分布式能源是世界能源發(fā)展的最新方向,也是與信息時(shí)代相伴而生的互聯(lián)網(wǎng)式的能源系統(tǒng)。它通過分布在用戶端的小型、微型智能化能源梯級(jí)利用系統(tǒng),以及與之配合的各種可再生能源就近滿足用戶對(duì)電力、熱力、制冷、生活熱水、除濕,以及氣體肥料等多方面的需求,實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源“吃光用盡”式的深度綜合利用,將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低。而分布能源系統(tǒng)的載體是建筑物,它將成為今后建筑物中的一個(gè)重要組成設(shè)施,并與建筑物本事,以及建筑的智能控制系統(tǒng)完全整合。
隨著能源技術(shù)的發(fā)展,特別是天然氣的廣泛利用,改變了人們對(duì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的基本觀念。與使用傳統(tǒng)的煤炭資源不同,在天然氣轉(zhuǎn)換中,大、中、小型和微型系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換效率差異甚小,而轉(zhuǎn)換裝置越靠近需求側(cè),不僅損耗越低,可利用的溫度區(qū)間也越大,對(duì)于大型發(fā)電設(shè)施,150℃以下的熱量幾乎完全沒有用,而在建筑物中,即使是30℃以下的溫水也有其廣泛需求。因此,只有將能源轉(zhuǎn)換裝置安裝在用戶一側(cè),對(duì)于資源的充分利用才可能產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍。
環(huán)境是人類關(guān)心的另一大問題,至今人類還未發(fā)現(xiàn)一種真正對(duì)環(huán)境完全沒有負(fù)面影響的能源系統(tǒng),即便是風(fēng)能和太陽能。德國大量建造風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,結(jié)果給鳥類帶來了厄運(yùn),因而不得不增加農(nóng)藥的施放量來減輕蟲害的影響;而大量使用太陽能,需要采用鉛酸電池蓄能,從而帶來更嚴(yán)重的鉛和化學(xué)物質(zhì)的污染。因此,解決環(huán)境問題的關(guān)鍵在于徹底變革我們基于傳統(tǒng)能源利用技術(shù)觀念、系統(tǒng)和方式,在信息技術(shù)的依托下,盡量以較低的代價(jià)來滿足人類日趨增加的需求。分布能源正是“變革”的關(guān)鍵,它不僅可以將能源利用效率提高到一個(gè)空前的水平,還可以充分利用智能建筑系統(tǒng)所提供的信息,與建筑一起對(duì)需求實(shí)現(xiàn)同步優(yōu)化。并利用建筑物中污水和垃圾等廢棄物產(chǎn)生的沼氣、余熱來減少對(duì)燃料資源的消耗,通過溫度對(duì)口的梯級(jí)利用,盡力實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的全能量利用,再通過較分散的排放,利用周邊植被和建筑物中的植物暖棚盡力吸附污染物,并使之資源化。通過相對(duì)平衡,以實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)。
建筑是分布能源的主要載體
分布式能源可以服務(wù)于各種用能項(xiàng)目,例如:工廠、商業(yè)、醫(yī)院、賓館、學(xué)校、辦公設(shè)施,以及居民住宅等,而建筑是其最主要的載體。在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中,能源的供應(yīng)主要通過大型發(fā)電廠、大型供熱站來提供,而分布式能源是直接安裝在用戶端的能源設(shè)施,它將最終同暖氣空調(diào)設(shè)備一樣成為用戶能源設(shè)施的一部分。
將能源系統(tǒng)與建筑放在一起優(yōu)化整合,無疑無論對(duì)于能源,還是建筑,都將是一次空前的革命。這不僅是建筑業(yè)的一個(gè)全新選擇,對(duì)于城市現(xiàn)有的各種能源供應(yīng)體系,以及城市規(guī)劃都將是一次劃時(shí)代的革命,城市將從那些煩亂的纜購系統(tǒng)中解放出來,使建筑設(shè)計(jì)師們不在受制于系統(tǒng)的規(guī)劃的限制。
分布能源與電網(wǎng)可以是一種補(bǔ)充關(guān)系,也可以相互獨(dú)立,從嚴(yán)格意義上,它可以完全不需要電網(wǎng),但是如若于城市電網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化,不僅可以減少建筑的電力系統(tǒng)投資和提高系統(tǒng)安全性,同時(shí)也可以改善電網(wǎng)用電結(jié)構(gòu),是電網(wǎng)和發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性得以優(yōu)化;分布能源與燃?xì)夤芫W(wǎng)是一種依存關(guān)系,分布能源是一種網(wǎng)絡(luò)化能源系統(tǒng),而這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該是建筑在燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)上,但是它也可以依靠液化天然氣和液化石油氣,或者沼氣等其他燃料資源,石油管道燃?xì)獠皇堑倪x擇;分布能源可以依靠現(xiàn)場(chǎng)控制,也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,它依靠現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)、寬帶信息網(wǎng)絡(luò),或者無線通訊網(wǎng)絡(luò),不受制于任何一種通訊系統(tǒng);但與城市集中熱力管網(wǎng)既可以是一種替代關(guān)系,也可以是補(bǔ)充關(guān)系,每一個(gè)項(xiàng)目可以根據(jù)自身資源的不同,優(yōu)化出一種方式。也許對(duì)于某些用戶只利用分布能源解決部分安全電力和全年持續(xù)需要供應(yīng)的生活熱水是方案,它依然可以使用集中供熱系統(tǒng)提供的更廉價(jià)的季節(jié)性能源。所以分布能源是一種十分靈活,而又非常富有創(chuàng)造性的能源技術(shù)。
在歐洲,歐盟決定到2010年將其熱電聯(lián)產(chǎn)的比例增加1倍,提高到總發(fā)電比例的18%。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)將主要依靠100kW以下的用戶能源系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn);
在美國,國務(wù)院宣布到2010年將熱電聯(lián)產(chǎn)容量在1998年的基礎(chǔ)上翻一番,達(dá)到46GW。能源部為實(shí)現(xiàn)該計(jì)劃,要求聯(lián)邦政府25%的建筑物需采用分布式熱電(冷)系統(tǒng),到2020年所有聯(lián)邦政府建筑以及50%接受聯(lián)邦政府資助的機(jī)構(gòu)須采用該技術(shù);
在日本,截止2000年底,已建熱電(冷)系統(tǒng)共1413個(gè),平均容量477kW,主要是小型系統(tǒng)。2001、2002兩年僅東京燃?xì)夤疽患揖桶惭b了超過700套30-60kW的微型燃?xì)鉄犭姡ɡ洌┫到y(tǒng)。
為什么發(fā)達(dá)國家如此重視發(fā)展小型、微型熱電(冷)系統(tǒng)?根本原因當(dāng)然是出于節(jié)能和環(huán)保因素的考慮,同時(shí)還有一個(gè)至關(guān)重要的原因就是這些分布系統(tǒng)將成為建筑物能源系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,為建筑的電力供應(yīng)安全提供了保證。這是“911恐怖襲擊事件”發(fā)生以來各國空前重視的一個(gè)問題。隨著信息社會(huì)的發(fā)展,人類對(duì)電的依存度越來越大,沒有電力一切文明將會(huì)重歸于零。特別是大力發(fā)展中的智能建筑,如果沒有電力不要說樓上上不去,下下不來,恐怕連門都無法打開。而分布在用戶端中的發(fā)電機(jī)組,可以使建筑物不依賴脆弱的電網(wǎng)系統(tǒng),提高建筑物自身能源系統(tǒng)的安全系數(shù)。
專家預(yù)測(cè)2040年世界能源供應(yīng)能力將達(dá)到頂點(diǎn),從此能源價(jià)格將永遠(yuǎn)不會(huì)下跌,而中國、印度等大國的快速崛起將必然使矛盾加劇和提前。能源資源的爭(zhēng)奪將是21世紀(jì)最主要的戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)火索。美英攻打伊拉克,其控制世界石油資源的目的路人皆知,而戰(zhàn)爭(zhēng)將很可能導(dǎo)致全世界能源價(jià)格的急速上升,能源利益將會(huì)從根本上改變世界國家關(guān)系的準(zhǔn)則,也會(huì)改變我們的行為模式。盡其可能地節(jié)約能源,將是維系平衡的關(guān)鍵。建筑作為能源使用的基本單元,也是節(jié)能的核心元素。擁有一個(gè)安全高效的能源系統(tǒng),不僅在微觀上保證了人們的能源安全,也將在宏觀上為國家能源安全和世界的和平做出貢獻(xiàn)。對(duì)于那些使用建筑物的普通人來說,從長遠(yuǎn)看,能源的價(jià)格勢(shì)必日益攀升,擁有一個(gè)安全高效的能源系統(tǒng),將為他們節(jié)約大量寶貴的金錢,為使用者和擁有者帶來直接連續(xù)的效益。
人類發(fā)展的道路可以各不相同,但是人類文明的方向卻是一致的。如同電腦、手機(jī)、因特網(wǎng)一樣,在采用分布能源技術(shù)上中國也必將會(huì)與發(fā)達(dá)國家同步齊驅(qū)。這不是哪一個(gè)利益集團(tuán)可以阻擋的了的,“人們可以不喜歡它,卻不可能回避它?!庇绕鋵?duì)于建筑開發(fā)商,面對(duì)那些能夠在不增加或少增加造價(jià)而實(shí)現(xiàn)廉價(jià)熱電冷多聯(lián)供的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手面前,市場(chǎng)這只無形的手將會(huì)做出選擇。
隨著能源技術(shù)的發(fā)展,特別是天然氣的廣泛利用,改變了人們對(duì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的基本觀念。與使用傳統(tǒng)的煤炭資源不同,在天然氣轉(zhuǎn)換中,大、中、小型和微型系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換效率差異甚小,而轉(zhuǎn)換裝置越靠近需求側(cè),不僅損耗越低,可利用的溫度區(qū)間也越大,對(duì)于大型發(fā)電設(shè)施,150℃以下的熱量幾乎完全沒有用,而在建筑物中,即使是30℃以下的溫水也有其廣泛需求。因此,只有將能源轉(zhuǎn)換裝置安裝在用戶一側(cè),對(duì)于資源的充分利用才可能產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍。
環(huán)境是人類關(guān)心的另一大問題,至今人類還未發(fā)現(xiàn)一種真正對(duì)環(huán)境完全沒有負(fù)面影響的能源系統(tǒng),即便是風(fēng)能和太陽能。德國大量建造風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,結(jié)果給鳥類帶來了厄運(yùn),因而不得不增加農(nóng)藥的施放量來減輕蟲害的影響;而大量使用太陽能,需要采用鉛酸電池蓄能,從而帶來更嚴(yán)重的鉛和化學(xué)物質(zhì)的污染。因此,解決環(huán)境問題的關(guān)鍵在于徹底變革我們基于傳統(tǒng)能源利用技術(shù)觀念、系統(tǒng)和方式,在信息技術(shù)的依托下,盡量以較低的代價(jià)來滿足人類日趨增加的需求。分布能源正是“變革”的關(guān)鍵,它不僅可以將能源利用效率提高到一個(gè)空前的水平,還可以充分利用智能建筑系統(tǒng)所提供的信息,與建筑一起對(duì)需求實(shí)現(xiàn)同步優(yōu)化。并利用建筑物中污水和垃圾等廢棄物產(chǎn)生的沼氣、余熱來減少對(duì)燃料資源的消耗,通過溫度對(duì)口的梯級(jí)利用,盡力實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的全能量利用,再通過較分散的排放,利用周邊植被和建筑物中的植物暖棚盡力吸附污染物,并使之資源化。通過相對(duì)平衡,以實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)。
建筑是分布能源的主要載體
分布式能源可以服務(wù)于各種用能項(xiàng)目,例如:工廠、商業(yè)、醫(yī)院、賓館、學(xué)校、辦公設(shè)施,以及居民住宅等,而建筑是其最主要的載體。在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中,能源的供應(yīng)主要通過大型發(fā)電廠、大型供熱站來提供,而分布式能源是直接安裝在用戶端的能源設(shè)施,它將最終同暖氣空調(diào)設(shè)備一樣成為用戶能源設(shè)施的一部分。
將能源系統(tǒng)與建筑放在一起優(yōu)化整合,無疑無論對(duì)于能源,還是建筑,都將是一次空前的革命。這不僅是建筑業(yè)的一個(gè)全新選擇,對(duì)于城市現(xiàn)有的各種能源供應(yīng)體系,以及城市規(guī)劃都將是一次劃時(shí)代的革命,城市將從那些煩亂的纜購系統(tǒng)中解放出來,使建筑設(shè)計(jì)師們不在受制于系統(tǒng)的規(guī)劃的限制。
分布能源與電網(wǎng)可以是一種補(bǔ)充關(guān)系,也可以相互獨(dú)立,從嚴(yán)格意義上,它可以完全不需要電網(wǎng),但是如若于城市電網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化,不僅可以減少建筑的電力系統(tǒng)投資和提高系統(tǒng)安全性,同時(shí)也可以改善電網(wǎng)用電結(jié)構(gòu),是電網(wǎng)和發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性得以優(yōu)化;分布能源與燃?xì)夤芫W(wǎng)是一種依存關(guān)系,分布能源是一種網(wǎng)絡(luò)化能源系統(tǒng),而這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該是建筑在燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)上,但是它也可以依靠液化天然氣和液化石油氣,或者沼氣等其他燃料資源,石油管道燃?xì)獠皇堑倪x擇;分布能源可以依靠現(xiàn)場(chǎng)控制,也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,它依靠現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)、寬帶信息網(wǎng)絡(luò),或者無線通訊網(wǎng)絡(luò),不受制于任何一種通訊系統(tǒng);但與城市集中熱力管網(wǎng)既可以是一種替代關(guān)系,也可以是補(bǔ)充關(guān)系,每一個(gè)項(xiàng)目可以根據(jù)自身資源的不同,優(yōu)化出一種方式。也許對(duì)于某些用戶只利用分布能源解決部分安全電力和全年持續(xù)需要供應(yīng)的生活熱水是方案,它依然可以使用集中供熱系統(tǒng)提供的更廉價(jià)的季節(jié)性能源。所以分布能源是一種十分靈活,而又非常富有創(chuàng)造性的能源技術(shù)。
在歐洲,歐盟決定到2010年將其熱電聯(lián)產(chǎn)的比例增加1倍,提高到總發(fā)電比例的18%。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)將主要依靠100kW以下的用戶能源系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn);
在美國,國務(wù)院宣布到2010年將熱電聯(lián)產(chǎn)容量在1998年的基礎(chǔ)上翻一番,達(dá)到46GW。能源部為實(shí)現(xiàn)該計(jì)劃,要求聯(lián)邦政府25%的建筑物需采用分布式熱電(冷)系統(tǒng),到2020年所有聯(lián)邦政府建筑以及50%接受聯(lián)邦政府資助的機(jī)構(gòu)須采用該技術(shù);
在日本,截止2000年底,已建熱電(冷)系統(tǒng)共1413個(gè),平均容量477kW,主要是小型系統(tǒng)。2001、2002兩年僅東京燃?xì)夤疽患揖桶惭b了超過700套30-60kW的微型燃?xì)鉄犭姡ɡ洌┫到y(tǒng)。
為什么發(fā)達(dá)國家如此重視發(fā)展小型、微型熱電(冷)系統(tǒng)?根本原因當(dāng)然是出于節(jié)能和環(huán)保因素的考慮,同時(shí)還有一個(gè)至關(guān)重要的原因就是這些分布系統(tǒng)將成為建筑物能源系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,為建筑的電力供應(yīng)安全提供了保證。這是“911恐怖襲擊事件”發(fā)生以來各國空前重視的一個(gè)問題。隨著信息社會(huì)的發(fā)展,人類對(duì)電的依存度越來越大,沒有電力一切文明將會(huì)重歸于零。特別是大力發(fā)展中的智能建筑,如果沒有電力不要說樓上上不去,下下不來,恐怕連門都無法打開。而分布在用戶端中的發(fā)電機(jī)組,可以使建筑物不依賴脆弱的電網(wǎng)系統(tǒng),提高建筑物自身能源系統(tǒng)的安全系數(shù)。
專家預(yù)測(cè)2040年世界能源供應(yīng)能力將達(dá)到頂點(diǎn),從此能源價(jià)格將永遠(yuǎn)不會(huì)下跌,而中國、印度等大國的快速崛起將必然使矛盾加劇和提前。能源資源的爭(zhēng)奪將是21世紀(jì)最主要的戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)火索。美英攻打伊拉克,其控制世界石油資源的目的路人皆知,而戰(zhàn)爭(zhēng)將很可能導(dǎo)致全世界能源價(jià)格的急速上升,能源利益將會(huì)從根本上改變世界國家關(guān)系的準(zhǔn)則,也會(huì)改變我們的行為模式。盡其可能地節(jié)約能源,將是維系平衡的關(guān)鍵。建筑作為能源使用的基本單元,也是節(jié)能的核心元素。擁有一個(gè)安全高效的能源系統(tǒng),不僅在微觀上保證了人們的能源安全,也將在宏觀上為國家能源安全和世界的和平做出貢獻(xiàn)。對(duì)于那些使用建筑物的普通人來說,從長遠(yuǎn)看,能源的價(jià)格勢(shì)必日益攀升,擁有一個(gè)安全高效的能源系統(tǒng),將為他們節(jié)約大量寶貴的金錢,為使用者和擁有者帶來直接連續(xù)的效益。
人類發(fā)展的道路可以各不相同,但是人類文明的方向卻是一致的。如同電腦、手機(jī)、因特網(wǎng)一樣,在采用分布能源技術(shù)上中國也必將會(huì)與發(fā)達(dá)國家同步齊驅(qū)。這不是哪一個(gè)利益集團(tuán)可以阻擋的了的,“人們可以不喜歡它,卻不可能回避它?!庇绕鋵?duì)于建筑開發(fā)商,面對(duì)那些能夠在不增加或少增加造價(jià)而實(shí)現(xiàn)廉價(jià)熱電冷多聯(lián)供的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手面前,市場(chǎng)這只無形的手將會(huì)做出選擇。