徐曉麗

（中國電子工程設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100083）

引言

《中國建筑能耗報(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，霧霾一次次來襲，社會(huì)、交通、公眾健康等社會(huì)熱點(diǎn)問題頻頻被提及。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。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：通過在不同客戶端安裝熱交易平臺(tái)系統(tǒng)，并通過登錄系統(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身份認(rèn)證系統(tǒng)參與投標(biāo)，經(jīng)過博弈后，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ED，交OC延長線于點(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、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。

（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

從“十一五”到“十三五”節(jié)能減排一直都視為政府的長期重點(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。