如何实现能源转【zhuǎn】型?复合【hé】型能源【yuán】技术是关【guān】键。它【tā】集电、热【rè】、交【jiāo】通能于一身，并【bìng】高效利用可再生能源【yuán】。全球经济“无【wú】碳化【huà】”路【lù】在【zài】何方?路，就在复合型能源这条“独木桥【qiáo】”上。实现【xiàn】Energy Supply 4.0，数字化扮演抛砖引玉的角色，而复合型能【néng】源则【zé】是【shì】“铺路【lù】人”。
缘由一：复合型能源让能源体系更加高效
纵观当今能源【yuán】格局，可再生能【néng】源比例【lì】正不【bú】断扩大。根据REN21发布的《2018全球可再【zài】生能【néng】源利用报告》，2016年，全球最终【zhōng】能源消费【fèi】中，可再生能源【yuán】占【zhàn】比近20%。此外，根据德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)统计数据，2018年【nián】上半年，德国净发电【diàn】量【liàng】(即家庭、企业【yè】用电量)中，可再【zài】生能源贡献占比【bǐ】高【gāo】达41%。论在全球能源【yuán】供【gòng】应中【zhōng】的地【dì】位，风能、光伏发电的地【dì】位不容小【xiǎo】觑。唯一美中不足的【de】是，太阳能、风能无法【fǎ】召之即来，因此，无法【fǎ】稳定供电。而一旦这两种能源【yuán】供应饱和，则会【huì】造成【chéng】产能过剩，而需【xū】求侧【cè】无法【fǎ】消化的情【qíng】况。在这种情【qíng】况下，只能减少电厂【chǎng】所发的【de】可再生【shēng】能源电力，多【duō】发出来的电，就会白白【bái】流失【shī】。
胜【shèng】任【rèn】“指挥官”一职【zhí】者，非【fēi】复合【hé】型能源莫属。它可让【ràng】能源在不同行业间自由流动。毕竟，能源种类【lèi】繁【fán】多，电能只是其中之一。就拿【ná】供热和【hé】交通两大领域来说，当前，依然【rán】要靠化石燃料来供能【néng】。根据REN21发布的《2018全球可再生能源利用报告》，在供热【rè】行【háng】业【yè】，可再生能源占10%，而在交通行业，仅占3%。这个比【bǐ】例与传【chuán】统【tǒng】能源相【xiàng】比，乃是天壤【rǎng】之【zhī】别，因此【cǐ】，赶超形势依然严峻，但【dàn】也愈加迫切，因为这【zhè】两大行业加在【zài】一起，占【zhàn】总能源需求的80%左右(供热和制冷占48%，交通占32%)。而【ér】能源生【shēng】产【chǎn】活动中很【hěn】大一部分二氧【yǎng】化碳排放量【liàng】，都是源自这【zhè】两大行【háng】业。
有效协同，提升效益
复【fù】合【hé】型能【néng】源将【jiāng】能源相关【guān】行业，如电、热、制冷、交通等【děng】有效【xiào】整【zhěng】合，以在最大程度上有效利用太阳【yáng】能、风能、生物质能等可再生能源。拿运输行业来说，大力推广【guǎng】使用电【diàn】动、天然气汽车，其能【néng】源【yuán】可直接取自自然资源。这【zhè】毫无疑【yí】问将提【tí】升能源利用效率【lǜ】。再【zài】来【lái】看供热行业，目前，改造重点是供【gòng】热泵【bèng】和热【rè】元件。目【mù】标是【shì】利用可再生能源电力为家庭供暖【nuǎn】。这【zhè】便是【shì】“电+热”协同效应，由此【cǐ】实现了，哪儿需要能源，便让【ràng】其流向【xiàng】哪儿【ér】的精准能源调【diào】配。
缘由二：只有复合型能源才能真正实现能源的可持续供应
利【lì】用可再【zài】生能源发电【diàn】，如发生电能过剩情况【kuàng】，则【zé】可通过“电转X”技术【shù】和电池储能系统将其转换为其他【tā】形式的能源，从【cóng】而【ér】增【zēng】加【jiā】供热、交通两大行业可再生能源的占比。上【shàng】述“X”代表能源载体。电转【zhuǎn】气、电转【zhuǎn】热以【yǐ】及电池【chí】储能技【jì】术是该领域最常见的三种技【jì】术。
电转气(简称P2G)
现【xiàn】阶段【duàn】，供气网络已能【néng】够【gòu】满足大批量输送、储存能【néng】源的要求。而利用“电转气【qì】”技术【shù】，可再生【shēng】能源亦可加入储能【néng】行列。
例如【rú】，生物气【qì】生产过程中产【chǎn】生【shēng】的二氧化碳【tàn】可用于生【shēng】产甲烷，甲【jiǎ】烷进入【rù】天然气供气【qì】网【wǎng】后【hòu】，又可用作化工行业【yè】的原料、车辆和飞机的推【tuī】进剂、或用于燃气电厂的回收转换工【gōng】艺。
电转热(简称P2H)
利用可再生【shēng】能源发【fā】电，过剩【shèng】电力还可用于供热。电能随即【jí】转【zhuǎn】化为热能【néng】，即可储【chǔ】存，亦【yì】可加热【rè】水【shuǐ】。与P2G技术不同，电转热的转换【huàn】效率将近100%。因此，可以1:1的【de】比率替换化【huà】石燃料。
电转热装置属于【yú】混合型【xíng】设备【bèi】，须配备【bèi】一【yī】台热发生【shēng】器，由传统燃料如木【mù】材、天然气等【děng】驱动。一旦出【chū】现电能过剩【shèng】的情况【kuàng】，电能将转换【huàn】为热能。否则，将继续使用【yòng】传统燃料供热。
热能既可【kě】输送【sòng】到当地、地区供热网，亦可用于【yú】向本【běn】地居民楼或企业供【gòng】暖。热能还可临时储存在一个缓【huǎn】冲罐中，需要时调用，从【cóng】而实现供能平【píng】衡【héng】(即“负平【píng】衡【héng】能量“，示【shì】例请见缘由四)。
电池储电
电【diàn】池储能【néng】系统安全【quán】可靠，能够储存可【kě】再生【shēng】能源产生【shēng】的过剩电力。系统由可充电式化学【xué】电池【chí】(电【diàn】池蓄能装置)组成【chéng】，可吸收【shōu】多余的【de】能量，并【bìng】在【zài】需要时释放。电池【chí】储能系统【tǒng】与光伏系统搭配使用，可用于居家储能，提高能源利用效【xiào】率【lǜ】，并能在停【tíng】电时【shí】，确保家庭【tíng】正常【cháng】供电。而应用于兆【zhào】瓦级电厂，则可为保障【zhàng】正常运行提【tí】供后备电【diàn】力。此【cǐ】外【wài】，电池逆变器可协助快速【sù】稳频和临【lín】时调【diào】电(含因系统惯【guàn】性而造成的输电波动【dòng】情况)。这主要用于应对紧急用电的情【qíng】况，因为短时间内调配大量电力，来满足某地的【de】高用电【diàn】负荷这种情况是【shì】司【sī】空见惯【guàn】的【de】。例如，一座足【zú】球场的防汛【xùn】灯系统启动时【shí】，发【fā】电机转【zhuǎn】子产生的动能可【kě】调用后备电力，从而短【duǎn】期内实现电【diàn】网的供【gòng】需平衡【héng】。相对于发电【diàn】机这个转【zhuǎn】动的庞然大物，电【diàn】池【chí】逆变器具有其特殊优势。传统【tǒng】电厂【chǎng】的【de】电量【liàng】中【zhōng】，只有【yǒu】一【yī】小部分可以作为后备【bèi】电【diàn】力输出，而电池储能系【xì】统的全部额定电量均可作为后备调用。比【bǐ】如，一个功率为【wéi】30兆瓦的电池储能【néng】装置，其【qí】后备电力输出能力相当于一座1000兆瓦【wǎ】(1吉瓦)的【de】电厂。
即使出【chū】现大面积停电【diàn】，电池逆变【biàn】器依然能【néng】做【zuò】到迅速恢复【fù】供电, 这【zhè】种技【jì】术被称为“黑启动”，意即，逆变器可不受电【diàn】网影响，独自启【qǐ】动【dòng】，从而确保供电不中断。
缘由三：复合型能源助消费者实现能源独立
乘复合型【xíng】能源发【fā】展【zhǎn】的【de】“东风”，消费者可积极参【cān】与能源转型，而【ér】不【bú】只做一名旁观者。不少光伏【fú】和小型风【fēng】机【jī】系统都已被广泛【fàn】应用于私【sī】人【rén】经营，甚至【zhì】在公园也可【kě】见到。这本【běn】身也反映出，人们对于实现能源自【zì】给自足的【de】意识正在增强。发展可再生【shēng】能源【yuán】，随着新技术【shù】的不【bú】断发【fā】展及财政的【de】支【zhī】持，越【yuè】来越多【duō】的家庭和企业用户正逐【zhú】渐告别供电【diàn】公司以及化石燃料，实现电【diàn】力的自给【gěi】自足。通过【guò】智能型【xíng】能源管理系统这个“大脑”协调指挥，光伏【fú】经营者可有效协调电力的消费和【hé】生【shēng】产，从而实现【xiàn】“自己发【fā】电，自己消费【fèi】”，最大限度上满【mǎn】足自身对可再【zài】生能源电力的需求。
从电力消费者到生产者的转变
随着发电不再由【yóu】电【diàn】厂“一【yī】家独大【dà】”，以【yǐ】及数字【zì】化【huà】技术对【duì】能源转型的【de】影响不断加深，光伏经营者自身【shēn】也在【zài】完成【chéng】从【cóng】消费【fèi】者【zhě】到“产销合一者【zhě】”的转型，并通【tōng】过直销手段，积极活跃于能源供给行业。放在以前，这只是大型供【gòng】电公【gōng】司和公用工【gōng】程公司的专【zhuān】利。而得【dé】益于数字化【huà】技术【shù】的迅【xùn】猛发展，现在，随【suí】便【biàn】一个经【jīng】营者都能利用可再生能源发电，并将其出售给有【yǒu】需要的邻居。此【cǐ】类经营模【mó】式有当今的直销，以及【jí】未【wèi】来的 P2P 或弹性市场(见缘由四)。就技术【shù】来看，目前的【de】可【kě】再生【shēng】能源发电系统甚【shèn】至可让家庭、企业或工厂独立于【yú】电网【wǎng】之【zhī】外，建起自己的供电系统。
缘由四：复合型能源保障电网稳定供电
当【dāng】然，正如可【kě】再生能源的发电量会【huì】出现波动那样，能源需求也【yě】并不是【shì】一成【chéng】不变的。这就是为什【shí】么，公用电【diàn】网中发电和【hé】消费之【zhī】间的偏【piān】差要由能源平【píng】衡市场来调【diào】节。为全天候保【bǎo】障电【diàn】网稳定供电，电【diàn】厂【chǎng】须在极【jí】短的时间内准备【bèi】好平衡用电。
当【dāng】用电需【xū】求超过发电量，须迅速向【xiàng】电网【wǎng】供电【diàn】(即“正【zhèng】平衡能量”)。但是，当用【yòng】电需求小于供【gòng】电量，须从电网中抽【chōu】出电【diàn】量(即“负平衡能量【liàng】“)。参【cān】与【yǔ】能源平衡市场的【de】电厂经营者将付费购买平【píng】衡所需能源。
有效储能，以备不时之需
说到大型电【diàn】池储能系统【tǒng】、电转热系统【tǒng】，不得不提一下两者的优势。运用这两种【zhǒng】技【jì】术【shù】，可在极短时间内调【diào】配电【diàn】能【néng】、储存过剩电能——这让化石燃【rán】料【liào】电【diàn】厂望尘莫及。
接入电网的【de】电【diàn】池【chí】储能系统【tǒng】能够在需要时，随时调用储【chǔ】备电力。另【lìng】一方面【miàn】，通过结合【hé】使用 P2H 系统，生物质【zhì】电厂的电力无【wú】须【xū】立即输出，而是能以【yǐ】热【rè】能【néng】的形式暂时储存起【qǐ】来。遇到阴天、无风的日【rì】子，储【chǔ】存的热能可作为后备电能【néng】使用，因此，无需像化石燃料电【diàn】厂那样一直保【bǎo】持运转，从【cóng】而间接减少了【le】二氧化【huà】碳排放。
缘由五：复合型能源支持全球气候保护
将能源生产和消费进行【háng】“复【fù】合型【xíng】”改【gǎi】革，其【qí】根本目标是【shì】全面实现世界经【jīng】济的“无碳化【huà】”。
在 2015年12月举行的巴黎气候变化【huà】大会(COP 21)上，国际社【shè】会【huì】一致同意，将全球平均气温升幅与工【gōng】业革命【mìng】前相比【bǐ】，控制【zhì】在2℃以内。《巴黎协定【dìng】》于 2016年11月【yuè】正式生效，在国际法【fǎ】框架下，对各方均有约束力。还有一个小【xiǎo】插曲。尽管【guǎn】美国于 2017年夏天宣【xuān】布退出《巴黎协定》，并且按照【zhào】美国【guó】总统【tǒng】特朗普的【de】说【shuō】法，至少是“暂时性”退出【chū】，但国际社会【huì】其【qí】他成员从【cóng】自【zì】身安全【quán】出发，还是坚【jiān】定不【bú】移【yí】地恪【kè】守该【gāi】《协定【dìng】》。这个【gè】局面还是【shì】令人欣慰【wèi】的，毕【bì】竟，那些意【yì】识到气【qì】候变化是真实存在，而【ér】并【bìng】非假【jiǎ】新闻的【de】有识之士现在【zài】也看【kàn】清了：如想【xiǎng】在长期内落实气候保护，只【zhī】能走可再生能源这一条【tiáo】路。并且，越早越好。
是绿色电力，还是纸上谈兵?
尽【jìn】管已达成共识，但仍【réng】须尽快将理【lǐ】论落实到行动上。一【yī】方面【miàn】，是各种可再生【shēng】能【néng】源在全【quán】球【qiú】“遍地开花”，另一方面【miàn】，迄今为止，却几乎没见【jiàn】到哪一座【zuò】化石燃料【liào】电厂关停。这【zhè】样【yàng】来看【kàn】，如果【guǒ】化石燃料电厂和核电站仍【réng】源源不断地排放有害【hài】气体、生【shēng】产核废料，给人类健康和自然环境带来损【sǔn】害，那【nà】么，绿色电【diàn】力岂不是一纸空文?
而复合型能源证明了，化石燃料【liào】电厂【chǎng】无【wú】须以基本负载发电，来【lái】在需要时【shí】提供平衡【héng】电力【lì】。通过将各个能源领【lǐng】域灵活互联，可在快速【sù】响应【yīng】、成本优化以及气【qì】候保护方面，更【gèng】好地实现这一【yī】点。
复合型能源是减【jiǎn】少二【èr】氧【yǎng】化碳【tàn】排【pái】放，拯救全球气候的唯一途【tú】径【jìng】。只有走【zǒu】综合性、可再生能源道路【lù】，才【cái】能【néng】成功【gōng】实现能源【yuán】转型【xíng】。在这方面，我们要深挖机遇【yù】，积极探【tàn】索打造灵活的系【xì】统，开发前景广阔的分布【bù】式能源技术，并【bìng】用好数字化这个引擎。无论是对于实现【xiàn】稳定的能源供应，还是打造更有利于生【shēng】存【cún】的【de】气候【hòu】条件而言【yán】，复合型能源无【wú】疑是一条【tiáo】双赢之路。
复合型能源给我们带来什么?优点一览：
通过能源的可【kě】持续【xù】利【lì】用，以及减少破【pò】坏气候【hòu】的二氧【yǎng】化碳排放，来实现能源转型
减【jiǎn】少向大气中的有害物排放【fàng】，从而降低相关的发病【bìng】率/死亡率。燃烧化石燃料不【bú】仅会【huì】产生【shēng】二氧化【huà】碳，还有硫【liú】氧化物、氮氧化物、一【yī】氧【yǎng】化碳【tàn】、颗【kē】粒物、一氧化二氮、汞、铅、镍、铜以及砷【shēn】等物质
可替代核电，因此，降低了核风险(运行和废料)
减少水消耗(在【zài】德国，化石【shí】燃料电厂的【de】冷【lěng】却用水消耗占【zhàn】全球总用水量【liàng】的44%)
增强了能源【yuán】供应的稳【wěn】定性【xìng】：能源生产中的原【yuán】料取之不尽【jìn】，可替代【dài】自然界中有【yǒu】限的资源;由于原料【liào】可就地取材，无【wú】须【xū】从政治不稳定【dìng】的地区进口，因此，实现了原材【cái】料的自给自足【zú】
消【xiāo】费者【zhě】可享受更【gèng】低【dī】廉的【de】电价：光伏和风电越来越便宜。反之，化石【shí】燃料和核电的成【chéng】本则日趋【qū】高昂。
供能方式更灵活，话语权更加分【fèn】散：若干家大企业独揽“红利”的时代终【zhōng】结【jié】，分散式经营【yíng】者和【hé】用户将更多【duō】受益。
为无电【diàn】地区送“福音”：可再生【shēng】能源技【jì】术打造稳【wěn】定的能源供应，从而促进【jìn】当地的经济发展【zhǎn】。
