京津冀节能技术改造与服务供需对接会| 清华大学建筑技术科学系郑忠海：建筑及清洁供热节能技术发展现状、趋势及选择
2019年6月5日，京津冀节能技术改造与服务供需对接会在北京渔阳饭店召开。清华大学建筑技术科学系郑忠海博士、高级工程师发表了《建筑及清洁供热节能技术发展现状、趋势及选择》的主题演讲。
以下是演讲原文：
郑忠海：很高兴应邀来做这次演讲。
节能和环保始终都是联系在一起的，目前终端是电能越来越重要，也表明我们国家的煤电定位还是非常重要得，也就是说在很长的时间，也许煤电还将占终端用能的重要比例，煤最终要做发电。目前中国近60%的人在城镇里，建筑面积接近600亿平方米，其中北方的城镇，公共建筑占的建筑比例四分之一到五分之一，但是能耗是四分之一。我们在座的每个人，当然有些是建筑运营，每人每年消化700多公斤的煤，用了一亿多度电，同时产生相应的碳排放，仅仅建筑可能就产生了30亿多的碳排放，这是一个很大的压力。但是实际上跟发达国家比，我国国土面积很大、能耗总量很高，但是人均的建筑能耗和每平米建筑的能耗，仍然是属于一个节约的、绿色的消费阶段。下面我从建筑节能谈几个自己的感想。
如果是新建的建筑，实际上从2005年的低能楼、超低能耗示范楼，各个地方的建科院都提出了各种各样的技术，包括主动和被动，大家都比较熟悉，公共建筑也有很多实施。再看我们建筑节能三十多年的标准，可以说现在最好的时代来了，绿色建筑和所谓近零能耗，实际上也是有两个指标，近零不等于零，是希望人类有需求，但是在需求的时候，利用一些可再生能源，或者是利用一些被动式的技术，让建筑顺应自然的方式去达到节能、近零，所以我觉得这种发展趋势，还是会看到对建筑的运营能耗、建造能耗不断降低的希望。
但是我国更多的是既有建筑，近600亿平方米，我认为也包括行业人士大都认为，存在的问题是以前忽视管理，重视盖楼；第二是以前建造这么快，设计也难以达到精细化；第三是运营的时候，没有人有多少能耗意识，没有人告诉你服务标准是什么样，所以大家提出了技术要适宜化，而不是技术叠加，而不是技术堆砌，设计要精细化。这个图上第三层是金字塔底端，在座的每个人，人工智能的人，怎么把运营专业化？大家都知道个体差异性特别大，包括刚才看整个的国家锅炉也好，锅炉运营能耗也是差异性很大，这就是说同一类技术，其实差别也是特别大，同样的楼由于不同的技术，或者是不同的运营模式差别特别大，这是我们觉得更需要关注的地方，其实并不是技术本身。我们把系统设计的越来越大，大马拉小车，慢慢从集成化设计，从各种的风光电、室内温度、空气模拟，达到精细化，然后是分区，这是设计上改观。在评价的方面，大家也慢慢意识到，我们要什么样的空气品质，我们要的是不分时间、不分空间，比如说这个会议室，当然这么多人开会，咱们舒服就行，如果不开会的时候，应该保证不同的品质。
第二个是能耗指标，同样是办公建筑，它的能耗指标是多少，什么样的指标应该是能耗领跑，或者是什么样的指标应该是属于一个被约束性的，是超能耗的。
第三个是关注两个点，一是设备，实际上好多设备已经做的很精致；二是系统，设备在系统里运营不好，也会把好东西做烂，这方面要重点关注两个，冷机、主机，第二个是输机、水泵，把整个系统的能耗做一个系统性的评价。
对于改造的一些技术方案，我们其实一直在推进一种无成本的改造，从运营角度，把不合理的运营、不合理的一些管理，进行低成本到无成本改造，最终逼迫你达到三星直到星级更高，才建议你去更换设备，增加一些更智能的系统。所以其实我们一直提出公共建筑也好，或是既有建筑，一百多项的低成本、无成本改造，包括一些人的行为，包括自然冷源的技术，我们推荐是更注重运行。
当然了，如果把互联网加进去，实际上一个趋势，大家正在做的，该怎么做？比如说大家关心热力公司这么多年，最近几年才意识到，我们服务的产品是温度，但是80%的热力公司不知道屋里多少度，比较客观的现实，最多是装了2万块的室内温度表，才有了一些数，才知道那边冷了或者是热了。我们关注室内的服务质量，室内空气品质检测，关注设备的检测，而且关注不是说设备设计的那个点，而且关注整个运营区，是怎么样波动，有什么设备的安全隐患，总体能耗等。第二是一个横向的比较，尤其是这个楼的物业只关心这个楼，但是同样类型的楼，电机能耗、主机能耗、电机能耗，在各个楼里是什么样的级别，比例是多少，节能空间在哪儿，要把这个互联网的手段用在建筑节能上。
今天还想分享的一个，能源革命可能给建筑机电带来的变化。中国80%的人口在东部，但是反过来，咱们的可再生能源也好，化石能源也好，大部分在西部，所以我们的电就要这么输过来，我们的能源基地都在西部，可是我们的经济活动，能源消耗都在东部。这个情况造成，比如说风电，可再生能源越来越多，风电的负荷跟建筑消耗的负荷是一个反向相关的特点，负荷最高没有风，这个时候储能成为一个比较热门的研究领域。还有世界上有一大批企业把直流建筑作为主要的方向，近两年一直在做示范。
最后说一个建筑节能的方面，不管是我们的供冷、供热、供燃气，慢慢从单行业转向综合能源的供应，包括综合服务，衣食住行，主要有冷暖问题、生活热水问题、电问题、生活问题、生产办公问题，可以通过各种技术的集成，一些输配管网直接服务，在一个房间给予一个服务，系统有大集中、分布式等。
第二个是供热，刚才说比较重要，实际上我觉得是一个四大工程，民生民心工程，这个行业必须在能源和环境工程制约下来发展。正如前述我国建筑太多以燃煤为基础，50%的是热电联产，基本上是燃煤，30%是燃煤锅炉，构成一个集中的供热管网，我们的供暖已经从20年前大家都觉得室温低，现在往往变成了室内过热，因为从我们监控的温度看，东北26度都很正常，室温过热就造成高热耗高耗能。供暖系统应该转化，为什么我们国家的供暖系统有大管网、大电厂、大锅炉？对燃煤来说效率最高，但是大管网到小区又得输配一次管网。北京热力2.5亿平米，几大中心保证各种地下主管网。大家听比较多的是太原市接近2万平米的八大类，甚至不惜代价把大的燃煤电厂的热引过来，这是一个趋势。北京也缺热，现在就变成北京8亿平米，也只能有一亿多平米集中供热，包括调控热电厂，这就是为什么60%都是小燃气锅炉。
所以我们要学北欧，北欧最大的一个集中供热，现在是7500万平方米，把哥本哈根，包括其它的城镇都包括了。但是热源会比咱们多，燃油锅炉、燃气锅炉，还包括了很多生物质、垃圾这些可再生能源，热源端比咱们做的好。国外在2013年就提第四代供热，我觉得8个字咱们值得学习，叫“低温供热，智慧供热（智能供热）”。我们一定要记住，所有的这些能源来源，特别是工业余热，温度对口，梯级利用，因地制宜，我们觉得是用的好的一个出口。天然气实际上大家觉得很多，我觉得是天然气就像比较似的，宜小不宜大，小是95%，大了90%，我们也提了一句，北京这样发展大型热电联产，天然气很大，有的人说他很贵，比如说这个图很简单，把高效热电联产，低成本热电电厂做基础负荷，大家共赢。要梯级利用，燃气要直接烧锅炉，肯定很浪费，烧两千度，供出来100度，热电联产高效，但是有问题，发电效率太高，变成了一个缺点，还有45%的是你的燃气，这是热电联产的特点，它的发电50%的发电效率，可是另外50%多数是在烟气里，少数在冷却塔，我们觉得可以用。燃煤锅炉把这个曲线发展出来，就是到凝结点那块，因为燃气轮机的系数比较大，节能量20%，如果发展这种也应该用好，叫全能效率，高品位发电供电力系统低品位做采暖，简单的一个系统，可能用1000万进行简单的匹配、挖潜，就能够供两千万。
就电来说，因为未来的电是越来越干净，而且国内电是超超临界百万机组30万机组占80%，所以电应该好好用。这句话很简单，品位对口，高等高用，梯级利用。对于热电联产来说，能效基本上达到150%以下，是说的一次能源能效，热泵达到120%左右，然后锅炉是基本上都达到90%，烧煤锅炉也是90%。
空气热泵国家做的很好，好到北欧都来买咱们的热泵产品，这是为什么？基础再生能源的电很多，他也觉得不能白白用，所以买中国的产品，当然除了西藏很少有地热发电，而且离建筑负荷也远，60-80度地热也要好好用，取热不取水大家也做的比较好，80度的水用一段，最后拿电热泵提取，15度回灌，把你的量用足了，投资回报也很可观。
太阳能不细说，因为综合考察，包括去西藏做项目的时候也发现，太阳能供热是初步，而且具有很大挑战性。
今天我发现生物质的来的比较少，所以这篇重点说一下。目前有4个技术路线较好，第一个是压缩成型燃料，第二个是热电联产，但很可惜，咱们国家的生物质热电厂，几乎都变成生物质电场，发电就行了，但是他们忘了生物电场基本上可以跟燃气电场的成本差不多，有剩下50%都在烟气跟它的废气余热里，这个没有用，用这个都不影响发电，很可惜生物质热电联产好的没有发展起来。第三个是循环经济，生物质得还田，生产过程中的副产品二氧化碳，主产品天然气。第四个是大家提的碳电水热的多联产，我觉得那个是一个多循环的经济，煤化工把所有的煤都用完了，哪怕把二氧化碳都捕捉，在国家清洁能源规划比煤改电加起来都大，但是目前我们觉得很可惜，发展严重滞后，核能发展比较多，但在认知度、选址会受到制约。
有一个思考，核电是受一些制约限制，我们觉得也是梯级利用，也是应该先发电，但是核电厂都是距离城区是100公里以上，这隔距离太远太可惜，因为核电厂的发电效率30%，更多的50%多可以来采暖，这是非常好的。
最后说到煤，我觉得是工程，可以做的很好。第一是所谓发电，工信部有领导说，他退休后说，要消灭没有供热的发电，要消灭没有发电的供热，什么意思？一个发电厂能效再高，也是50%，所以要一起供热，高能高用，低能低用，很多东西，你有100%的燃料，你可以把它全部利用，不仅仅去发电。那么比如说你怎么来让你的热电联产的效率提升一倍，这是一个突破，就把燃煤的，也许余热也用，把燃煤发电低温余热充分利用，技术路线很多，我们觉得目标最好。
还有一个，我觉得挺好，环保有时候总是投入，能不能让环保收益？那么这是比较好的一个现象。如果我们一开始做烟气余热回收，后来可以做环保，因为可以除也可以消灭，热电收走，水也收走，天上没有雾霾，这些现在都是头疼的问题。
以上我自己的一些想法，如果讲的对的，供大家参考，讲的不客观的，都归我个人。我们觉得清洁实际上是一个课题，未来的东西肯定清洁。
第二个是低碳比较难，燃煤热电联产可能是未来最大的挑战之一，因为不管水排放、气排放，低碳问题、碳捕捉问题，是最大的紧箍咒。
第三个是低温供热，智能供热，我觉得很多希望呼吁，更多的企业研究低温末端，而不是研究低温的电直接供热的基础，如果是低温末端做很低，比如说地暖就30度，25度，做到极致，空气泵出30度40度水效率多高，这是一个系统工程，不是研究设备本身，现在研究太欠缺。我们觉得就应该以热供热，中国的集中供热管网这么大，我觉得未来的供热会让不合理的集中供热有可能退出历史舞台。
最后，谢谢大家！
