雙良節(jié)能股份有限公司低碳設(shè)計院副院長張振新做了主題為《數(shù)字化驅(qū)動的全生命周期碳中和解決方案》的報告。
以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實錄進(jìn)行整理。
張振新:感謝主持人,感謝大會的邀請。今天應(yīng)該說非常容幸能夠代表雙良在這里給各位做一個介紹。
因為這次會議主要是分布式能源,我這里也對我們分布式能源方面做一下介紹。今天上午很多專家也提到,應(yīng)該說在20年前分布式能源引入中國,最早的一個思路是利用天然氣,冷熱電聯(lián)共來提供分布式能源系統(tǒng)。而上午很多的專家和領(lǐng)導(dǎo)都提到,從近期來說分布式能源系統(tǒng)還是會有更多的應(yīng)用。但是從中遠(yuǎn)期來說,這種風(fēng)光水氣氫分布式能源系統(tǒng)可能是一種應(yīng)用更廣泛,或者說在碳中和目標(biāo)下的一個常態(tài)。
我這里做一個演示,上面的部分實際上就是目前我們以天然氣作為能源,作為原料,通過分布式能源發(fā)電,利用它的煙氣進(jìn)行制冷和供熱,這是我們目前通用的分布式能源系統(tǒng)。而采用風(fēng)光水氣氫,我理解就是可再生能源這個層面利用光伏和風(fēng)電,利用水電,還有一些其他的可再生資源產(chǎn)生的綠電,當(dāng)然冷熱是沒有任何問題的,我們用電解水制氫,給氫做氯胺,包括上午大家還提到了制甲醇這些作為化工原料,當(dāng)然也可以進(jìn)行儲能,也可以直接轉(zhuǎn)化為制機械能而實現(xiàn)我們的分布式能源系統(tǒng)。
當(dāng)然,如果說我們天然氣能源系統(tǒng),我這兒畫了一個煙氣測試US,我們二氧化碳普及以后,加上我們遠(yuǎn)期的風(fēng)光水氣氫儲分布式能源系統(tǒng),最終可以實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。今天,我講的內(nèi)容主要圍繞著這些方面進(jìn)行介紹。
應(yīng)該說,我們雙良在能源領(lǐng)域碳中和,我們減碳的目標(biāo)和大的方向是一樣的,第一個是在能源的供給側(cè),我們采用一些低碳零碳的能源來取代傳統(tǒng)的化石能源;第二個是能源需求側(cè),今天上午我們的吳局長講到的,我們一方面要使用清潔能源或者說零碳能源,另外也要節(jié)能,實際上就是提高能源的利用效率來降低碳。還有就是剛才我提到的,今天好多的專家也提到碳普及來減少我們二氧化碳的排放技術(shù)。
我們的碳中和綜合解決方案,我們把它列了一張圖表,這里比較小,但是沒關(guān)系,我們后面還要展開。我們從大的層面來說,我們從能源的供給側(cè)和需求側(cè)進(jìn)行一個分類。
供給側(cè)包括光伏、制氫、天然氣、分布式能源、儲能;能源需求側(cè)節(jié)能、余熱余壓的應(yīng)用、清潔能源供熱、管理的能源降低;支撐體系主要是通過氟碳技術(shù),包括上午領(lǐng)導(dǎo)提到的碳匯技術(shù)來減碳。
我們雙良主持人剛才也說了,我們公司應(yīng)該是從節(jié)能裝備起步的,說通俗一點就是制冷機,我們現(xiàn)在天然氣分布式能源里面用的煙氣熱水型的制冷機,就是我們從80年代開始生產(chǎn)的產(chǎn)品。我們這里叫吸收式制冷和熱泵裝備。90年代做了壓縮式的制冷熱泵,換熱器主要為一些世界500強提供高端裝備。
公司在2000年左右進(jìn)入了節(jié)水領(lǐng)域,我們叫供冷。鍋爐應(yīng)該說是最早97年,做燃?xì)忮仩t。到了16年、17年的時候開始做電機鍋爐,一會兒我會做介紹。另外一個比較大的調(diào)整就是從2000年以后,我們進(jìn)入了光伏領(lǐng)域,我們在內(nèi)蒙投資了將近200億做單金硅和組建公司,以及我們?nèi)ツ晖懂a(chǎn)的制氫裝備,應(yīng)該說我們雙良的碳中和解決方案主要是依托我們這一些自有,另外在行業(yè)里還是比較領(lǐng)先的低碳或者是零碳技術(shù),加上我們的數(shù)字化管理技術(shù),來給大家提供裝備服務(wù)。
首先,我介紹一下我們在能源供給側(cè),也就是分布式能源系統(tǒng)的低碳技術(shù)。第一,自然是光伏。光伏我們剛才提到,我們進(jìn)入這個賽道還比較早,我們在二零一幾的時候我們就介入了,當(dāng)時我們是給多晶硅行業(yè)提供還原爐,提供還原裝備。在2020年,我們開始利用多晶硅為原料,拉金做單金貴泵和片。包括去年我們投資了組建工廠,直接提供光伏組建給用戶提供服務(wù)。另外,我們自己在無錫有一個能源公司,來提供分布式能源的數(shù)字化服務(wù)。具體的產(chǎn)品,還原爐應(yīng)該是我們在行業(yè)里做的比較大,實際上這個產(chǎn)品也是替代進(jìn)口的一個產(chǎn)品,解決我們多晶硅還原行業(yè)的一個核心技術(shù),之前應(yīng)該說都是一些進(jìn)口裝備,我們進(jìn)入這個行業(yè)以后代替了進(jìn)口,市占率達(dá)到了70%以上,我們的核心客戶都是一些國內(nèi)做多晶硅比較大的一些企業(yè)。
另外,我們自己直接投資了140個億,規(guī)模以應(yīng)該是100GW的單金硅材料,硅片和硅棒。我們主要的用戶,這個就服務(wù)的更廣泛了,主要做一些光伏、電池、包括組建的一些工程。當(dāng)然,我們自己也消化了我們的單金硅材料的20%,建立了20GW的組建工廠,直接生產(chǎn)我們的單金硅組建產(chǎn)品,直接服務(wù)于我們的電力行業(yè)和能源行業(yè),來提供我們一些高效的光伏組建,包括常規(guī)的一些P型和N型的182和210的一些光伏組建產(chǎn)品。
除了提供我們的硬件以外,我們還有提供整體解決方案。我們從勘探、規(guī)劃、設(shè)計、工程實施、運維全流程的一個分布式光伏的服務(wù),提供數(shù)字化的管理平臺。依靠我們數(shù)字化的光伏技術(shù),來配套我們的一些物能設(shè)備,制冷或者是供熱提供一些高效的運維。具體的應(yīng)用方面,一般就是工業(yè)企業(yè)屋頂?shù)墓夥@個就大一點,這是一個制鋼企業(yè),它是5.96GW的屋頂光伏系統(tǒng),里面的發(fā)電量達(dá)到了566萬度電。
第二個部分,電解制氫。剛才段教授介紹的是光能制氫,我們這個還是比較傳統(tǒng)的電解制氫。電解制氫主要路線有四種,我們現(xiàn)在目前行業(yè)里用的最多的或者是成本比較低,單臺的容量可以做的比較大的是第一種,就是堿性水制氫—ELK工藝。我們雙良就是利用了這種工藝來進(jìn)行制氫的,包括從電源側(cè),電解槽以及氣液分離和純化,整個成套的系統(tǒng)我們都可以為用戶來提供服務(wù)。
我們生產(chǎn)的核心裝備是電解槽,應(yīng)該說通過我們的技術(shù)研發(fā),我們國家技術(shù)中心進(jìn)行的研發(fā),我們現(xiàn)在開發(fā)出來的新一代堿性電解水電解槽,我們有幾個指標(biāo)屬于行業(yè)第一的。第一個,它的直流能耗,因為電解水平直流電,它的能耗指標(biāo)在2500電力的情況下,它可以小于4度電,小于4個千瓦時,有3.992千瓦時。符合范圍最低可以從20—100條,它特別的適合于我們的風(fēng)電和光伏,光伏的發(fā)電量減少了,這樣的情況下它的波動非常大,而我們的電解槽可以實現(xiàn)20—100%的符合條件范圍。響應(yīng)速率每秒鐘10%,熱啟動時間小于10秒。單個小電解槽,我們現(xiàn)在目前2000立方米的屬于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,下一步的3000,更多的我們都會進(jìn)行開發(fā)。
核心裝備,包括剛才講的電解槽和后處理,包括電源系統(tǒng),以及我們的數(shù)字化服務(wù)。當(dāng)然,包括核心設(shè)備以外還有一些光伏系統(tǒng),比如說它的解液冷卻,它需要冷卻水,我們雙良的空冷節(jié)水系統(tǒng),正好用在這里。另外,它的解液屬于高溫水,也不算很高,90度的解液,對我們來說就是屬于余熱,我們用余熱來制冷,制出的冷水可以用來純化,氣液分離這樣的技術(shù),也可以實現(xiàn)節(jié)能。
當(dāng)然,從光源來說我們有高效的組建,利用我們的云管理平臺可以提供云聯(lián)一體化的智能化服務(wù),提高整個制氫系統(tǒng)的一個能效和可靠性。
這是我們用的一些典型案例,目前主要是在內(nèi)蒙等一些做多晶硅和光伏的企業(yè)。當(dāng)然,制氫作為原料,上午很多專家和領(lǐng)導(dǎo)都介紹過,作為原料可以做合成氨,利用空風(fēng)技術(shù)產(chǎn)生的氮氣,和我們的氯氫做成合成氨,合成氨下游做尿素或者是做一些氯胺,這樣的產(chǎn)品應(yīng)該說就非常的廣泛。
另外,上午也有專家提到,可以用二氧化碳和電解制氫做甲醇,我們叫綠色甲醇,這種應(yīng)該作為一個基礎(chǔ)原料,應(yīng)用的范圍也是非常廣泛的。
第三個,我們叫燃?xì)馓婷?,也是我們以前廣泛使用的。應(yīng)該說最常見的就是利用鍋爐,這種方式應(yīng)該說目前以后會越來越少,北京現(xiàn)在已經(jīng)限制直接用燃?xì)鈦砉岬?,更多的以后可能會用供熱能源系統(tǒng)?,F(xiàn)在像我們在一些企業(yè),我們在貴州它直接采用天然氣的氣熱電聯(lián)供,它沒帶冷,但是它需要蒸汽,需要熱水,我們可以用鍋爐帶動氣冷機發(fā)電,產(chǎn)生變壓器來供氣,這也是一種共生能源系統(tǒng)。
應(yīng)用最多的還是天然氣冷熱電分布式聯(lián)供系統(tǒng),上午應(yīng)該說也有華電的領(lǐng)導(dǎo)介紹過一些具體的案例,我這里也提幾個。第一個就是我們進(jìn)博會的會址,我們國家會展中心它用了一套分布式能源系統(tǒng),整個能源利用率達(dá)到了85%以上,實現(xiàn)了節(jié)能1.6萬噸,減排4萬噸二氧化碳。因為這個項目獲得了分布式能源特等獎,應(yīng)該說我們也非常的容幸,我們雙良從14年開始,因為在行業(yè)里面做的也比較多,另外也有一些標(biāo)志性或者是大的項目,也是連續(xù)九年獲得了分布式能源特等獎的項目。
這里是我的一個展開,我們天然氣分布式能源系統(tǒng)它畢竟是一種低碳能源,天然氣的成分是甲烷,燃燒還是有少量的二氧化碳產(chǎn)生。我們雙良因為現(xiàn)在有二氧化碳普及技術(shù),用減液法來吸收二氧化碳,我們把燃?xì)獍l(fā)電,通過我們的技術(shù),把煙氣里的二氧化碳進(jìn)行吸收進(jìn)行再利用,這樣也能夠?qū)崿F(xiàn)我們天然氣分布式能源的零碳供能的目標(biāo)。我們雙良目前的技術(shù)是碳普及技術(shù),主要用的是ICC的新一代溶劑法,直接來吸收我們煙氣中的二氧化碳。把它吸收以后怎么用?上午很多專家也做了介紹,上面也有提到。目前,我們雙良的應(yīng)用是把它作為冷酶,現(xiàn)在有一種叫二氧化碳冷酶的熱泵,可能大家也聽說過,空氣燃熱棒現(xiàn)在用的非常多。我們直接把二氧化碳作為我們的空氣燃熱棒的冷酶,它的優(yōu)點就是熱水溫度可以更高,能效也比較高,而且直接把我們普及的二氧化碳作為一個原料進(jìn)行回收,這樣可以大量的減少我們二氧化碳的排放。
電能替代,我把它放在了供給側(cè)這一塊,上午很多專家也提到,氣風(fēng)氣光電這些,我們采用電鍋爐、電蒸汽鍋爐轉(zhuǎn)化成蒸汽和熱水進(jìn)行一個儲存,進(jìn)行一個蓄能,實際上也是一個儲能的方式。只不過它和化學(xué)儲能或者是別的電池儲能不一樣,它是直接把它儲能成蒸汽或者是熱水,這個應(yīng)該說我們在北方也有比較大的應(yīng)用。像張掖臨澤縣的項目,實際上它就是氣風(fēng)電的能源利用的典型案例,上了40GW的高壓電器鍋爐和3臺1萬立的水箱,就是利用氣風(fēng)電,把電能直接轉(zhuǎn)化成熱水,滿足整個縣城的供暖。
百威啤酒是利用綠色電能或者是氣光電,直接轉(zhuǎn)化為蒸汽,通過大型的球罐進(jìn)行儲存。需要用的時候把蒸汽進(jìn)行一個解吸,把它放出來使用,所以我也把它放在了能源供給側(cè)的應(yīng)用。還有一些鍋體蓄熱鍋爐,我們在一些民用項目上,它主要利用了峰谷電價,晚上電價低的時候我進(jìn)行蓄熱,白天我進(jìn)行一個放熱,來實現(xiàn)應(yīng)用。這是電能替代的一些應(yīng)用場景。
剛才前面介紹的應(yīng)該是我們能源側(cè)的一些技術(shù),下面簡單的介紹一下我們在能源需求側(cè)它的一些應(yīng)用。能源需求側(cè)利用最大的一塊就是余熱應(yīng)用,也就是我們雙良從85年到現(xiàn)在一直做的事情。其實我們的分布式能源用在天然氣分布式能源系統(tǒng)上也是屬于余熱,因為我們是內(nèi)燃機的鋼套水和煙氣的余熱。但是我們現(xiàn)在可以把它廣泛的用在領(lǐng)域,我這里有幾個指標(biāo),第一個叫廢熱水,生產(chǎn)工藝中只要有65度以上的廢瑞水,我們就可以把它用來制冷,制低溫冷水。低溫冷水,右邊我寫的是0—25度,最低可以到0度,最高20多度肯定是沒有問題的。能夠節(jié)省我們原來制冷所需要的高品位能源。當(dāng)然,我也可以制熱,你這個低溫的熱,原則上我們是按照11度最是低的,10度以上的熱我通過吸收式熱泵和壓縮式熱泵技術(shù),把它可以轉(zhuǎn)化為55度到110度、120度的高溫?zé)?,實現(xiàn)低溫余熱的利用。當(dāng)然,如果你的余熱本身的溫度還可以,60度以上,那我可以直接轉(zhuǎn)化成低壓蒸汽,用我們的熱泵技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)了高品位能源的節(jié)省。
用的非常廣泛的是在北方,因為在北方供熱屬于民生工程,我們現(xiàn)在北方應(yīng)該說大量的應(yīng)用在電場循環(huán)水的余熱回收。電場實際上也是屬于熱電聯(lián)產(chǎn),但是它產(chǎn)生的電能的同時,會有一部分的冷段損失,通過冷卻塔,通過煙囪進(jìn)行排放。我們也通過熱泵的技術(shù),把循環(huán)水煙氣的熱量進(jìn)行回收,實際上也實現(xiàn)了廢熱的利用,實現(xiàn)了低碳。
還有一些工業(yè)循環(huán)水,包括后面會介紹低熱能,應(yīng)該說也可以廣泛的利用,因為它也是一種零碳能源,直接從地下取熱,把熱量取出來之后用于我們的采暖或者是工藝使用。
還有一個就是污水源,對于我們城市來說都有污水廠,這個污水的規(guī)模和城市,企業(yè)的規(guī)模是成正比的,我們把污水處理完以后的中水,我們把這個熱量進(jìn)行綜合利用。把熱量提取出來之后,可以提供采暖或者是工藝用熱。
目前,我們也統(tǒng)計了一下,我們在全球大概有三萬多臺利用低溫余熱制冷的裝備,余熱制冷和制熱的裝備,廣泛的是用在石化、鋼鐵、化工、紡織、生化、供熱、民用領(lǐng)域。
最后,簡單過一下,建筑領(lǐng)域我們的解決方案。應(yīng)該說,大家一想到建筑節(jié)能就是高效機房,這一塊兒應(yīng)該說國家有對高效機房的一些指導(dǎo)方案和指導(dǎo)政策。從我們企業(yè)來說,我們從高效的制冷機、高效的輸配、儲能、智慧運維這些方面來實現(xiàn)整個制冷機房能效的提高。當(dāng)然,還有我們一些高效的制冷裝備,現(xiàn)在用的磁懸浮、變頻離芯、變頻螺桿,各種提高能效的一些制冷裝備,還有一些輔助系統(tǒng),比如說我們的集成化的水系統(tǒng),還有一體化的機房以及它的一些降低系統(tǒng)阻力的技術(shù),包括采用一些變頻泵,這些大家都是比較熟悉了。當(dāng)然,還加上一些管理,制冷機房的優(yōu)化算法,包括一些內(nèi)效運行,精細(xì)化管理,能夠提高整個機房系統(tǒng)的能效。
這里有幾個典型案例,一個是我們江陰當(dāng)?shù)氐膰H大酒店,一個四星級賓館。它通過改造以后,整體能耗降了32%。整個機房的能效指標(biāo)達(dá)到了5.51%,這個是有合肥通用所的一個檢測報告,所以也被授予了制冷高效機房的稱號。
還有義烏機關(guān)事務(wù)管理局,應(yīng)該一共是七棟樓,我們通過優(yōu)化以后提高了它22%的運行能效。
最后,再提一下數(shù)字化管理。數(shù)字化管理應(yīng)該說主要基于雙良的混沌能源公司,它為我們零碳工廠和零碳園區(qū)開發(fā)的綜合能源加數(shù)字化平臺加算法的一套系統(tǒng),從蒸汽系統(tǒng),光伏充換、冷卻水系統(tǒng)以及環(huán)保監(jiān)測,冷熱源系統(tǒng),加上其他廠務(wù)系統(tǒng),還有配電系統(tǒng),把這個工廠的能源管理,包括提高它的能耗,通過我們數(shù)字化的平臺進(jìn)行一個高效的運維。
當(dāng)然,對于建筑來說,我們也有一套數(shù)字化的平臺和算法,包括前面聊到的分布式能源,包括我們的一些高效制冷,光伏建筑一體化,智能照明,還有一些能源微網(wǎng),這些都聊到了。通過這些進(jìn)行一個綜合的考慮,綜合能效,提高整個能源利用率,實現(xiàn)了綠色建筑或者說零碳建筑。
具體的應(yīng)用案例簡單看一下,像綠色工廠,我們著名的茅臺酒廠,用了我們雙良的能源管理系統(tǒng)。但是它用的設(shè)備也是我們雙良的70振動的鍋爐,也加上制冷,應(yīng)該是20多臺還是30多臺的制冷機。
還有剛剛提到的迪士尼樂園,建筑這一塊兒知名的像浦東機場,義烏政府,還有紅豆集團(tuán)。
供熱主要是在北方,山西、甘肅、內(nèi)蒙的一些項目。還有一些供熱制冷的項目,我們的混沌能源公司,我們在軟件行業(yè)也屬于還是比較有實力的企業(yè),據(jù)我了解,搞軟件開發(fā)的員工就有180多人,作為搞軟件的企業(yè)來說還屬于比較大的一個企業(yè)。他們也獲得了意大利A獎,德國紅點獎,美國愛迪爾獎,這些國際的獎項。還有一些國內(nèi)的一些獎項,應(yīng)該說也屬于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)比較領(lǐng)軍的企業(yè)了。
因為時間的原因,我這邊介紹的內(nèi)容就這么多,謝謝大家。
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