編者按:陳新華先生從能源企業(yè)的角度,闡釋了科技創(chuàng)新與能源革命的理論基礎(chǔ),及新奧集團(tuán)成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
生命的誕生,委身在自然之母懷中。地球唯有一個(gè),面對(duì)煤炭、石油為典型代表的不可再生能源,如何才能最大程度地提高它們的使用效率?當(dāng)資源的不當(dāng)使用及過(guò)度開(kāi)采致使無(wú)窮的環(huán)境問(wèn)題接踵而至,人類(lèi)將如何與自然更為和諧地共處?
11月11日,在鳳凰網(wǎng)“2018與世界對(duì)話”論壇以能源、科技為議題的高峰對(duì)話環(huán)節(jié),新奧集團(tuán)首席戰(zhàn)略官陳新華先生從能源企業(yè)的角度,闡釋了科技創(chuàng)新與能源革命的理論基礎(chǔ),及新奧集團(tuán)成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。“能源革命的核心就是要改變交通運(yùn)輸力、熱力和電力這三大能源需求的動(dòng)力來(lái)源和服務(wù)方式;科技創(chuàng)新要貫穿能源全產(chǎn)業(yè)鏈,而不是集中于供應(yīng)側(cè);應(yīng)通過(guò)數(shù)字化技術(shù)來(lái)提高能源系統(tǒng)效率”。
關(guān)于科技創(chuàng)新與能源的主題,陳新華先生與大家分享兩方面的內(nèi)容:一是科技創(chuàng)新與能源革命的理論基礎(chǔ),二是新奧集團(tuán)在科技創(chuàng)新與能源革命方面的實(shí)踐。
首先,談?wù)劺碚摶A(chǔ),或者是我們所觀察到的客觀事實(shí)。
理論1:熱力、電力和移動(dòng)力是人類(lèi)永遠(yuǎn)需要的三大能源服務(wù)。
移動(dòng)力主要是交通運(yùn)輸。它的特點(diǎn)是在戶外運(yùn)動(dòng)中消耗能源,如公路、鐵路、水路、空路。燃料與技術(shù)的選擇是相輔相成的,目前基本上以石油產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)為主,但替代燃料正在形成,包括天然氣和電力,交通領(lǐng)域電氣化是一個(gè)趨勢(shì)。
與移動(dòng)力相反,熱力大多是在靜止的系統(tǒng)中消費(fèi),如爐灶、鍋爐等,并且消費(fèi)大多發(fā)生在建筑物內(nèi)??僧a(chǎn)生熱力的燃料選擇比移動(dòng)力更廣,所有能源都可產(chǎn)生熱力。在這個(gè)領(lǐng)域,新的技術(shù)不斷涌現(xiàn),特別是把熱量在一處收集進(jìn)行提溫,再搬到另一處滿足需求的熱泵技術(shù)。
電力則是整個(gè)能源消費(fèi)系統(tǒng)的核心。電力的消費(fèi)都必須通過(guò)電器和電子設(shè)備,其中電動(dòng)機(jī)一項(xiàng)就占了很大比例。電力生產(chǎn)和消費(fèi)的系統(tǒng)性很強(qiáng),需要網(wǎng)絡(luò)傳輸,因不可大量存儲(chǔ),而需要在生產(chǎn)和消費(fèi)之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)平衡。所有可以轉(zhuǎn)換為熱能的燃料都可以轉(zhuǎn)化為電能,電能也可以不通過(guò)熱能轉(zhuǎn)換的形式來(lái)生產(chǎn),如水電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、燃料電池等。
能源革命的核心就是要改變交通運(yùn)輸力、熱力和電力這三大能源需求的動(dòng)力來(lái)源和服務(wù)方式。
理論2:科技創(chuàng)新貫穿能源全產(chǎn)業(yè)鏈。
傳統(tǒng)企業(yè)都集中在供應(yīng)側(cè)創(chuàng)新,對(duì)終端用能領(lǐng)域創(chuàng)新關(guān)注不夠。比如說(shuō),為了煮熟一個(gè)雞蛋,為什么要煮沸一大鍋水,而不是恰好能夠煮熟雞蛋的那點(diǎn)水呢?
要知道,在終端用能側(cè)節(jié)約1單位能源消耗,可以在能源供應(yīng)鏈上放大節(jié)約量。以水泵系統(tǒng)為例,終端的泵耗電量節(jié)約1度,在發(fā)電廠就可以節(jié)約與10度電等量的能源。
理論3:物質(zhì)、能量和信息的關(guān)系奠定了經(jīng)濟(jì)與能源領(lǐng)域通過(guò)數(shù)字化提高效率的基礎(chǔ)。
經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最基本單元都是圍繞著價(jià)值創(chuàng)造。這個(gè)價(jià)值創(chuàng)造的過(guò)程,實(shí)際上就是利用能量與信息對(duì)原材料進(jìn)行加工,創(chuàng)造出滿足需求的產(chǎn)品的一個(gè)過(guò)程。我們創(chuàng)造了滿足客戶需求的產(chǎn)品和服務(wù),同時(shí)也產(chǎn)生了廢棄物。廢棄物的一部分可能在其他生產(chǎn)過(guò)程中被再循環(huán),剩余的部分被排入環(huán)境而導(dǎo)致環(huán)境污染。
比如說(shuō),制作一張木椅需要木材、木匠和工具,價(jià)值創(chuàng)造是通過(guò)木匠所提供的最基本的輸入,即能量和信息來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這里的工具不能被認(rèn)為是一種最基本的輸入,因?yàn)樗橇硪粋€(gè)生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)物,也是使用材料、能量和信息來(lái)獲得的產(chǎn)品。用同樣的木材和同樣的工具,一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的木匠與年輕學(xué)徒做出來(lái)的椅子質(zhì)量不同,售價(jià)也不同。而決定椅子價(jià)值的關(guān)鍵并不取決于他們肌肉所提供的能量,而在于他們的技能,也就是對(duì)工作過(guò)程中投入的信息不同。
根據(jù)這個(gè)機(jī)制,為了降低材料和能量的消耗,并且使環(huán)境污染減到最小,我們需要增加信息的輸入。價(jià)值創(chuàng)造可以通過(guò)提高能量投入和信息投入來(lái)取得。因?yàn)閮r(jià)值本身是非物質(zhì)單位,所以可以通過(guò)提高非物質(zhì)性的投入,即信息的投入來(lái)增加價(jià)值。對(duì)于等量的價(jià)值,增加信息投入可以降低能量的消耗,這就是我們通常所說(shuō)的生產(chǎn)活動(dòng)從能源密集型向信息密集型轉(zhuǎn)變,從粗放型高耗能發(fā)展向集約型低耗能方向轉(zhuǎn)變的過(guò)程。用無(wú)限的信息資源來(lái)替代有限的能源資源,也正是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)來(lái)提高能源系統(tǒng)效率的理論基礎(chǔ)。
理論4:7D驅(qū)動(dòng)中國(guó)與全球能源轉(zhuǎn)型。
這7個(gè)D,代表的是以D開(kāi)頭的7個(gè)英文單詞,他們是:
多元化(Diversification):即能源供應(yīng)的來(lái)源越來(lái)越多,技術(shù)越分越細(xì),越來(lái)越豐富多樣,能源行業(yè)的參與者也越來(lái)越多元。
低碳化(Decarbonisation):低碳化首先是節(jié)能,因?yàn)楣?jié)約下來(lái)的能源是最清潔的;其次是大力發(fā)展低碳或無(wú)碳的可再生能源資源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水電、地?zé)帷⒊毕c海浪發(fā)電等。
數(shù)字化(Digitalisation):或者說(shuō)信息化、智能化,是指信息與通訊技術(shù)對(duì)能源系統(tǒng)的滲透,通過(guò)對(duì)能源生產(chǎn)和消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)節(jié)點(diǎn)和各個(gè)時(shí)段信息的采集與分析,實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的智能化,從而提高整體系統(tǒng)效率。
去集中化(Decentralisation):傳統(tǒng)能源發(fā)展強(qiáng)調(diào)的是規(guī)模經(jīng)濟(jì);隨著新能源技術(shù)和能源系統(tǒng)數(shù)字化的發(fā)展,包括微電網(wǎng)在內(nèi)的新能源分布式就地利用、就地分享的模式發(fā)展迅猛。
民主化(Democratisation):民主化一方面是給能源消費(fèi)者選擇權(quán),不僅可以自己在家里發(fā)電(太陽(yáng)能或燃料電池),還可以選擇電力或燃?xì)夤?yīng)商,獲得更大的主動(dòng)權(quán);另一個(gè)方面則是老百姓可以參與能源投資的決策過(guò)程。
清潔化(Depollution):清潔化包括兩層含義,一是為應(yīng)對(duì)全球氣候變化和霧霾,需要能源的低碳化;二是低排放,減少所有空氣、水和固體污染物的排放。
市場(chǎng)化(Deregulation):一是能源價(jià)格實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)定價(jià);二是允許不同主體平等參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
以上是關(guān)于科技創(chuàng)新與能源革命的4個(gè)理論基礎(chǔ),接下來(lái),陳新華先生也介紹了新奧的實(shí)踐。
新奧集團(tuán)成立于1989年,已經(jīng)形成了貫穿下游分銷(xiāo)、中游貿(mào)易儲(chǔ)運(yùn)和上游生產(chǎn)開(kāi)采的完整清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈,以及覆蓋旅游、文化、健康、置業(yè)等領(lǐng)域的幸福生活產(chǎn)品鏈。同時(shí),在當(dāng)今數(shù)字時(shí)代,依托互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù),正在著力打造泛能網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),引領(lǐng)數(shù)字能源發(fā)展;著力打造“e城e家”家庭生活服務(wù)平臺(tái),構(gòu)建中國(guó)式品質(zhì)生活方式。目前集團(tuán)擁有新奧能源、新奧股份、新智認(rèn)知、西藏旅游等4家上市公司,新奧動(dòng)力、新奧環(huán)保、石墨烯公司等11家直屬公司和3家研究院。業(yè)務(wù)覆蓋中國(guó)20個(gè)省、市、自治區(qū)的178個(gè)城市。截至2017年底,員工總數(shù)近5萬(wàn)人,年銷(xiāo)售收入達(dá)1300億人民幣。
近年來(lái),新奧在科技創(chuàng)新與能源革命方面開(kāi)展了7個(gè)方面的實(shí)踐。
實(shí)踐1:前沿能源技術(shù)的研發(fā)。
新奧非常重視能源技術(shù)創(chuàng)新,我們認(rèn)為不能光做天然氣分銷(xiāo)業(yè)務(wù),而是要開(kāi)發(fā)自己的技術(shù),一方面解決中國(guó)能源系統(tǒng)的痛點(diǎn)問(wèn)題,另一方面為我們?yōu)槠髽I(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)力。先期,我們圍繞著能源的碳循環(huán)體系,在能源系統(tǒng)的清潔化方面進(jìn)行探索和實(shí)踐,一是自主研發(fā)了包括催化氣化和加氫氣化在內(nèi)的煤制氣技術(shù);二是開(kāi)發(fā)了“泛能應(yīng)用技術(shù)”,包括泛能機(jī)和泛能網(wǎng);三是“超臨界環(huán)保技術(shù)”,處理危險(xiǎn)廢品。今天我們進(jìn)入了技術(shù)研發(fā)2.0的階段,進(jìn)一步聚焦無(wú)碳能源技術(shù),包括小型可控核聚變、深層地?zé)崮堋?a href="/news/search.php?kw=儲(chǔ)能" target="_blank">儲(chǔ)能、能源新材料技術(shù)等。
實(shí)踐2:創(chuàng)新煤制天然氣技術(shù)。
在石油、天然氣領(lǐng)域,中國(guó)與美國(guó)在對(duì)外依存度上形成了鮮明的對(duì)比,中國(guó)快速上升,美國(guó)快速下降??焖偕仙挠蜌鈱?duì)外依存度對(duì)于國(guó)家能源安全是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。但另一方面,中國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量又很大,很多低質(zhì)煤炭不能直接燃燒。所以新奧花了10多年的時(shí)間來(lái)研發(fā)煤炭的高效清潔利用技術(shù),自主創(chuàng)新了催化氣化和加氫氣化兩個(gè)技術(shù)。
在煤制氣技術(shù)方面,大家可能聽(tīng)到了一些負(fù)面的報(bào)道,但相比其他企業(yè),新奧擁有自己的優(yōu)勢(shì):
一是這兩個(gè)技術(shù)是我們自己研發(fā)的,有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);
二是我們運(yùn)營(yíng)著年產(chǎn)250萬(wàn)噸的煤制甲醇工廠,有著煤化工的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn);
三是我們有自己的工程團(tuán)隊(duì);
四是有自己的環(huán)保技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)煤化工園區(qū)的零排放。
目前我們正在內(nèi)蒙達(dá)旗試點(diǎn),如果這個(gè)技術(shù)的各項(xiàng)性能能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求,我們就可以利用國(guó)內(nèi)大量的、不能直接燃燒的低階煤,把它們轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的天然氣和其他煤化工產(chǎn)品,這將在一定程度上緩解中國(guó)的油氣對(duì)外依存度問(wèn)題。
實(shí)踐3:研發(fā)分布式能源的核心技術(shù)。
一是泛能機(jī)。只要有天然氣,通過(guò)泛能機(jī),既能發(fā)電,也能產(chǎn)生熱水,可以滿足取暖的需求,可以在家庭、商業(yè)寫(xiě)字樓、工業(yè)園區(qū)等得到廣泛的應(yīng)用,具有集約、高效、智能和便捷等優(yōu)勢(shì)。
二是微小型燃?xì)廨啓C(jī)。這是國(guó)家級(jí)的核心技術(shù),歐美發(fā)達(dá)國(guó)家也是花了很長(zhǎng)時(shí)間才研發(fā)成功。新奧已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)并使用100千瓦的燃?xì)廨啓C(jī),目前正在研發(fā)功率300千瓦的燃?xì)廨啓C(jī)。
微小型燃?xì)廨啓C(jī)在能源領(lǐng)域有非常廣泛的用途,我們?cè)谡憬鹑A一家電鍍廠的案例表明,微小型燃?xì)廨啓C(jī)能夠滿足全部的蒸汽需求和部分電力負(fù)荷,系統(tǒng)能源綜合利用率達(dá)到了86%。
實(shí)踐4:開(kāi)發(fā)石墨烯技術(shù)。
目前,石墨烯在國(guó)內(nèi)炒得很熱,大家的期待也很高,被認(rèn)為是一種革命性的材料。石墨烯分成兩類(lèi),一是粉體,二是薄膜。目前,我們已經(jīng)生產(chǎn)出多種石墨烯粉體,在廊坊已經(jīng)建成每年100噸的石墨烯粉體產(chǎn)能,目前在內(nèi)蒙達(dá)旗也已經(jīng)建成投產(chǎn)一個(gè)1000噸的石墨烯、石墨烯基復(fù)合材料和石墨烯導(dǎo)電漿料生產(chǎn)基地。
更加令人振奮的是,具有高能量密度、快速?zèng)_放電和長(zhǎng)壽命(循環(huán)壽命超過(guò)萬(wàn)次) 的石墨烯球也在我們的實(shí)驗(yàn)室制備出來(lái)了,目前正在中試開(kāi)發(fā)和放大試驗(yàn)過(guò)程中,很快就能進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。這個(gè)技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用可以使得我們的手機(jī)或者電動(dòng)車(chē)電池能夠在幾分鐘內(nèi)就充滿,而不需要幾個(gè)小時(shí)或整個(gè)晚上。
石墨烯的應(yīng)用非常廣泛,可以作為很多材料的添加劑,大幅改善材料的性能,大大地加速能源轉(zhuǎn)型的速度。我們石墨烯粉體技術(shù)是以煤炭和天然氣為原料,而不是石墨,在成本上具有很大的優(yōu)勢(shì)。
實(shí)踐5:開(kāi)發(fā)環(huán)保技術(shù)。
一是超臨界水氧化技術(shù),可以對(duì)含有持久性難降解有機(jī)物質(zhì)的廢物進(jìn)行高效的處理;二是工業(yè)廢水零排放技術(shù),為化工園區(qū)、煤化工、石油化工等領(lǐng)域的廢水進(jìn)行綜合處理,尤其是可以將高含鹽廢水中的鹽分離出來(lái),回收再利用,在整個(gè)園區(qū)或廠區(qū)實(shí)現(xiàn)零排放。
實(shí)踐6: 泛能技術(shù)。
具體來(lái)說(shuō),就是從客戶需求出發(fā),將太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿确植际角鍧嵞茉唇尤腚娋W(wǎng)、熱力網(wǎng)和氣網(wǎng),通過(guò)控制中心實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)與信息網(wǎng)的融合,形成清潔能源優(yōu)先,多能互補(bǔ),能用盡用的分布式智慧能源系統(tǒng),目前在工業(yè)園區(qū)、樓宇、醫(yī)院等等得到了廣泛應(yīng)用。
目前,我們的泛能技術(shù)系統(tǒng)耦合的是能量和信息。在新一代泛能技術(shù)中,我們還會(huì)將供水、垃圾處理等引進(jìn)系統(tǒng),真正實(shí)現(xiàn)物質(zhì)、能量和信息這三大要素的耦合。
實(shí)踐7:搭建數(shù)字能源平臺(tái),解決行業(yè)痛點(diǎn)。
目前,能源行業(yè)痛點(diǎn)包括:
一是存在行業(yè)豎井、條塊分割和壟斷經(jīng)營(yíng)的問(wèn)題,氣、電、冷、熱互不相通;
二是能源浪費(fèi),用戶希望節(jié)能,賣(mài)方卻是多賣(mài)多賺錢(qián);
三是棄光棄風(fēng)、黑色發(fā)展,可再生能源得不到整合利用,嚴(yán)重依賴(lài)煤炭等黑色能源;
四是設(shè)備運(yùn)維不及時(shí),事故率高、成本高;
五是存在監(jiān)管盲點(diǎn),政府在能源與環(huán)保方面缺少有效監(jiān)管手段。
針對(duì)這些痛點(diǎn),智慧化的數(shù)字能源平臺(tái)可以發(fā)揮很大的作用:
一是可以讓用能方自主選擇供能方,降低能源賬單,滿足節(jié)能、綠能需求;
二是為能源銷(xiāo)售商提供精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo);
三是為能源運(yùn)營(yíng)商提高設(shè)施可靠性和利用率,降低成本;
四是幫助管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商削峰填谷,提高管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)率,優(yōu)化管網(wǎng)投資布局;
五是幫助政府實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的能源監(jiān)管。
總而言之,數(shù)字能源平臺(tái)的目的就是解決行業(yè)痛點(diǎn),為需供兩側(cè)商家及生態(tài)圈參與者創(chuàng)造價(jià)值。