新技術“制造”清潔能源

博涵

10月16日，中德生態(tài)園體驗運營中心主體土建工程順利封頂，園區(qū)整體建設進入了實質(zhì)性階段。這座位于膠州灣西岸的生態(tài)園規(guī)劃總面積達10平方公里，園區(qū)包括高端產(chǎn)業(yè)區(qū)、居住區(qū)、商業(yè)服務區(qū)、生態(tài)景觀區(qū)等。中德生態(tài)園建成后，將成為世界范圍內(nèi)具有廣泛示范意義的高端生態(tài)園區(qū)。

生態(tài)園區(qū)已成為繼經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、技術產(chǎn)業(yè)園后的第三代園區(qū)建設模式。其中，能源規(guī)劃是實現(xiàn)生態(tài)園區(qū)能源系統(tǒng)建設目標的基礎，也是實現(xiàn)園區(qū)其他各項建設指標的保證。立足能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，一些中國企業(yè)正在“重新定義能源”，并以生態(tài)園區(qū)為實驗基地，依托能源科技創(chuàng)新，建立一個全新的能源體系和能源狀態(tài)，從而通過技術創(chuàng)新“制造”能源。

“泛能網(wǎng)”構建生態(tài)園區(qū)

近年來，關于生態(tài)園區(qū)、能源生態(tài)城的說法不絕于耳，但很多人并不清楚真正意義上的生態(tài)園區(qū)。這種新型的能源生態(tài)城概念不僅強調(diào)環(huán)境的生態(tài)，更關注能源的生態(tài)。也就是說，更多考慮的是能源的循環(huán)，對能量實現(xiàn)梯級利用、余能最大回收，對能源全生命周期進行智能化管理，實現(xiàn)“能源的綜合利用”，并最終將能源全部“榨干吃凈”。

舉個例子，用煤發(fā)電的有效溫度在1000～1300℃之間，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的利用方式，1000℃之下和1300℃以上的煤炭能量就被白白浪費了。這導致能源利用效率低下，同時還會產(chǎn)生極大的環(huán)境污染。

“過去，能源是單一的生產(chǎn)，造成效率低下的本質(zhì)是能源、資源和職能的過度浪費，未被開發(fā)的資源錯位。對此，我們提出了一個概念，就是泛能網(wǎng)技術。它是實現(xiàn)能量流、信息流和非能源物質(zhì)流相互耦合的智能協(xié)同網(wǎng)絡化技術，關注能源生產(chǎn)、應用、儲運和再生的全過程?！毙聤W集團首席技術官甘中學博士表示，新奧志在建立真正的新能源體系，打造“能源新常態(tài)”。

根據(jù)甘中學的描述，基于泛能網(wǎng)技術，我們可以看到生態(tài)園區(qū)的內(nèi)能源將呈現(xiàn)一種“智慧”狀態(tài)：在園區(qū)內(nèi)天然氣、太陽能、氣電聯(lián)產(chǎn)、煤氣化生產(chǎn)、微藻生物能源、地熱等多種能源生產(chǎn)方式并存，以最佳方式保障整個城市的能源穩(wěn)定供應。城市中的泛能站，則將天然氣、電能轉化為汽、電、熱等能量，并根據(jù)不同消費載體的能源用量、時間段、使用形式等，實現(xiàn)能源的優(yōu)化補給和調(diào)度。而這些調(diào)度、優(yōu)化、傳輸、使用、流轉等環(huán)節(jié)，都能在泛能服務平臺上一覽無余。

這樣的畫面，未來將會在中德生態(tài)園中真實上演。中德生態(tài)園控制性能源詳細規(guī)劃由新奧集團編制，它是利用泛能網(wǎng)技術將能源、資源和信息耦合在一起，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。在中德生態(tài)園的泛能網(wǎng)規(guī)劃中，我們將建設一個大型的能源供應站，在各個小區(qū)再建一些小型的泛能站，實現(xiàn)1拖N的整體能源供應系統(tǒng)，保證整個能源系統(tǒng)的穩(wěn)定。

新奧泛能技術中心技術人員以辦公和居民用電系統(tǒng)舉例說明：居民用電系統(tǒng)晚上負荷高，白天負荷則接近于零；而辦公用電恰與之相反。原有的居民區(qū)與辦公區(qū)需要分別建設1個100萬千瓦時的配電設施才能滿足用電需要，而利用泛能網(wǎng)技術，完全可以各建一個50萬千瓦時的配電設施，根據(jù)白天居民區(qū)用電少而辦公區(qū)用電多的特點，可以把居民區(qū)盈余能量傳送到辦公區(qū)，夜晚則做反向傳送，將辦公區(qū)盈余能量傳回到居民區(qū)，如此可以在降低能源設施建設成本的前提下，滿足兩個不同區(qū)域的用能需求，從而在總體上減少能源浪費。

技術創(chuàng)新“制造”能源

在化石能源面臨枯竭的警鐘下，如何利用技術創(chuàng)新“制造”能源，成為所有政府和能源企業(yè)必須思考的問題。

事實上，能顯著達到節(jié)能減排效果的“能效改進”本身即是一種新的能源。來自國際能源署的報告顯示，工業(yè)部門消耗了世界1/3的能源，而工業(yè)部門中高達1/4的能耗可以通過應用節(jié)能技術和行為優(yōu)化來加以避免。以新奧泛能網(wǎng)技術為代表的能效改進工程，在應用端解決了能源的高效利用問題，在一定意義上等于“增加了”能源。這些被稱為沒有“剪彩”的能效改進工程，雖然不是一種直接性的可再生能源，但是它的意義卻絲毫不亞于新能源的開發(fā)。

當然，能效改進并不能徹底解決能源枯竭的問題，如何在能源生產(chǎn)端找更好的新型能源和替代能源？新奧通過不斷創(chuàng)新和探索，形成了清潔能源循環(huán)生產(chǎn)技術。這是一系列以煤為基礎的清潔轉化技術總稱，主要包括地下氣化、煤催化氣化及微藻生物吸碳技術等。煤炭通過催化氣化和地下氣化兩種方式，被轉化為合成氣，這種合成氣可以直接用于發(fā)電，或轉化為甲烷（天然氣的主要成分）等產(chǎn)品，轉化過程中產(chǎn)生的二氧化碳、廢水等物質(zhì)，通過微藻生物吸碳技術吸收利用，又可以轉化為生物柴油、化工原料及其他高附加值產(chǎn)品。

中國煤炭資源最為豐富，然而也面臨品質(zhì)不高的現(xiàn)實。新奧的這些技術不僅實現(xiàn)了煤的全價開發(fā)和清潔利用，促進了化石能源和可再生能源的融合、轉化，而且在提高可再生能源使用比例的同時，也降低了煤生產(chǎn)與利用過程中二氧化碳等溫室氣體的排放。

能源的綜合應用方式已經(jīng)成為全球能源發(fā)展的必然趨勢。越來越多的國家開始重視能源綜合化管理，比如德國已經(jīng)在考慮城市能源供應系統(tǒng)，但是，實施起來并不容易，在能源生產(chǎn)和輸配過程，還是回到了原來的老套路，因為電力市場、燃氣市場、熱能市場的價格是獨立的，各個行業(yè)的職能分工也是獨立的。

意圖打破行業(yè)豎井和企業(yè)圍墻，僅僅依靠新奧的技術以及它們在各個項目中的建設是遠遠不夠的，要想真正實現(xiàn)通過技術創(chuàng)新規(guī)?；爸圃臁蹦茉?，既涉及政府的政策扶持力度與資源配置力度，也涉及企業(yè)自身的研發(fā)實力與創(chuàng)新精神。這些問題都需要政府和企業(yè)之間的通力合作去一一化解。