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泛能源本源转化跃迁

2021-08-01 22:30:57| 来源:| 编辑:| 点击:2次

泛能源:本源·转化·跃迁

核心提示:2021年05月26日关于泛能源:本源·转化·跃迁的最新消息:普泛能源董事长栾立刚先生在第三届“中国智慧+中国经济”论坛“碳中和”圆桌论坛上围绕“泛能源”以及双碳问题发表?

普泛能源董事长栾立刚先生在第三届“中国智慧+中国经济”论坛“碳中和”圆桌论坛上围绕“泛能源”以及双碳问题发表演讲

清华大学经济管理学院组织的第三届“中国智慧+中国经济”论坛近日在上海举办,普泛能源董事长栾立刚先生在“碳中和”圆桌论坛上围绕“泛能源”以及双碳问题发表演讲。

普泛能源董事长栾立刚提出:能源和环境的双重危机使人们开始了对能源的重新思考。过去的两百多年对化石能源的开发,创造了人类文明的辉煌,也使人类对能源的大量消费产生了依赖。对化石能源枯竭的担忧和碳排放对温室效应的加剧,使得人类不得不联手共同应对这一对未来命运攸关的课题,探索新能源和合理使用现有资源。粗放的用能时代即将结束,多元化和可持续的能源使用理论和技术呼之欲出。我们从科学、工程技术和经济三个方面出发,考虑现实和阶段性历史背景和前景,建立了“泛能源(metaEnergy)”思想体系,指导我们从基础的科学研究,工程实践到服务社会经济的探索。

“泛能源”(metaEnergy)的定义:“本源·转化·跃迁”:从能源的本质、特点出发,精准把握各类能源的形态和品位;以最短路径实现能源的便捷或直接转化,以满足和匹配本地需求;实现本地低品位能源的高价值利用。能源无处不在,泛能源则更指有利用价值的能源,如热力学的可用能(?),它是指一种状态,一种不同于其所处环境的状态;这种差异即为泛能源所用,如温差、压差、运动速度的差别和化学成分的差别等。

本源:多样化、多品位的本地化能源(可再生能源中往往低品位的能源较多,如:生物质含杂质多、潮湿和密度低;畜牧业排放物含水量大、污染物含量高;工业余热温度低等。)具有可持续和低碳的特征;从多方位认知本地能源(资源)的特点,特别是其形态、品位和量。优质能源的的特征:稳定、丰富、环境友好、可储存、能量密度高、易运输/转化…。这些可再生能源的使用可以相应减少对传统能源的需求。如:工业余热、秸秆生物质、养殖废弃物、地热等,各有特质。深入的研究可以发现,秸秆和有机废弃物废弃物本身虽然品位较低,但其本身即为储能载体,与风能和太阳能相比更容易根据需求调节供应;而工业余热和地热则持续稳定。

转化:以最短路径实现能源的转化,直接满足本地对能源形态、品位和量的需求。为实现这一步,需要持续的技术创新和核心知识产权的积累。以低品位热直接制冷技术为例,取代电压缩制冷循环。为平衡供需,我们常常需要考虑储能的可行性,如制冰储冷。

跃迁:通过本地低品位能源,甚至“负”价值的资源,如垃圾、废弃物的直接转化,实现高价值利用,实现节能减碳。实践中的价值实现中常常以节约传统高价值的电能,从而降低对电网的依赖,或用在传统能源和电网难以抵达的区域经济地开发应用。

并且,董事长栾立刚先生还提出泛能源“泛能源”思想目前已在多个工程实践案例中得到了充分的体现。

工程实践例一:低品位工业余热制冷(< 0°C)技术和装备

工业制冷常常使用蒸汽压缩循环,动力消耗大、成本高。而过程工业中能量梯级利用之后,往往尚余存大量的低品位热能,这些能量若用发电回收,固定投入和运营成本都很高。我们利用热驱动吸收式制冷原理,分别对制冷工质对配方、关键装备传质传热效率、泵送装置降低能耗等方面进行技术开发,研制出低温热驱动多元复合工质制冷(<0℃)系统,初步成果应用于余热及废热驱动型低温制冷机组,将进一步开发应用于热电冷联产系统中。仅两年时间已推广总装机容量超过10000kW,减排二氧化碳3.5万吨/年。已达制冷温度可以拓展到-47℃,极大地扩展了热制冷技术的应用场景,“技术装备处于国际领先水平”(中国石油和化学联合会鉴定,2020)。

技术特点:经过长期探索研究和工业实验,实现了冷热能的高效转化;可以利用低价值的工业余热;制冷深度高(<0°C);节约电耗。已应用于多项化工过程中,实现了极高的经济价值和节能减排效果。还可以用水制冰,实现冷能的储存。

已有应用:化工过程(乙二醇、合成氨、联碱)、商业制冰、设施农业。

潜在应用:农业冷链、冰雪场馆、冷热电联供能源站等。

本技术还为设施农业和农产品冷链提供循环经济新模式。回收农林业废弃物,根据物料(本源)的特点,干的有机物料可以清洁燃烧,湿的畜牧业垃圾可以生产沼气,来实现一次转化,为设施农业提供全天候的适宜环境。如菌菇生长需要15~22°C,90%相对湿度的环境,有冬季取暖夏季制冷的需求,以及2~°4C冷藏库和-18~20°C冷冻库以及冷链运输的低温需求,都是吸收式制冷技术(转化)的应用场景。设施农业和冷链发展迅猛,本地化、低成本、可持续的能源解决方案可为其提供技术支撑(跃迁)。

基于地热的清洁社区和居民综合体可为持续化幸福社会的发展建立示范效应。整合集成能源转化技术,例如广东沿海的高温地热资源(本源),不仅可以为居民提供清洁的空调环境(转化),还可提供室内冰雪运动的环境(转化),丰富健康幸福的生活方式(跃迁)。

工程实践例二:低品位热工业除湿

传统的除湿依赖于制冷,将空气温度降低至露点,使水分冷凝析出。我们开发了一种液体除湿剂,这种混合盐的溶液可以在设备中连续循环,吸收与之表面接触的空气中的水分;完成吸水分后,含水较高的溶液可以利用余热加热,在较高温度下释放(蒸发)出水分,达到再生的目的,再生液返回利用,并持续除湿循环过程。

技术特点:传统除湿大多依赖高耗能制冷,本技术利用在许多过程工业场合都大量存在的低温余热(70~80°C)。

已有应用:工艺干风,固体物料的流态化输送常常需要大量干空气。

潜在应用:木材加工、干燥过程、烟气脱白、场馆空调等。

工程实践例三:

工业项目(水泥、发电、焦化等) 高碳排放的烟气中含有大量的气态二氧化碳,同时又有大量的低品位热能没有得到高效利用。我们利用吸收、解析的原理,研发出超临界压力下吸收式二氧化碳一步回收关键技术及装备,用低品位热作为动力能源,低成本液化回收二氧化碳。目前这一技术正在研发过程中,希望能很快推进工业化应用。

在圆桌会议最后,栾立刚先生提出遵循泛能源思想,深挖本地资源(本源),创造性地开发能源装备(转化),可以为能源变革和环境保护提供全新的思路(跃迁)。普泛能源将在低品位工业余热制冷、低品位热工业除湿、余压高效回收利用基础上继续探索多品位、多样化的本地化能源梯级利用,譬如,利用大量的需要冷却塔处理的工业低品位热水作为驱动力,以吸收式热泵技术加以转化,将能源品级升级(跃迁)再利用,达到节能减排的目的,其应用前景非常广泛;利用城市危废处理如垃圾、污泥等过程中的热源为驱动力,变废为宝,实现城市危废减量化处置的零能耗和外溢效应(提供大量冷、热媒);在能源本地化的基础上,积极探索冷热转换辅助二氧化碳的浓缩捕集和减量等等。这一系列的技术和应用将为国家生态文明建设,促进高质量经济增长,碳达峰和碳中和的中、长期目标作出应有的贡献。

圆桌论坛后,栾立刚先生的发言得到众多校友企业及机构的广泛关注,并和部分企业和用户进行了更深度的交流,得到了广泛的肯定性。

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