與余熱需求方均可通過(guò)平臺(tái)發(fā)布信息。余熱資源可以各種載體形式出現(xiàn)(氣體、固體、液體),供需雙方根據(jù)余熱的熱值、潛在發(fā)電量、做工能力、動(dòng)力燃料價(jià)格、當(dāng)量供熱/供冷/供熱水負(fù)荷、當(dāng)量減排指標(biāo)等對(duì)不同的余熱資源進(jìn)行熱評(píng)估,需求方則根據(jù)負(fù)荷量進(jìn)行近期余熱需求量的核定和遠(yuǎn)期不同余熱資源的需求量的預(yù)測(cè)進(jìn)行電子招投標(biāo),有意向的余熱擁有方則通過(guò)身份認(rèn)證系統(tǒng)參與投標(biāo),經(jīng)過(guò)博弈后,中標(biāo)方與需要方可簽署電子合同完成交易前處理程序。合同簽署后,雙方即開通熱交易通道并進(jìn)行余熱資源量計(jì)量,并啟用采取含溫度、壓力、流量的多維計(jì)量體系。按照合同約定,雙方定期核對(duì)余熱資源量、余熱資源交易額,并由余熱需求方及時(shí)支付費(fèi)用給余熱提供方。為了保障交易的公平性,需由第三方機(jī)構(gòu)參與余熱資源交易量、交易額、支付額、當(dāng)量減排量的核定。如果一方違背合同,可及時(shí)終止合同并賠付相應(yīng)的違約金。
當(dāng)然,合同期滿后,雙方可續(xù)簽或終止合同,重新進(jìn)入信息發(fā)布、交易前處理模塊、后處理模塊及保障模塊,如此重復(fù)進(jìn)行。
證法2 (構(gòu)造等腰三角形法)如圖4,延長(zhǎng)ED,交OC延長(zhǎng)線于點(diǎn)G,作EF⊥OC,垂足為F,則四邊形OAEF、CBEF都是矩形.所以FC=EB,OF=AE.由AB∥OC,可得∠G=∠BEG=∠B′EG.進(jìn)而GB′=EB′.所以FC=GB′.從而FB′=CG.
本著市場(chǎng)所倡導(dǎo)的雙贏機(jī)制,以提出方和接受方效益最大化為導(dǎo)向,在成本、收益、利潤(rùn)、采暖熱負(fù)荷約束條件下,在熱交易的余熱價(jià)值評(píng)估時(shí),應(yīng)引入能質(zhì)系數(shù)作為余熱價(jià)格基礎(chǔ)定價(jià)要素,同時(shí)需要從市場(chǎng)機(jī)制出發(fā),以供>求、供=求、供<求等幾種狀況進(jìn)行余熱價(jià)格修正。此外,還需從能源利用體系考慮,增加余熱回收后對(duì)原有系統(tǒng)的影響,進(jìn)一步修正價(jià)格,如循環(huán)水熱回收節(jié)約電等。
(1)資源獨(dú)有型
是指余熱資源的歸屬具有唯一性。
(2)利益共享型
采用EMC 或其他方式,共同開發(fā)、投資、形成副產(chǎn)品進(jìn)行余熱資源交易。
(3)指標(biāo)交易型
在節(jié)能減排指標(biāo)的考核下,以指標(biāo)為主要交易目的進(jìn)行余熱資源交易。
(1)資源系統(tǒng)
資源系統(tǒng)包括資源類型、資源數(shù)量、資源價(jià)格等主要數(shù)據(jù)庫(kù)。
(2)保障體系
為保證交易平臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn),需在自我監(jiān)督的基礎(chǔ)上,設(shè)立第三方監(jiān)督機(jī)構(gòu),進(jìn)行審計(jì)和支付監(jiān)管。
(3)計(jì)量系統(tǒng)
計(jì)量系統(tǒng)是指按照統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量方式進(jìn)行余熱資源使用量的計(jì)量,同時(shí)需要制定相應(yīng)的計(jì)量誤差分析和處理及儀器儀表校準(zhǔn)辦法。
(4)交易系統(tǒng)
交易系統(tǒng)包含合同管理、招投標(biāo)、財(cái)務(wù)管理、交易量、交易額處理、減排量核算等多個(gè)子系統(tǒng)。
(5)調(diào)配體系
所謂調(diào)配,是一種基于動(dòng)態(tài)調(diào)配的柔性調(diào)控體系。由于供熱/冷負(fù)荷具有很強(qiáng)的時(shí)變性,在交易機(jī)制中,通過(guò)效益分析,可柔性調(diào)配各種能源等級(jí)的余熱資源的利用。
從“十一五”到“十三五”節(jié)能減排一直都視為政府的長(zhǎng)期重點(diǎn)工作。如何合理的實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用是降低能耗的重要方向,熱交易機(jī)制通過(guò)引入市場(chǎng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)資源的社會(huì)化,有效融合工業(yè)節(jié)能和建筑節(jié)能,可為節(jié)能降耗提供新的思路和方法。