■节能是能源可持续发展的根本出路ღ✿ღ✿，人类要抑制自身用能的“胃口”ღ✿ღ✿，要使节能成为一种先进文化ღ✿ღ✿，一种社会道德ღ✿ღ✿，一种世界观ღ✿ღ✿，一种生活方式ღ✿ღ✿。

　　■从现在到2050年ღ✿ღ✿，中国需利用1000亿～1100 亿吨标准煤ღ✿ღ✿，这庞大的煤炭总量如何利用好将是严重挑战ღ✿ღ✿，必须作好顶层设计的战略安排ღ✿ღ✿。

　　■调动一切可用能源ღ✿ღ✿，以能源多样性来应对挑战ღ✿ღ✿。根据能源产业链ღ✿ღ✿，要发展各种能源资源自身及和其他能源资源的协同ღ✿ღ✿，转换过程的协同ღ✿ღ✿，储运和供应过程的协同ღ✿ღ✿，以及在终端利用中的协同ღ✿ღ✿。

　　■在中国现有条件下ღ✿ღ✿，以煤为核心的高碳能源协同利用并和各种能源的协同是低碳发展的关键ღ✿ღ✿。就目前来看ღ✿ღ✿，“IGCC+多联产+CCUS”是一个战略方向ღ✿ღ✿。

　　■协同的指导思想是ღ✿ღ✿：把合适的能源放在合适的地方ღ✿ღ✿，在合适的系统中与其他能源有合适的协同ღ✿ღ✿，发挥合适的作用（即5个“合适”）ღ✿ღ✿。

　　我国能源消费总量急剧增长ღ✿ღ✿，在新形势下ღ✿ღ✿，本文提出作为我国主力能源煤的协同利用以及和其他能源协同才能更有效地应对新的挑战ღ✿ღ✿，是我国低碳发展的关键ღ✿ღ✿。

　　协同（synergy）是各种能源根据自身的特点综合利用ღ✿ღ✿，包括与其他能源相互配合ღ✿ღ✿，发挥最大的效益ღ✿ღ✿。本文将重点描述煤本身的协同利用ღ✿ღ✿，进而分析和其他能源之间的协同ღ✿ღ✿，提出要达到这个目的所要解决的科学技术问题ღ✿ღ✿。由于要得到更好的协同ღ✿ღ✿，必须建立智能能源网络ღ✿ღ✿，使发达的信息技术和能源技术融合ღ✿ღ✿，以达到我国和世界能源的可持续发展ღ✿ღ✿。

　　由于我国能源消费总量的急剧增长ღ✿ღ✿，可再生能源（主要是风能ღ✿ღ✿、太阳能和生物质能）在2020年以前很难在总能源平衡中占有一定份额的比例ღ✿ღ✿，因此2020年以前可再生能源在份额上难以解决我国能源的主要问题ღ✿ღ✿。

　　目前ღ✿ღ✿，以美国为代表的高耗能国家ღ✿ღ✿，人均能耗为11吨标准煤左右ღ✿ღ✿；以欧洲和日本为代表的中等耗能国家ღ✿ღ✿，人均能耗为5~6吨标准煤ღ✿ღ✿。从可持续发展的角度ღ✿ღ✿，以及2050年我国要达到中等发达国家水平的目标考虑ღ✿ღ✿，我国人均能耗的稳定值应争取控制在更低水平以及更加节俭的生活方式ღ✿ღ✿，例如将人均能耗定位于4～4.3吨标准煤ღ✿ღ✿。

　　在最可能情景下ღ✿ღ✿，2050年我国人口达到15亿左右ღ✿ღ✿，则总能耗65亿吨标准煤左右ღ✿ღ✿，取65亿吨标准煤作为2050年一次能源消费总量的“天花板”ღ✿ღ✿。按新的国家能源规划ღ✿ღ✿，“十二五”的能源总耗量是45亿吨标准煤ღ✿ღ✿。即使考虑了各种可再生能源ღ✿ღ✿、核电ღ✿ღ✿、天然气ღ✿ღ✿、石油需求等较快发展ღ✿ღ✿，并充分考虑节能的潜力和节俭的生活方式ღ✿ღ✿，2050年煤炭在一次能源构成中仍占约40%ღ✿ღ✿，而年煤炭需求量不会低于25亿吨标准煤ღ✿ღ✿，未来40年（2010~2050）累计消耗的煤炭总量将在1000亿～1100亿吨标准煤以上ღ✿ღ✿。

　　目前中国年CO2排放总量已超过70亿吨ღ✿ღ✿，中国正处于CO2排放的上升期ღ✿ღ✿，在哥本哈根会议上ღ✿ღ✿，中国承诺2020年单位GDP的CO2排放比2005年降低40%~45%ღ✿ღ✿。国际上更加感兴趣的是ღ✿ღ✿：未来中国的CO2年排放峰值何时出现ღ✿ღ✿，绝对值是多少ღ✿ღ✿，80亿吨ღ✿ღ✿、90亿吨ღ✿ღ✿、还是100亿吨？什么时候会开始下降？

　　从现在到2050年ღ✿ღ✿，中国累计耗煤将达1000亿~1100 亿吨标准煤ღ✿ღ✿，如何利用好这1000亿～1100 亿吨标准煤是我国能源工作者面临的大问题ღ✿ღ✿。对这个问题必须要有创新的思路和详细的规划ღ✿ღ✿。

　　自1998年欧盟国家重点发展超超临界燃煤发电（USC）ღ✿ღ✿，至今10余年过去了没有实现商业化ღ✿ღ✿，计划可能还要延时ღ✿ღ✿。

　　我国600 ℃ღ✿ღ✿、28 MPa超超临界参数锅炉所用的材料主要是靠进口ღ✿ღ✿，1000 MW级机组锅炉成本约5亿ღ✿ღ✿，其中2.5亿用于进口材料（应用于高蒸汽参数的锅炉）ღ✿ღ✿。但是ღ✿ღ✿，目前已运行的超超临界锅炉已发生过热器管汽侧较严重的腐蚀和氧化皮脱落等问题ღ✿ღ✿。

　　若要进一步提高蒸汽温度（如720 ℃或以上）和相应压力ღ✿ღ✿，材料的腐蚀可能有新的问题ღ✿ღ✿。此外ღ✿ღ✿，材料的价格将进一步攀升ღ✿ღ✿。同时ღ✿ღ✿，由于环保要求越来越高ღ✿ღ✿，尾部烟气所需脱除的污染物标准越来越严ღ✿ღ✿，除SO2ღ✿ღ✿、NOXღ✿ღ✿，还有Hg和PM2.5ღ✿ღ✿，温室气体CO2在用空气直接燃烧条件下脱除要耗费较大能源和成本ღ✿ღ✿。

　　因此ღ✿ღ✿，从长远看ღ✿ღ✿，燃煤超超临界蒸汽发电从技术上ღ✿ღ✿、经济上ღ✿ღ✿、常规污染物的脱除上ღ✿ღ✿、CO2减排上都存在先天性的缺陷ღ✿ღ✿，其主力军的位置可能会逐渐遇到挑战ღ✿ღ✿。

　　燃用天然气的燃气/蒸汽联合循环（NGCC）近年来在技术上有很大进展ღ✿ღ✿，燃气初温从1100 ℃提高到1430 ℃ღ✿ღ✿，并且还在向更高温度前进ღ✿ღ✿。NGCC的热效率已从52%提高到了58%~60%ღ✿ღ✿。

　　燃气轮机是最具有循环最高温度潜力的动力机械ღ✿ღ✿。若把燃气温度提高到1700 ℃ღ✿ღ✿，则由其组成的NGCC的联合循环发电效率可达62%以上ღ✿ღ✿。

　　大功率高初温燃气轮机是IGCCღ✿ღ✿、也是煤高效清洁利用的核心动力装备ღ✿ღ✿，线 ℃或以上ღ✿ღ✿，还有大量的科学和技术问题需要解决ღ✿ღ✿。此外ღ✿ღ✿，从IGCC的发展趋势看ღ✿ღ✿，在气化炉ღ✿ღ✿、氧气制备ღ✿ღ✿、净化工艺等多个方面还有大量的改进余地ღ✿ღ✿，热效率还有提高4~5个百分点的潜力ღ✿ღ✿。IGCC最大的优势是在燃烧前ღ✿ღ✿，在较高CO2浓度ღ✿ღ✿、较高压力（4~7 MPa）条件下ღ✿ღ✿，通过变换过程捕捉CO2ღ✿ღ✿。显然ღ✿ღ✿，IGCC电站和煤粉电站相比ღ✿ღ✿，由CO2捕捉所引起的建造成本和发电成本的增加要小得多ღ✿ღ✿。

　　随着燃气轮机技术的发展ღ✿ღ✿，低碳排放的煤基能源系统也已初见端倪ღ✿ღ✿，它将是2020~2030年以后解决中国核心能源问题的战略措施ღ✿ღ✿，即先进燃气轮机透平前温1700 ℃以上ღ✿ღ✿，压比35以上ღ✿ღ✿，合成气事先脱碳处理ღ✿ღ✿，含氢60%~70%以上ღ✿ღ✿。捕捉后的CO2或利用或埋存ღ✿ღ✿，使煤这类高碳燃料实现低碳利用ღ✿ღ✿。

　　煤的协同利用包括生产产品之间的协同ღ✿ღ✿，如电ღ✿ღ✿、液体燃料ღ✿ღ✿、化工产品ღ✿ღ✿，也包括工艺手段的协同ღ✿ღ✿，如干馏ღ✿ღ✿、裂解ღ✿ღ✿、气化ღ✿ღ✿、合成ღ✿ღ✿、燃烧以及目前世界众所关注的CO2最佳脱除点ღ✿ღ✿、CO2利用的协同ღ✿ღ✿。

　　经过多年的示范我也是花下载ღ✿ღ✿、商业化实践ღ✿ღ✿，IGCC的可用率逐步提升ღ✿ღ✿，其主要问题是发电装机容量单位基本投资大ღ✿ღ✿，且不适宜于经常变负荷运行ღ✿ღ✿。煤作为一次能源ღ✿ღ✿，它具有更好的全价利用的“天性”ღ✿ღ✿，完全可以根据需求采取协同的工艺路线ღ✿ღ✿，互相配合ღ✿ღ✿，简化流程ღ✿ღ✿，简化设备ღ✿ღ✿，降低成本ღ✿ღ✿，提高效率ღ✿ღ✿，生产出各种产品ღ✿ღ✿，如电力ღ✿ღ✿、化工产品在成本上ღ✿ღ✿，由于这种协同ღ✿ღ✿，使电力生产和化工产品生产优势互补ღ✿ღ✿，从而克服了纯发电IGCC的缺点ღ✿ღ✿。

　　以煤气化为核心的多联产能源系统（煤基多联产）就是以煤ღ✿ღ✿、渣油或石油焦为原料ღ✿ღ✿，经气化后成为合成气（CO+H2）ღ✿ღ✿，净化以后可用于实现电力ღ✿ღ✿、化工ღ✿ღ✿、热ღ✿ღ✿、气的联产ღ✿ღ✿，即在发电的同时ღ✿ღ✿，联产包括液体燃料在内的多种高附加值的化工产品ღ✿ღ✿、城市煤气等ღ✿ღ✿。其中的清洁煤发电技术被称为整体煤气化联合循环发电ღ✿ღ✿，是洁净的煤气化技术与高效的联合循环技术的结合ღ✿ღ✿。

　　煤基多联产打破不同行业之间的界限ღ✿ღ✿，按照系统最优原则对如发电ღ✿ღ✿、化工ღ✿ღ✿、冶金等生产中的物质流ღ✿ღ✿、能量流和火用流（Exergy）进行充分集成与优化ღ✿ღ✿，改变传统的工艺过程ღ✿ღ✿，实现气体成分（如氢碳比）ღ✿ღ✿、压力ღ✿ღ✿、温度ღ✿ღ✿、物质ღ✿ღ✿、燃料“品质”等的梯级利用ღ✿ღ✿，这种多联产系统在化工产品ღ✿ღ✿、液体燃料和电力之间可以按市场需求或是发电的“峰－谷”差进行适当调节ღ✿ღ✿，有很好的灵活性ღ✿ღ✿，可以达到系统的能源ღ✿ღ✿、环境ღ✿ღ✿、经济效益最优的目的ღ✿ღ✿。

　　目前ღ✿ღ✿，我国由于资源特点ღ✿ღ✿，现代煤化工发展迅速ღ✿ღ✿，新过程ღ✿ღ✿、新技术ღ✿ღ✿、新催化剂不断出现和掌握ღ✿ღ✿，为煤的协同利用提供新的动力和技术支撑ღ✿ღ✿。我国应有充分信心ღ✿ღ✿，在煤的协同利用方面引领世界潮流ღ✿ღ✿。

　　如果煤直接燃烧ღ✿ღ✿，因为烟气中CO2浓度低（浓度大约13~14%ღ✿ღ✿，70~80%都是氮气）ღ✿ღ✿、压力低ღ✿ღ✿、处理的烟气体积流量大ღ✿ღ✿，收集起来很困难ღ✿ღ✿，而且以目前的技术ღ✿ღ✿，将发电厂烟囱里的CO2分离出来ღ✿ღ✿，处理后埋入地下ღ✿ღ✿，整个燃煤发电效率会降低11个百分点ღ✿ღ✿。

　　在IGCC多联产系统中ღ✿ღ✿，从煤气化后的合成气中捕捉高浓度ღ✿ღ✿、高压的CO2ღ✿ღ✿，相对较容易ღ✿ღ✿，虽然也要耗能ღ✿ღ✿，但是效率降低大概为6~7个百分点ღ✿ღ✿。所耗费的能量与成本比常规电站烟气中捕捉CO2低得多ღ✿ღ✿，且IGCC多联产系统有多种产品ღ✿ღ✿，在成本方面可以实现互补ღ✿ღ✿，单位电能耗水少ღ✿ღ✿，能量可以得到综合利用ღ✿ღ✿，又能够提供较低成本的CO2的减排办法ღ✿ღ✿。因此“IGCC+多联产+CCUS（CO2的捕捉ღ✿ღ✿、利用和埋存）”是中国CO2减排的战略方向ღ✿ღ✿。

　　中国应当按照国情走自己的路ღ✿ღ✿，从现在开始考虑分阶段逐步推进减排CO2的问题ღ✿ღ✿。目前我国正大力发展煤化工（甲醇ღ✿ღ✿、二甲醚ღ✿ღ✿、MTOღ✿ღ✿、MTPღ✿ღ✿、直接煤变油ღ✿ღ✿、间接煤变油等）ღ✿ღ✿，在煤化工过程中排放的CO2已经具有很高的浓度和压力我也是花下载ღ✿ღ✿，而实际的情况是这些“现成”的CO2都直接排放到大气中ღ✿ღ✿。如我国每年仅甲醇生产排放CO2 4000余万吨ღ✿ღ✿，总量巨大J9九游ღ✿ღ✿。因此ღ✿ღ✿，我国的CO2减排应从煤化工做起ღ✿ღ✿，国家应予以政策支持ღ✿ღ✿，如碳税ღ✿ღ✿、补贴等ღ✿ღ✿，在此过程中ღ✿ღ✿，对CO2的处理（化学ღ✿ღ✿、物理应用ღ✿ღ✿，输运ღ✿ღ✿、埋存等）积累经验ღ✿ღ✿。

　　考虑未来清洁煤发电ღ✿ღ✿，“IGCC+多联产”应尽快地示范ღ✿ღ✿，逐步走向大规模发展ღ✿ღ✿，按CO2减排需要逐步过渡到“IGCC+多联产+CCUS”ღ✿ღ✿。从直接燃煤电厂烟气中捕捉CO2ღ✿ღ✿，在目前技术条件下需要耗费大量的能源资源和投资ღ✿ღ✿，在这方面我们也需要作研究和小规模示范ღ✿ღ✿，但是大规模的商业实施还需要观察一段时期ღ✿ღ✿。

　　尽管目前IGCC发电电价成本较高ღ✿ღ✿，但是考虑到将来对污染物二氧化硫ღ✿ღ✿、氮氧化物ღ✿ღ✿、颗粒物ღ✿ღ✿、汞的控制要求ღ✿ღ✿，以及下一步要进行CO2的捕捉ღ✿ღ✿、利用和埋存ღ✿ღ✿，目前可行的是可以通过多联产化工产品来降低成本ღ✿ღ✿。

　　近年来ღ✿ღ✿，新建的几亿kW的火电装机采用的基本上是煤直接燃烧的超临界我也是花下载ღ✿ღ✿、超超临界发电机组ღ✿ღ✿。如不及时考虑IGCC+多联产的发展ღ✿ღ✿，从某种意义上来说ღ✿ღ✿，这就意味着今后一段时期内我国电力发展的技术路径将被锁定在煤直接燃烧发电的模式上ღ✿ღ✿。一个能源系统的发展与成熟需要多年时间ღ✿ღ✿，现在不推进IGCC多联产示范就会延误时机ღ✿ღ✿，将来再做要付出更大的代价ღ✿ღ✿。

　　煤基多联产所生产的液体燃料ღ✿ღ✿，尤其是甲醇和二甲醚是绝好的煤基车用替代燃料ღ✿ღ✿，可以有份额地缓解我国石油的短缺ღ✿ღ✿。同时ღ✿ღ✿，甲醇还可以用来生产烯烃和丙烯ღ✿ღ✿，用煤化工去“替代”一部分传统的石油化工ღ✿ღ✿，以减少石油消耗ღ✿ღ✿。

　　煤基多联产系统组成部件的绝大部分技术是成熟的ღ✿ღ✿，如大型煤气化装置ღ✿ღ✿、各种化学反应器和相应的催化剂ღ✿ღ✿、燃用合成气的燃气/蒸汽联合循环等ღ✿ღ✿。中国已掌握多联产的“龙头”技术大型煤气化技术ღ✿ღ✿，并且已有成功的工业化应用ღ✿ღ✿：兖矿集团在山东的IGCC发电与甲醇联产装置属于世界首创ღ✿ღ✿，已实现长周期稳定运行ღ✿ღ✿，并实现了连续赢利ღ✿ღ✿。兖矿的煤基甲醇电联产系统总能利用效率达到了57.16%ღ✿ღ✿，较同比甲醇ღ✿ღ✿、电独立生产系统提高了3.14个百分点ღ✿ღ✿，供电效率折算达39.5%（同比自备电厂为29%）ღ✿ღ✿。只要我国各部门（煤炭ღ✿ღ✿、化工ღ✿ღ✿、电力）打破行业界线ღ✿ღ✿，通力合作ღ✿ღ✿，加上国际合作ღ✿ღ✿，推广多联产在中国的应用ღ✿ღ✿，可以深入挖掘提高能源利用效率ღ✿ღ✿、减少环境污染的潜力ღ✿ღ✿。

　　2010年我国风机装机容量达4182.7万kWღ✿ღ✿，位居世界第一ღ✿ღ✿。据统计ღ✿ღ✿，我国已安装的风机大约有30%没有并网ღ✿ღ✿，即使有些风场已并网ღ✿ღ✿，也由于种种原因被限制发电ღ✿ღ✿，形成能力的浪费ღ✿ღ✿。

　　我国大规模风电如何应用？怎样和其他能源协同考虑是中国比较特殊的问题ღ✿ღ✿。是否大型风电场并网运行是唯一的出路？

　　中国有大量的耗能工业ღ✿ღ✿，如氯碱（每吨耗电3000 kWh）ღ✿ღ✿、电解铝（每吨耗电15000~16000 kWh）ღ✿ღ✿，这些工业都由电网供电ღ✿ღ✿，且要从高压交流通过降压ღ✿ღ✿、整流转换成低压ღ✿ღ✿、直流电ღ✿ღ✿。经过科技部“十一五”“973”项目“非并网风电”ღ✿ღ✿，提出风电和网电的协同利用ღ✿ღ✿。根据实际情况ღ✿ღ✿，可以是风电为主ღ✿ღ✿，网电为辅ღ✿ღ✿，或反之ღ✿ღ✿，或是两者之间有其他的分配比例ღ✿ღ✿，已初步得到成果的有电解铝（采取保温和调节电解液成分）ღ✿ღ✿、氯碱工业ღ✿ღ✿、海水淡化ღ✿ღ✿、电解水生成氢气和氧气以及为油田大量抽油机供电等ღ✿ღ✿。

　　还可以仔细研究和开拓其他的用途ღ✿ღ✿，只要用电对象对电的波动性没有严格要求ღ✿ღ✿，网电可用来对风电进行互补和支撑ღ✿ღ✿。

　　另一个值得深入探讨的是风电和我国迅速发展的煤化工的协同ღ✿ღ✿。由于我国风电丰富的边远地区ღ✿ღ✿，恰好煤炭资源也十分丰富ღ✿ღ✿，输煤ღ✿ღ✿、输电都有一定难度ღ✿ღ✿。并且面临着如何利用这些资源给全国提供清洁能源和发展地方经济的问题ღ✿ღ✿。

　　其中一个例子是风电和甲醇生产的协同ღ✿ღ✿。风电和甲醇协同生产系统的主要思想是ღ✿ღ✿：非并网风电电解水产生氧气和氢气ღ✿ღ✿；其中氧气作为提供气化炉所需的氧气ღ✿ღ✿；氢气与气化炉生产的富碳合成气掺混ღ✿ღ✿，将氢气和一氧化碳的比例（H2/CO）调整至甲醇生产的合适比例ღ✿ღ✿。与传统的煤基甲醇生产系统相比ღ✿ღ✿：此协同系统省去了昂贵且高能耗的空分装置ღ✿ღ✿；大大减少了变换的气体量ღ✿ღ✿；同样的煤量ღ✿ღ✿，两者协同方案ღ✿ღ✿，甲醇的产量增加约1倍ღ✿ღ✿；煤中大部分碳元素进入甲醇产品而被利用ღ✿ღ✿，大大减少了CO2的排放ღ✿ღ✿，从而达到能量和资源利用整体最优的效果J9九游ღ✿ღ✿。这是结合我国资源分布特点ღ✿ღ✿，现代煤化工与风能协同的一个范例ღ✿ღ✿，既解决风电的应用ღ✿ღ✿，又解决了受人们诟病的煤化工大量排放CO2的问题ღ✿ღ✿。

　　近年来ღ✿ღ✿，由于很多大城市渴望得到更多的清洁能源ღ✿ღ✿，很多煤资源丰富地区（尤其是边远的新疆）和大企业都把眼光投向合成天然气（SNG）的新产业链ღ✿ღ✿。虽然从煤转换成SNG能效只有60%左右ღ✿ღ✿，但长输气管线在远距离输运方面更为高效ღ✿ღ✿，在终端应用上ღ✿ღ✿，由于是清洁气体燃料ღ✿ღ✿，可以采用各种先进用能系统ღ✿ღ✿、技术与设备（如分布式供能ღ✿ღ✿，热ღ✿ღ✿、电ღ✿ღ✿、冷三联供）加以高效应用ღ✿ღ✿。这样ღ✿ღ✿，从整个产业链考虑可能得到提高总体能源利用效率和减排CO2的好处ღ✿ღ✿。这里ღ✿ღ✿，一个关键问题仍是煤制SNG时CO2的排放和处理ღ✿ღ✿。若把风电和SNG两者协同起来ღ✿ღ✿，通过风电电解水得到氢气和氧气ღ✿ღ✿，则可像上面甲醇生产一样ღ✿ღ✿，成倍地增加每单位煤量SNG的产出ღ✿ღ✿，大大减少CO2的排放ღ✿ღ✿。

　　从整个能源系统看ღ✿ღ✿，这类的协同值得从系统高度进行深入研究ღ✿ღ✿，解决必要的科学问题和技术关键ღ✿ღ✿。尽快地进行示范ღ✿ღ✿，并在此基础上进一步应用推广ღ✿ღ✿。对这类地区的战略安排应及早规划ღ✿ღ✿，否则J9九游ღ✿ღ✿，会形成技术路线锁定ღ✿ღ✿，将来要改变不得不付出更大的代价ღ✿ღ✿。

　　由于太阳能ღ✿ღ✿、风能分布的间歇性及随机性ღ✿ღ✿，给其利用带来很大的困难ღ✿ღ✿。一些随机电源接入电网ღ✿ღ✿，当份额较小时ღ✿ღ✿，不会对电网造成大的不利影响ღ✿ღ✿；但大规模ღ✿ღ✿、大比例份额的随机电源接入ღ✿ღ✿，仍是一个技术上未解决的难题ღ✿ღ✿。所以ღ✿ღ✿，随着可再生能源的发展ღ✿ღ✿，非并网利用和能量存储问题显得越来越重要ღ✿ღ✿。

　　电的储存虽经过多年努力ღ✿ღ✿，大规模储存还没有技术上的根本性突破ღ✿ღ✿。将来ღ✿ღ✿，由于可再生能源的应用ღ✿ღ✿，一些中小型的分布式电网在整个电力系统中也会占一席之地ღ✿ღ✿，蓄能（也包括蓄电）装置也是一个关键ღ✿ღ✿。此时ღ✿ღ✿，蓄能以什么为载能介质是一个值得探讨的问题ღ✿ღ✿。

　　根据各个国家的具体条件ღ✿ღ✿，各种能源应从可持续发展能源系统的高度协同发展ღ✿ღ✿，各自“扬长避短”ღ✿ღ✿。不连续ღ✿ღ✿、随机性较强的能量（各大型发电装置的多余电量ღ✿ღ✿、风力发电ღ✿ღ✿、太阳能发电）变成大规模高效利用ღ✿ღ✿、可调度的能量ღ✿ღ✿，是现代电力系统面临的重大战略课题ღ✿ღ✿，高效大ღ✿ღ✿、中ღ✿ღ✿、小规模储能问题越来越突出ღ✿ღ✿。大规模蓄能系统中ღ✿ღ✿，除抽水蓄能外ღ✿ღ✿，有发展潜力的是压缩空气蓄能（如与不稳定风电的协同）ღ✿ღ✿，Brayton和Rankine整体化循环（与核电和超超临界的谷电协同）ღ✿ღ✿。

　　压缩空气蓄能是在用电低谷或不稳定的风电ღ✿ღ✿，用电能驱动压缩机工作ღ✿ღ✿，将空气由大气压压缩到贮藏室ღ✿ღ✿。在用电高峰时ღ✿ღ✿，利用外界附加热量（如天然气燃烧）加热空气ღ✿ღ✿，然后热空气通过透平做功ღ✿ღ✿，驱动发电机发电ღ✿ღ✿。

　　德国的Huntorf电站建于1978年ღ✿ღ✿，Huntorf电站系统的效率在42%左右ღ✿ღ✿。若在高压燃烧室前配置废热回收装置ღ✿ღ✿，利用经过低压膨胀后的废气来加热刚离开空气储藏室的冷空气ღ✿ღ✿，可以提高效率ღ✿ღ✿。这种系统的典型代表为美国的McIntosh电站ღ✿ღ✿，建于1991年ღ✿ღ✿，其效率达54%ღ✿ღ✿。

　　Brayton和Rankine整体化循环系统用于火电ღ✿ღ✿、核电在储能的协同

　　目前由于人民生活质量的提高ღ✿ღ✿，尤其是大中城市ღ✿ღ✿，用电负荷的峰谷差越来越大ღ✿ღ✿，有时达50%ღ✿ღ✿。为保证可靠的电力供应ღ✿ღ✿，削峰填谷是电力系统和电源十分头疼的问题ღ✿ღ✿。一方面对火电“上大压小”政策的实施ღ✿ღ✿，关停20万kW以下的机组ღ✿ღ✿，甚至30万机组ღ✿ღ✿，使越来越多的大型机组不得不承担调峰任务ღ✿ღ✿，大型机组在稳定和满负荷运行有较好的经济和环境效益ღ✿ღ✿。另一方面ღ✿ღ✿，核电正快速发展ღ✿ღ✿，核电要求稳定和基本负荷运行ღ✿ღ✿。

　　再者J9九游ღ✿ღ✿，可再生能源发展迅速ღ✿ღ✿，尤其是风电ღ✿ღ✿，而可再生能源电随机性和波动性大ღ✿ღ✿，其消纳也是面临的重要问题ღ✿ღ✿。所以ღ✿ღ✿，电网调峰和大规模蓄能一直是未解决的难题ღ✿ღ✿，需要发展先进的大规模调峰ღ✿ღ✿、蓄能系统ღ✿ღ✿。基于BraytonRankine整体化循环的调峰加力系统是有潜力的解决方式之一ღ✿ღ✿。

　　Brayton和Rankine整体化循环系统中ღ✿ღ✿，作为主要燃料煤和H2的热能作为“原料的梯级利用”ღ✿ღ✿，循环的前半部分从给水加热到600 ℃的过热蒸汽由煤“负责”ღ✿ღ✿，通过外燃来达到ღ✿ღ✿。循环的后半部分ღ✿ღ✿，过热蒸汽温度要提升到1400℃~1500℃ღ✿ღ✿，外燃已无法完成ღ✿ღ✿，只能通过氢氧在燃烧室中内燃完成ღ✿ღ✿。即在常规汽轮机发电系统上加氢氧燃烧加力装置ღ✿ღ✿，经初步分析ღ✿ღ✿，在这个系统中ღ✿ღ✿，H2的能量转换效率可达62%ღ✿ღ✿，并使整个系统的热效率从常规的超临界蒸汽发电44%的热效率提升到52%以上ღ✿ღ✿。

　　这样可以说ღ✿ღ✿，两种燃料各司其职ღ✿ღ✿，氢气“站”在煤的“肩膀”上发挥作用ღ✿ღ✿。此系统把内燃和外燃结合起来ღ✿ღ✿，克服常规的Brayton和Rankine循环固有的缺点ღ✿ღ✿，发挥它们的长处ღ✿ღ✿。最有效地利用氢气起到削峰填谷的作用ღ✿ღ✿。

　　这种循环如若只为了提高效率ღ✿ღ✿，由于功率大ღ✿ღ✿，要求连续运行ღ✿ღ✿，氢ღ✿ღ✿、氧的存储是个大问题ღ✿ღ✿。所以ღ✿ღ✿，最好是从大规模储电角度加以应用ღ✿ღ✿，作为常规超超临界汽轮发电机组的“加力装置”ღ✿ღ✿。在用电高峰时ღ✿ღ✿，“加力”装置投入ღ✿ღ✿，可以增加输出功率约100%ღ✿ღ✿。

　　现代化的能源系统ღ✿ღ✿，不仅要求高效率ღ✿ღ✿，而且需要足够的灵活度和安全性ღ✿ღ✿，此外能源供应和终端能源需求在形式和距离上ღ✿ღ✿，也应当更加靠近ღ✿ღ✿，减少转换ღ✿ღ✿、输运J9九游ღ✿ღ✿、存储的环节和消耗ღ✿ღ✿。因此ღ✿ღ✿，当前人们又开始探讨如何从集中式的能源系统向转集中和分布式能源系统的协同问题ღ✿ღ✿。

　　分布式能源系统直接安装在用户端ღ✿ღ✿，通过现场的能源生产ღ✿ღ✿，辅以各种控制和优化的技术ღ✿ღ✿，实现能量的梯级利用ღ✿ღ✿，同时减少中间输送环节损耗ღ✿ღ✿，达到资源利用最大化ღ✿ღ✿。分布式能源系统的一次能源以气体燃料（天然气等）为主ღ✿ღ✿，可再生能源为辅ღ✿ღ✿，可以利用一切当地可获得的资源ღ✿ღ✿。

　　分布式能源系统有许多集中能源系统所不能实现的优势ღ✿ღ✿，主要体现在ღ✿ღ✿：（1）能量利用效率高ღ✿ღ✿。（2）就地生产ღ✿ღ✿，就地利用ღ✿ღ✿，能量输配的损失小ღ✿ღ✿。（3）各种能源来源的协同配合ღ✿ღ✿，使利用效率发挥到最优状态ღ✿ღ✿。（4）能源系统的安全性高ღ✿ღ✿。

　　由于分布式能源的这些优势可以弥补集中式能源系统在效率和可靠性上的不足ღ✿ღ✿，将来的能源系统应当是分布式能源和集中式能源协同供应的能源系统ღ✿ღ✿，以及在分布式能源系统内部ღ✿ღ✿，各种能源的协同利用ღ✿ღ✿。分布式能源系统在欧洲已经有大规模的发展ღ✿ღ✿，尤其是丹麦ღ✿ღ✿、荷兰ღ✿ღ✿、芬兰等国ღ✿ღ✿，分布式能源的发展水平居世界领先水平ღ✿ღ✿。美国ღ✿ღ✿、加拿大ღ✿ღ✿、英国ღ✿ღ✿、澳大利亚等国在经历了大停电事故后也意识到了建立分布式能源系统的重要性ღ✿ღ✿，促使它们推进分布式能源系统的建立ღ✿ღ✿。

　　在中国ღ✿ღ✿，关于分布式能源技术应用的经验较少ღ✿ღ✿，缺乏系统科学的解决方案和符合中国实际的优化决策控制体系ღ✿ღ✿。但是我也是花下载ღ✿ღ✿，目前也已经有一些成功的案例ღ✿ღ✿，比如北京燃气集团的三联供项目通过燃气内燃机和余热直燃机对接ღ✿ღ✿，为3.2万平方米的楼宇提供全部的冷热电ღ✿ღ✿，已经安全运行5年ღ✿ღ✿。中国应该给分布式能源系统的发展投入更大的支持ღ✿ღ✿，最主要的是要在系统控制和优化上进行更多的探索ღ✿ღ✿。

　　近年来由美国发起ღ✿ღ✿，全世界各国都在进行智能电网的发展ღ✿ღ✿。建设智能电网ღ✿ღ✿，最主要的是调动各种电源点的潜力和“积极性”ღ✿ღ✿，尤其是不同规模的可再生能源的接入ღ✿ღ✿，大到GW级的大风电场ღ✿ღ✿，小到个人屋顶发电ღ✿ღ✿。各种余热ღ✿ღ✿、余压发电ღ✿ღ✿，各种生产过程的联产发电ღ✿ღ✿，各种分布式微电网都能发挥应有的作用ღ✿ღ✿。从发展角度来看ღ✿ღ✿，电源与用户一体化的倾向越来越强ღ✿ღ✿。

　　但是ღ✿ღ✿，正如上一节分布式供能系统所说ღ✿ღ✿，对电力的需求只是人们对能源服务的一个方面（是最主要的）ღ✿ღ✿，除此之外ღ✿ღ✿，还有供热ღ✿ღ✿、供冷ღ✿ღ✿、气体燃料ღ✿ღ✿、用水的需求ღ✿ღ✿。所以随着电力网的发展ღ✿ღ✿，城市天然气网ღ✿ღ✿、城市热网和城市用水网ღ✿ღ✿，近年来也得到相应的发展ღ✿ღ✿。这些网从本质上是相互协同我也是花下载ღ✿ღ✿、相互耦合ღ✿ღ✿、相互支撑的ღ✿ღ✿，可以统称为能源网ღ✿ღ✿。随着电网的智能化ღ✿ღ✿，必然会带动天然气网ღ✿ღ✿、热网ღ✿ღ✿、水网的智能化ღ✿ღ✿，使其成为一个智能整体ღ✿ღ✿。

　　在热网方面ღ✿ღ✿，一个明显的例子是北方城镇的冬季采暖能耗1.5 亿吨标煤ღ✿ღ✿，占中国城镇民用建筑能耗的40%ღ✿ღ✿，随着大型城市的发展ღ✿ღ✿，目前面临热源严重不足和现有热网输送能力不足的严峻挑战ღ✿ღ✿。其出路是发电与供热协同ღ✿ღ✿，一方面采用300 MW或更大容量的汽轮发电机组作为核心推广热电联产ღ✿ღ✿、集中供热ღ✿ღ✿，另一方面利用吸收式热泵技术“拉大”供回水温差ღ✿ღ✿，（例如供水130 ℃ღ✿ღ✿，回水15℃~20 ℃）ღ✿ღ✿，使原通过发电厂冷却水塔排入大气的热量（约占汽轮机最大供热量的20%~50%）被利用起来ღ✿ღ✿，同时也使已建成的城市热网输送能力提高近一倍ღ✿ღ✿，形成一个新的供热网络ღ✿ღ✿。

　　虽然中国对天然气的需求迅速增长ღ✿ღ✿，但对天然气的高效应用仍没有一个科学的论证和明确的说法ღ✿ღ✿。对大型城市来说ღ✿ღ✿，除了每天24小时对电ღ✿ღ✿、热ღ✿ღ✿、气的需求各不相同ღ✿ღ✿，更为困难的是一年四季的需求差别ღ✿ღ✿。两者都有较大的峰谷ღ✿ღ✿，且刚好相反ღ✿ღ✿，而储气问题和储电问题到目前仍没有得到很好解决ღ✿ღ✿。若把城市中天然气应用划分成若干个层次ღ✿ღ✿，从大规模热电联产到大小不同的局部分布式能源系统ღ✿ღ✿，各个局部之间ღ✿ღ✿，各层次之间进行优化ღ✿ღ✿、交互和调控ღ✿ღ✿，从长远来看ღ✿ღ✿，形成一个智能气网也是一个趋势ღ✿ღ✿。

　　如何节约用水ღ✿ღ✿，如何来规划不同用途的水（如纯净饮水ღ✿ღ✿、生活用水ღ✿ღ✿、工业用水ღ✿ღ✿、绿化用水）的优化配置ღ✿ღ✿，各种水源的合理开发（包括海水淡化ღ✿ღ✿，中水高度净化）ღ✿ღ✿，以及水的供给ღ✿ღ✿、回水处理等这必然形成网络ღ✿ღ✿，都和能源息息相关ღ✿ღ✿，相互促进ღ✿ღ✿、相互制约ღ✿ღ✿。

　　因此ღ✿ღ✿，为了更好地协同利用各种能源ღ✿ღ✿，除了电网已逐步向智能电网发展ღ✿ღ✿，天然气网ღ✿ღ✿、热力网ღ✿ღ✿、水网也必然向这个方向前进ღ✿ღ✿。四网（或更多）协同ღ✿ღ✿，形成以智能电网为主干的智能能源网ღ✿ღ✿。

　　转换整合化就是要打破不同行业之间的界限ღ✿ღ✿，按照系统最优原则对如发电ღ✿ღ✿、化工ღ✿ღ✿、冶金等生产中的物质流和能量流进行充分集成与协同ღ✿ღ✿，改变传统的工艺过程ღ✿ღ✿，达到系统的能源ღ✿ღ✿、环境ღ✿ღ✿、经济效益最优的目的ღ✿ღ✿。

　　对终端用户的用能需求进行精细的分解ღ✿ღ✿，按不同的用能需求ღ✿ღ✿、需求的不同层次和动态变化ღ✿ღ✿，为能源供应ღ✿ღ✿、规划和配置提供指导信息和基础ღ✿ღ✿。只有在终端需求精细化的基础上ღ✿ღ✿，多样化的供应才能更大程度地满足能源系统的需求ღ✿ღ✿，可再生能源才能在能源系统中起到较大的作用ღ✿ღ✿。

　　各种能源都具有自身的特性ღ✿ღ✿，需要重点研究的不是各种能源能做什么ღ✿ღ✿，而是它们在整个协同能源系统中应该做什么ღ✿ღ✿，并尽量用较少的能耗代价满足终端用户精细化的需求ღ✿ღ✿。

　　在可持续的能源系统中ღ✿ღ✿，因地制宜地进行分布式布局ღ✿ღ✿，集中电网ღ✿ღ✿、分布式电网和离网运行相协同ღ✿ღ✿，不同种类的能源应当以互补的方式进行协同ღ✿ღ✿，提高能源供应安全性ღ✿ღ✿。从目前传统的电网过渡到“智能电网”（Smart Grid）ღ✿ღ✿，进而在大城市范围内将发展成“智能能源网”（Smart Energy Grid）ღ✿ღ✿。

　　灵活性ღ✿ღ✿、可控性ღ✿ღ✿、可靠性ღ✿ღ✿、在线静态和动态的优化都是能源系统面临的新挑战ღ✿ღ✿。快速发展的信息技术可用于促进新的可持续能源系统的建立ღ✿ღ✿，如数据搜集ღ✿ღ✿、网络传感ღ✿ღ✿、在线监测ღ✿ღ✿、数据分析ღ✿ღ✿、数据挖掘ღ✿ღ✿、数据预测等ღ✿ღ✿，特别是针对具有较强随机性和不稳定性的可再生能源ღ✿ღ✿；建立起覆盖面广的能源信息平台和多层次优化的网络ღ✿ღ✿；充分利用信息技术ღ✿ღ✿，在全国ღ✿ღ✿、各省市ღ✿ღ✿、各地区全面搜集ღ✿ღ✿、整合ღ✿ღ✿、细分各种需求和供给信息ღ✿ღ✿，进行多层次协同优化ღ✿ღ✿。最近迅速发展的云计算将会提供有力的技术支撑ღ✿ღ✿。

　　上面这几点可以简称为“IDDD+N”ღ✿ღ✿。由于能源供应多元化ღ✿ღ✿，转换多元化ღ✿ღ✿，终端需求供应一体化ღ✿ღ✿，尤其是气候变化问题的严重性ღ✿ღ✿，能源技术（Energy Technologyღ✿ღ✿，ET）将要有一个十分大的变化ღ✿ღ✿，时间尺度在30~50年左右ღ✿ღ✿。且各国都不会一样ღ✿ღ✿，中国更有其特殊性ღ✿ღ✿，因为无先例可循ღ✿ღ✿。除了能源技术的进步外ღ✿ღ✿，信息技术（Information Technologyღ✿ღ✿，IT）的深度介入必不可少ღ✿ღ✿，因为能源系统是一个庞大的系统工程ღ✿ღ✿。ET和IT的融合是必然趋势ღ✿ღ✿。

　　建立各种能源分层次协同的可持续能源系统ღ✿ღ✿、实施IDDD+N原则是一个渐变过程ღ✿ღ✿，但目标要明确ღ✿ღ✿、政策要清晰ღ✿ღ✿、措施要果断ღ✿ღ✿。应将IDDD+N的原则和要求ღ✿ღ✿，分解成各行业ღ✿ღ✿、各地区的实施细则ღ✿ღ✿，建立大小不同的可操作的模板和示范工程我也是花下载ღ✿ღ✿。弄清现有系统分阶段ღ✿ღ✿、分层次向IDDD+N靠拢的路线图ღ✿ღ✿。国家应有专门的机构ღ✿ღ✿，多方面加以牵引ღ✿ღ✿，向这些模板靠拢ღ✿ღ✿，如规章制度ღ✿ღ✿、鼓励政策ღ✿ღ✿、价格政策ღ✿ღ✿、各种国家资助（立项与资金投入）ღ✿ღ✿、科研和工程中心建立ღ✿ღ✿、人才培养ღ✿ღ✿、民间投资引导等ღ✿ღ✿。九游会J9·(中国)真人游戏第一品牌ღ✿ღ✿，九游会j9官方网站ღ✿ღ✿，j9游会真人游戏第一品牌ღ✿ღ✿，