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未來能源發(fā)展的幾個方向！

2023.01.31 山東

我們平常說能源，從類型來說，包括非可再生能源和可再生能源。非可再生能源主要包括石油、天然氣、煤炭等，可再生能源包括光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能、核能等。

從能源的使用方式來說，包括電能、熱能、氣能等。一般情況下，所有的能源形式都是直接與電能掛鉤的，然后通過電能向其他形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，當(dāng)然這個過程也可以是同步發(fā)生，比如電廠抽汽直供熱的方式。

我們國家的電能主要是煤電，裝機(jī)和發(fā)電規(guī)模都占了一半以上，歐美核電占了一定的比例，比如法國主要是以核電為主。個別國家甚至徹底關(guān)停了煤電，而中東地區(qū)以石油和天然氣發(fā)電為主。這個問題主要是由各國的能源類型決定的，不同的地區(qū)因勢利導(dǎo)選擇符合自身實際的發(fā)電方式無可厚非。

我們國家以煤電為主，其次是水電，此外光伏、風(fēng)電、核電發(fā)展迅速，生物質(zhì)發(fā)電也在最近十多年的時間里占據(jù)了一定比例，但是不處于關(guān)鍵位置。生物質(zhì)發(fā)電主要包括垃圾和農(nóng)林廢棄物發(fā)電，昨天有朋友跟我聯(lián)系，說目前國內(nèi)的垃圾發(fā)電開始朝著小型化的方向發(fā)展，一些日處理垃圾300噸甚至更小規(guī)模的垃圾電站開始發(fā)展起來。這個問題主要是大中城市的垃圾電站建設(shè)基本結(jié)束，小城市的垃圾量無法支撐起一個大規(guī)模的垃圾電站。但是，對于投資者來說，規(guī)模越小，各種均攤成本會更高。

農(nóng)林廢棄物發(fā)電其實還沒有完全飽和，如果按照國內(nèi)機(jī)構(gòu)計算的全國可用農(nóng)林廢棄物的數(shù)量，目前的裝機(jī)完全可以翻三倍。但是，農(nóng)林廢棄物發(fā)電在我們國家起步較晚，滿打滿算不到二十年時間，而我國氣候和地理條件跨度較大，燃料收儲和運(yùn)輸未形成市場，行業(yè)的發(fā)展一直沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此整體比較滯后。

農(nóng)林廢棄物由于相對熱值更高，因此裝機(jī)規(guī)?？梢宰龅礁?，完全可以替代一些小規(guī)模的燃煤機(jī)組進(jìn)行工業(yè)園供熱等。但是，還是受制于燃料收儲和運(yùn)輸成本較高、國家補(bǔ)貼出現(xiàn)困難等問題，農(nóng)林廢棄物發(fā)電發(fā)展一直是雷聲大雨點(diǎn)小。

與風(fēng)能、光伏等行業(yè)相比，農(nóng)林廢棄物發(fā)電除了技術(shù)上可以替代部分煤電機(jī)組外，從助農(nóng)扶貧的角度講，也是農(nóng)民增收的一個重要手段。以一臺30MW機(jī)組計算，每年大約可以消耗30萬噸秸稈廢棄物，農(nóng)民直接增收可以達(dá)9000萬元人民幣。

但是農(nóng)林廢棄物發(fā)電使用的一些標(biāo)準(zhǔn)包括環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)都是直接套用的煤電標(biāo)準(zhǔn)，這對整個行業(yè)是極大的侮辱。目前農(nóng)林廢棄物發(fā)電面臨超低排放改造的困難，也給行業(yè)的發(fā)展帶來了不確定因素。

風(fēng)電和光伏是目前發(fā)展勢頭最好的行業(yè)，風(fēng)光無限但是不穩(wěn)定，對電網(wǎng)的沖擊較大，因此才有了儲能的需求。儲能最好的方式是抽水蓄能，但并不是所有的風(fēng)光電站附近都具備相應(yīng)的水利條件，所以化學(xué)儲能、制氫、空氣儲能等都成了選擇項?，F(xiàn)在的問題是，化學(xué)儲能、制氫、空氣儲能等都難以形成規(guī)模，投資巨大且回報周期長，大規(guī)模發(fā)展的難度較大。'

有燃煤機(jī)組為了響應(yīng)雙碳目標(biāo)，通過二氧化碳收儲的方式進(jìn)行減碳，目前有成功的案例，但成本也是一個問題。甚至個別燃煤機(jī)組，為了減碳在燃煤中耦合生物質(zhì)顆粒，其整體成本也是巨大的。農(nóng)林廢棄物發(fā)電是目前最好的減碳手段之一，不僅可以發(fā)電還可以供熱，效率高、成本低，這是風(fēng)光不具備的優(yōu)勢。

能源還有很多種形式，石油、天然氣等發(fā)電方式很難在咱們國家普及，可以作為戰(zhàn)略后備手段。地?zé)?、光熱等方式受地域條件限制明顯，往往供需不匹配，因此大規(guī)模發(fā)展的可能不存在。核電技術(shù)越來越成熟，目前山東海陽核電也實現(xiàn)了對外供熱、供暖，今后會是發(fā)展的一個重要方向。但核電畢竟存在一定不可逆的安全隱患，因此不可能密集發(fā)展。

未來很長一段時間里，煤電仍將是國民用電的主要類型，光伏、風(fēng)電會進(jìn)一步在政策扶持下得到大力發(fā)展。生物質(zhì)發(fā)電尤其是農(nóng)林廢棄物發(fā)電如果能夠合理規(guī)劃，會在未來很好的替代部分煤電，同時還可以成為農(nóng)民增收的手段。

在能源“開源節(jié)流”的進(jìn)程中，上述手段都算是開源，而余熱利用是“節(jié)流”。目前開源的手段基本都有成熟的案例，但是在節(jié)流方面需要做的工作還有很多。余熱利用主要是將生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的多余的熱重新進(jìn)行收納，經(jīng)過進(jìn)一步加工后重新投入到使用當(dāng)中。

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱主要包括熱渣、熱水、煙氣等，這些余熱要么熱值低，比如煙氣，要么回收利用難度大，比如熱渣。低品位的余熱目前被浪費(fèi)掉的數(shù)量有多少，目前各種統(tǒng)計口徑說法不一，可以肯定的是數(shù)量絕對巨大。一般情況下，300℃以內(nèi)的蒸汽、200℃以內(nèi)的煙氣、70℃以內(nèi)的熱水，重新利用的難度都很大。這里面除了余熱品質(zhì)低以外，還存在收集、凈化等方面的問題。

目前，通過有機(jī)朗肯循環(huán)、螺桿機(jī)、熱泵技術(shù)等手段，我們可以很大程度上解決上述問題，技術(shù)上雖然有需要完善的地方，但是已經(jīng)比較成熟。在過去幾年的工作中，積累了大量可用資源，包括生物質(zhì)電廠的建運(yùn)、光伏電站的建運(yùn)、余熱回收利用等。

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