泛能源：本源·轉(zhuǎn)化·躍遷

普泛能源董事長欒立剛先生在第三屆“中國智慧+中國經(jīng)濟(jì)”論壇“碳中和”圓桌論壇上圍繞“泛能源”以及雙碳問題發(fā)表演講

清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院組織的第三屆“中國智慧+中國經(jīng)濟(jì)”論壇近日在上海舉辦，普泛能源董事長欒立剛先生在“碳中和”圓桌論壇上圍繞“泛能源”以及雙碳問題發(fā)表演講。

普泛能源董事長欒立剛提出：能源和環(huán)境的雙重危機(jī)使人們開始了對能源的重新思考。過去的兩百多年對化石能源的開發(fā)，創(chuàng)造了人類文明的輝煌，也使人類對能源的大量消費(fèi)產(chǎn)生了依賴。對化石能源枯竭的擔(dān)憂和碳排放對溫室效應(yīng)的加劇，使得人類不得不聯(lián)手共同應(yīng)對這一對未來命運(yùn)攸關(guān)的課題，探索新能源和合理使用現(xiàn)有資源。粗放的用能時(shí)代即將結(jié)束，多元化和可持續(xù)的能源使用理論和技術(shù)呼之欲出。我們從科學(xué)、工程技術(shù)和經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面出發(fā)，考慮現(xiàn)實(shí)和階段性歷史背景和前景，建立了“泛能源(metaEnergy)”思想體系，指導(dǎo)我們從基礎(chǔ)的科學(xué)研究，工程實(shí)踐到服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的探索。

“泛能源”(metaEnergy)的定義：“本源·轉(zhuǎn)化·躍遷”：從能源的本質(zhì)、特點(diǎn)出發(fā)，精準(zhǔn)把握各類能源的形態(tài)和品位;以最短路徑實(shí)現(xiàn)能源的便捷或直接轉(zhuǎn)化，以滿足和匹配本地需求;實(shí)現(xiàn)本地低品位能源的高價(jià)值利用。能源無處不在，泛能源則更指有利用價(jià)值的能源，如熱力學(xué)的可用能(?)，它是指一種狀態(tài)，一種不同于其所處環(huán)境的狀態(tài);這種差異即為泛能源所用，如溫差、壓差、運(yùn)動(dòng)速度的差別和化學(xué)成分的差別等。

本源：多樣化、多品位的本地化能源(可再生能源中往往低品位的能源較多，如：生物質(zhì)含雜質(zhì)多、潮濕和密度低;畜牧業(yè)排放物含水量大、污染物含量高;工業(yè)余熱溫度低等。)具有可持續(xù)和低碳的特征;從多方位認(rèn)知本地能源(資源)的特點(diǎn)，特別是其形態(tài)、品位和量。優(yōu)質(zhì)能源的的特征：穩(wěn)定、豐富、環(huán)境友好、可儲(chǔ)存、能量密度高、易運(yùn)輸/轉(zhuǎn)化…。這些可再生能源的使用可以相應(yīng)減少對傳統(tǒng)能源的需求。如：工業(yè)余熱、秸稈生物質(zhì)、養(yǎng)殖廢棄物、地?zé)岬龋饔刑刭|(zhì)。深入的研究可以發(fā)現(xiàn)，秸稈和有機(jī)廢棄物廢棄物本身雖然品位較低，但其本身即為儲(chǔ)能載體，與風(fēng)能和太陽能相比更容易根據(jù)需求調(diào)節(jié)供應(yīng);而工業(yè)余熱和地?zé)釀t持續(xù)穩(wěn)定。

轉(zhuǎn)化：以最短路徑實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)化，直接滿足本地對能源形態(tài)、品位和量的需求。為實(shí)現(xiàn)這一步，需要持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)的積累。以低品位熱直接制冷技術(shù)為例，取代電壓縮制冷循環(huán)。為平衡供需，我們常常需要考慮儲(chǔ)能的可行性，如制冰儲(chǔ)冷。

躍遷：通過本地低品位能源，甚至“負(fù)”價(jià)值的資源，如垃圾、廢棄物的直接轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)高價(jià)值利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳。實(shí)踐中的價(jià)值實(shí)現(xiàn)中常常以節(jié)約傳統(tǒng)高價(jià)值的電能，從而降低對電網(wǎng)的依賴，或用在傳統(tǒng)能源和電網(wǎng)難以抵達(dá)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)地開發(fā)應(yīng)用。

并且，董事長欒立剛先生還提出泛能源“泛能源”思想目前已在多個(gè)工程實(shí)踐案例中得到了充分的體現(xiàn)。

工程實(shí)踐例一：低品位工業(yè)余熱制冷(< 0°C)技術(shù)和裝備

工業(yè)制冷常常使用蒸汽壓縮循環(huán)，動(dòng)力消耗大、成本高。而過程工業(yè)中能量梯級(jí)利用之后，往往尚余存大量的低品位熱能，這些能量若用發(fā)電回收，固定投入和運(yùn)營成本都很高。我們利用熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷原理，分別對制冷工質(zhì)對配方、關(guān)鍵裝備傳質(zhì)傳熱效率、泵送裝置降低能耗等方面進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，研制出低溫?zé)狎?qū)動(dòng)多元復(fù)合工質(zhì)制冷(<0℃)系統(tǒng)，初步成果應(yīng)用于余熱及廢熱驅(qū)動(dòng)型低溫制冷機(jī)組，將進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用于熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中。僅兩年時(shí)間已推廣總裝機(jī)容量超過10000kW，減排二氧化碳3.5萬噸/年。已達(dá)制冷溫度可以拓展到-47℃，極大地?cái)U(kuò)展了熱制冷技術(shù)的應(yīng)用場景，“技術(shù)裝備處于國際領(lǐng)先水平”(中國石油和化學(xué)聯(lián)合會(huì)鑒定，2020)。

技術(shù)特點(diǎn)：經(jīng)過長期探索研究和工業(yè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了冷熱能的高效轉(zhuǎn)化;可以利用低價(jià)值的工業(yè)余熱;制冷深度高(<0°C);節(jié)約電耗。已應(yīng)用于多項(xiàng)化工過程中，實(shí)現(xiàn)了極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和節(jié)能減排效果。還可以用水制冰，實(shí)現(xiàn)冷能的儲(chǔ)存。

已有應(yīng)用：化工過程(乙二醇、合成氨、聯(lián)堿)、商業(yè)制冰、設(shè)施農(nóng)業(yè)。

潛在應(yīng)用：農(nóng)業(yè)冷鏈、冰雪場館、冷熱電聯(lián)供能源站等。

本技術(shù)還為設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品冷鏈提供循環(huán)經(jīng)濟(jì)新模式。回收農(nóng)林業(yè)廢棄物，根據(jù)物料(本源)的特點(diǎn)，干的有機(jī)物料可以清潔燃燒，濕的畜牧業(yè)垃圾可以生產(chǎn)沼氣，來實(shí)現(xiàn)一次轉(zhuǎn)化，為設(shè)施農(nóng)業(yè)提供全天候的適宜環(huán)境。如菌菇生長需要15~22°C，90%相對濕度的環(huán)境，有冬季取暖夏季制冷的需求，以及2~°4C冷藏庫和-18~20°C冷凍庫以及冷鏈運(yùn)輸?shù)牡蜏匦枨?，都是吸收式制冷技術(shù)(轉(zhuǎn)化)的應(yīng)用場景。設(shè)施農(nóng)業(yè)和冷鏈發(fā)展迅猛，本地化、低成本、可持續(xù)的能源解決方案可為其提供技術(shù)支撐(躍遷)。

基于地?zé)岬那鍧嵣鐓^(qū)和居民綜合體可為持續(xù)化幸福社會(huì)的發(fā)展建立示范效應(yīng)。整合集成能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，例如廣東沿海的高溫地?zé)豳Y源(本源)，不僅可以為居民提供清潔的空調(diào)環(huán)境(轉(zhuǎn)化)，還可提供室內(nèi)冰雪運(yùn)動(dòng)的環(huán)境(轉(zhuǎn)化)，豐富健康幸福的生活方式(躍遷)。

工程實(shí)踐例二：低品位熱工業(yè)除濕

傳統(tǒng)的除濕依賴于制冷，將空氣溫度降低至露點(diǎn)，使水分冷凝析出。我們開發(fā)了一種液體除濕劑，這種混合鹽的溶液可以在設(shè)備中連續(xù)循環(huán)，吸收與之表面接觸的空氣中的水分;完成吸水分后，含水較高的溶液可以利用余熱加熱，在較高溫度下釋放(蒸發(fā))出水分，達(dá)到再生的目的，再生液返回利用，并持續(xù)除濕循環(huán)過程。

技術(shù)特點(diǎn)：傳統(tǒng)除濕大多依賴高耗能制冷，本技術(shù)利用在許多過程工業(yè)場合都大量存在的低溫余熱(70~80°C)。

已有應(yīng)用：工藝干風(fēng)，固體物料的流態(tài)化輸送常常需要大量干空氣。

潛在應(yīng)用：木材加工、干燥過程、煙氣脫白、場館空調(diào)等。

工程實(shí)踐例三：

工業(yè)項(xiàng)目(水泥、發(fā)電、焦化等) 高碳排放的煙氣中含有大量的氣態(tài)二氧化碳，同時(shí)又有大量的低品位熱能沒有得到高效利用。我們利用吸收、解析的原理，研發(fā)出超臨界壓力下吸收式二氧化碳一步回收關(guān)鍵技術(shù)及裝備，用低品位熱作為動(dòng)力能源，低成本液化回收二氧化碳。目前這一技術(shù)正在研發(fā)過程中，希望能很快推進(jìn)工業(yè)化應(yīng)用。

在圓桌會(huì)議最后，欒立剛先生提出遵循泛能源思想，深挖本地資源(本源)，創(chuàng)造性地開發(fā)能源裝備(轉(zhuǎn)化)，可以為能源變革和環(huán)境保護(hù)提供全新的思路(躍遷)。普泛能源將在低品位工業(yè)余熱制冷、低品位熱工業(yè)除濕、余壓高效回收利用基礎(chǔ)上繼續(xù)探索多品位、多樣化的本地化能源梯級(jí)利用，譬如，利用大量的需要冷卻塔處理的工業(yè)低品位熱水作為驅(qū)動(dòng)力，以吸收式熱泵技術(shù)加以轉(zhuǎn)化，將能源品級(jí)升級(jí)(躍遷)再利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的，其應(yīng)用前景非常廣泛;利用城市危廢處理如垃圾、污泥等過程中的熱源為驅(qū)動(dòng)力，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)城市危廢減量化處置的零能耗和外溢效應(yīng)(提供大量冷、熱媒);在能源本地化的基礎(chǔ)上，積極探索冷熱轉(zhuǎn)換輔助二氧化碳的濃縮捕集和減量等等。這一系列的技術(shù)和應(yīng)用將為國家生態(tài)文明建設(shè)，促進(jìn)高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)增長，碳達(dá)峰和碳中和的中、長期目標(biāo)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

圓桌論壇后，欒立剛先生的發(fā)言得到眾多校友企業(yè)及機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注，并和部分企業(yè)和用戶進(jìn)行了更深度的交流，得到了廣泛的肯定性。