徐曉麗

（中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100083）

引言

《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。

1 熱交易機(jī)制

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。

2 熱交易平臺(tái)構(gòu)想

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．

3 熱交易機(jī)制展望

3.1 熱交易中的價(jià)格機(jī)制

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。

3.2 熱交易機(jī)制形式

（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。

3.3 熱交易機(jī)制體系

（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。

結(jié)語(yǔ)

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。