如何实【shí】现能【néng】源转型?复合【hé】型能源【yuán】技术是关键。它集电、热【rè】、交通能于一身，并高效利用可【kě】再生能源。全【quán】球经济“无碳【tàn】化”路在何【hé】方【fāng】?路，就在复合型能源这条“独木桥【qiáo】”上。实现Energy Supply 4.0，数字化【huà】扮演抛砖引玉的【de】角色【sè】，而复合型能源则是“铺路人”。
缘由一：复合型能源让能源体系更加高效
纵观当今能源格局，可再生能源【yuán】比【bǐ】例正不断扩大。根据REN21发布的《2018全球【qiú】可再生能源【yuán】利【lì】用报告》，2016年，全球最终【zhōng】能源消【xiāo】费中，可【kě】再生能源占比近20%。此外，根据德国【guó】弗【fú】劳【láo】恩霍夫太阳能系统研究【jiū】所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)统计【jì】数【shù】据，2018年上半年，德国净发电量(即【jí】家庭【tíng】、企业用电量【liàng】)中，可【kě】再生能源贡献占比高达【dá】41%。论在全球能【néng】源供应中的地【dì】位，风能【néng】、光伏发电的地【dì】位不【bú】容小【xiǎo】觑。唯一美中不足的是，太阳能【néng】、风能无法召之即来【lái】，因此，无法稳【wěn】定【dìng】供电。而【ér】一旦这两种能源供【gòng】应饱【bǎo】和，则会造成产能过【guò】剩【shèng】，而【ér】需求【qiú】侧无法消化的情况。在这种【zhǒng】情况下，只能减少【shǎo】电厂所发的可【kě】再生【shēng】能源电力，多【duō】发出来【lái】的电，就会白白流失。
胜任“指挥官”一职者，非复合型能源莫【mò】属。它可【kě】让能源在不【bú】同行业【yè】间自由流动。毕竟【jìng】，能源种类繁多，电能只是其中之一。就拿供热和【hé】交通两【liǎng】大领【lǐng】域来说，当前，依然要靠【kào】化石燃料【liào】来供【gòng】能。根【gēn】据【jù】REN21发布的【de】《2018全球可【kě】再【zài】生能源【yuán】利【lì】用报告》，在【zài】供热行业，可再【zài】生能源占【zhàn】10%，而在交通行业，仅占3%。这个比例【lì】与【yǔ】传统能源相比，乃【nǎi】是天壤之别，因【yīn】此【cǐ】，赶超形【xíng】势依然【rán】严峻，但也愈加迫【pò】切，因为这【zhè】两大行业加在一起【qǐ】，占总能源需求的80%左右(供热和【hé】制冷占48%，交通占【zhàn】32%)。而能【néng】源生【shēng】产活动【dòng】中很大一部分二氧化【huà】碳排放量，都是源【yuán】自这两大行业。
有效协同，提升效益
复合【hé】型能【néng】源将能源相关行业，如电、热、制冷、交通等有效【xiào】整合【hé】，以在最大程度上有效利【lì】用太阳能【néng】、风能、生物质能等可再【zài】生能源。拿运输行【háng】业【yè】来说，大【dà】力【lì】推广使用电动、天然气汽车【chē】，其能源可直接取自自【zì】然资源【yuán】。这毫无疑问将提【tí】升能源利用效率。再【zài】来看供热行业，目前，改造重点是供【gòng】热泵和【hé】热【rè】元件【jiàn】。目标是利用【yòng】可再生能源电力【lì】为【wéi】家庭供暖。这便是“电+热【rè】”协同【tóng】效应【yīng】，由此实现了，哪儿需要能源，便让其【qí】流【liú】向哪儿的精准能源调配。
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】用可再生能【néng】源【yuán】发电，如发生电能过剩情况，则可通过“电转【zhuǎn】X”技【jì】术和电池【chí】储能系统将其转换【huàn】为其他【tā】形式的能【néng】源，从而增加供【gòng】热、交通两大行业可再生能源的占比。上述“X”代【dài】表能源【yuán】载体【tǐ】。电转气、电转热以【yǐ】及【jí】电池储能技术是【shì】该领域最常见的三【sān】种技术。
电转气(简称P2G)
现阶段【duàn】，供气网络已能【néng】够满足大批【pī】量输【shū】送、储存能源的【de】要【yào】求。而利用“电转气”技术，可再生能【néng】源亦可加【jiā】入储能行列【liè】。
例如【rú】，生物气生产过【guò】程中【zhōng】产生【shēng】的二氧化碳可用【yòng】于【yú】生【shēng】产【chǎn】甲烷，甲烷进入天然气供气【qì】网后【hòu】，又可用作【zuò】化工行业的原料、车辆和飞机的推【tuī】进剂、或用于【yú】燃气电【diàn】厂的回收转换工艺。
电转热(简称PH2)
利【lì】用可再生能源【yuán】发电，过剩电力还可用于【yú】供热。电能随【suí】即【jí】转化为热【rè】能，即可储存，亦可【kě】加热水。与P2G技术不【bú】同，电转热的转换【huàn】效率将近100%。因【yīn】此，可【kě】以1:1的比率替换化石燃料。
电转【zhuǎn】热【rè】装置属于混合型设备，须配备【bèi】一【yī】台热发【fā】生器，由传【chuán】统燃料【liào】如木材【cái】、天然气等驱动。一旦出现电能过剩【shèng】的情况，电能将转换为热能。否则【zé】，将继续使【shǐ】用【yòng】传统燃【rán】料供热。
热【rè】能既可输送到当地、地区供热网，亦可用【yòng】于向本地居民楼或【huò】企【qǐ】业供暖。热能还可临时【shí】储存在一【yī】个缓冲罐中，需要时调用，从【cóng】而【ér】实现供能【néng】平【píng】衡(即【jí】“负【fù】平衡能量“，示例请见缘由四)。
电能储电
电池储能系统安【ān】全可靠，能够【gòu】储【chǔ】存可再【zài】生能源产生的过剩电力。系统由可充电【diàn】式【shì】化学电池(电池【chí】蓄能装置【zhì】)组成，可吸收多【duō】余【yú】的能量，并在【zài】需要【yào】时释【shì】放。电池储能系统与光伏系统搭配使用，可用于居家储能，提高【gāo】能【néng】源利用效率，并【bìng】能在停电时【shí】，确【què】保家庭正常供电【diàn】。而应用于兆瓦级电厂，则可为保障正常运行提供后备【bèi】电力。此外，电池逆变器可协助快速稳频【pín】和临时【shí】调电(含因系统惯性而造成的【de】输电波动情况)。这【zhè】主【zhǔ】要用于应【yīng】对紧急用电的情况，因为短时间内【nèi】调配大量电【diàn】力，来满足某地的高用【yòng】电负【fù】荷这【zhè】种【zhǒng】情【qíng】况是【shì】司【sī】空见惯【guàn】的【de】。例如，一座足球场的防汛灯系统【tǒng】启动时，发电机【jī】转子【zǐ】产生【shēng】的动能可调用【yòng】后备电【diàn】力，从而短期内实现电网的【de】供需平【píng】衡【héng】。相对于发【fā】电机这【zhè】个转【zhuǎn】动的庞然大【dà】物，电池【chí】逆变器【qì】具有其特【tè】殊优势【shì】。传统电厂的【de】电量【liàng】中，只有一小部【bù】分可以作为后备电【diàn】力输【shū】出【chū】，而电池储能【néng】系【xì】统的全部额【é】定电量均可作为后备【bèi】调【diào】用。比如，一个功率为30兆瓦的电池储能装置，其后备电力输出能【néng】力相当于一【yī】座1000兆瓦(1吉【jí】瓦)的电厂。
即使【shǐ】出【chū】现大面积停电，电池逆变【biàn】器依然能做到迅速恢复供【gòng】电, 这种技术被【bèi】称【chēng】为“黑启动”，意即，逆变器可不受电网【wǎng】影响，独自启【qǐ】动，从而确【què】保供电【diàn】不中【zhōng】断。
缘由三：复合型能源助消费者实现能源独立
乘【chéng】复合型能源发【fā】展【zhǎn】的“东风”，消费者可积极参与能源转型，而【ér】不只做一名旁观者。不【bú】少【shǎo】光伏和小【xiǎo】型【xíng】风机【jī】系【xì】统都已被广泛应用于【yú】私人经【jīng】营，甚至在公【gōng】园也可见【jiàn】到。这本身也反映出，人们对于实现能源自【zì】给自足的意识正在【zài】增强。发展可再生【shēng】能源，随【suí】着新技术的不断发展及财政的支持，越来越多【duō】的家庭和【hé】企业用户正逐【zhú】渐告别供电公司以及【jí】化石燃料，实【shí】现【xiàn】电【diàn】力的【de】自给自足。通过智能【néng】型能源管【guǎn】理系统这个“大【dà】脑”协【xié】调指【zhǐ】挥【huī】，光伏经营者可有效协调电力的消费和生产，从而实现“自己发【fā】电，自【zì】己消费【fèi】”，最大限度上满足【zú】自身【shēn】对可再生能【néng】源电力【lì】的需求。
新趋势【shì】：复【fù】合型能源让消【xiāo】费者摇【yáo】身一变，成为有机【jī】会参与能源【yuán】供【gòng】给体系的“产销合一【yī】者”。
从电力消费者到生产者的转变
随着发电不再由电厂“一家独大”，以及数字化技术对能【néng】源转型的影响不断加深，光伏经营者【zhě】自身也在完成从消费者【zhě】到“产销【xiāo】合一【yī】者【zhě】”的转型，并【bìng】通过直销【xiāo】手【shǒu】段，积极活跃于能【néng】源供给行业。放在以【yǐ】前，这只是大【dà】型供【gòng】电公司和公用工【gōng】程公司的专利。而得益于【yú】数字化【huà】技术的迅猛发展，现在【zài】，随便一个经营者【zhě】都能【néng】利用【yòng】可【kě】再【zài】生能源发电，并将【jiāng】其【qí】出售给【gěi】有需要【yào】的邻居。此【cǐ】类经【jīng】营【yíng】模式有当今的直销，以及未来的 P2P 或【huò】弹性市【shì】场(见缘由四【sì】)。就技术来看，目前【qián】的可再【zài】生能源发电系统甚至可让家庭、企业【yè】或工厂【chǎng】独立于电网【wǎng】之外【wài】，建起自己的【de】供电系统。
缘由四：复合型能源保障电网稳定供电
当【dāng】然，正如可再生能源的发电量会出【chū】现【xiàn】波动那样，能【néng】源需求也并不是一【yī】成【chéng】不变的。这就是为什么，公用电【diàn】网中【zhōng】发【fā】电【diàn】和消费之间【jiān】的偏差要【yào】由【yóu】能源平衡市场【chǎng】来调节【jiē】。为全【quán】天候保障电网稳定供电【diàn】，电厂须在极短的时间内准备好平衡用电。
当用【yòng】电需求超过发电【diàn】量，须【xū】迅速【sù】向电网供电(即“正平【píng】衡能量”)。但【dàn】是【shì】，当用电需【xū】求小于供电量【liàng】，须从【cóng】电网中抽出电量(即“负平衡能量“)。参与能源平衡市场【chǎng】的【de】电厂经营者将【jiāng】付费购【gòu】买平衡所需能源。
有效储能，以备不时之需
说到大型【xíng】电池【chí】储能【néng】系统、电转【zhuǎn】热系统，不得不【bú】提一下两者【zhě】的【de】优势。运用这两种技术【shù】，可【kě】在【zài】极短时间【jiān】内调配【pèi】电能、储存过剩电能——这让化石燃料电厂望尘莫【mò】及。
接入电网的电池储能系统能够在需要【yào】时【shí】，随时【shí】调用储备电【diàn】力【lì】。另一方面，通过结合【hé】使用 P2H 系【xì】统，生物质电厂的电【diàn】力无须立即输出，而是能以热能的【de】形式暂时【shí】储存起【qǐ】来【lái】。遇到阴天、无风【fēng】的日【rì】子，储存的热能【néng】可作为后备电能【néng】使用【yòng】，因此【cǐ】，无需像【xiàng】化石燃料【liào】电厂那样一直保持【chí】运转【zhuǎn】，从而间接减少了【le】二氧化碳排放。
缘由五：复合型能源支持全球气候保护
将能【néng】源生【shēng】产和消费进行“复合型”改革【gé】，其【qí】根本目标是全面实现世界经济的【de】“无碳化【huà】”。
在 2015年12月举行的巴黎气候变【biàn】化大会(COP 21)上，国际社会一致【zhì】同意，将【jiāng】全【quán】球平均气温升幅与工业【yè】革命前【qián】相比，控制在2℃以内。《巴【bā】黎协定》于 2016年11月正式生【shēng】效，在国际法框架下，对各方均有约束【shù】力。还有一个小插曲【qǔ】。尽管美国于 2017年夏天宣【xuān】布退出【chū】《巴黎【lí】协定【dìng】》，并【bìng】且按照美【měi】国【guó】总统特朗普的说【shuō】法，至少是“暂时性”退出【chū】，但国际社会其【qí】他成员从自身安【ān】全出发，还是坚定不移地恪守该【gāi】《协定》。这个局面还【hái】是【shì】令【lìng】人欣慰的，毕竟【jìng】，那些意【yì】识到气【qì】候变化是真实存【cún】在，而并非假新闻【wén】的有识【shí】之士现在也看清了：如想在长【zhǎng】期内落实气【qì】候保【bǎo】护【hù】，只【zhī】能走【zǒu】可再生能源这一条路。并且，越早越好。
是绿色电力，还是纸上谈兵?
尽管已达成【chéng】共识，但仍须尽【jìn】快将理论落【luò】实【shí】到行动上。一方面，是各种可【kě】再生能源在全球“遍地开花【huā】”，另一方【fāng】面，迄【qì】今为止，却几【jǐ】乎没见到哪一座化石燃料电厂关停。这【zhè】样来【lái】看，如果化石【shí】燃料电厂和核【hé】电【diàn】站【zhàn】仍源源【yuán】不断地排放有害气体、生产核废料，给【gěi】人类健康和【hé】自然环境【jìng】带来【lái】损【sǔn】害，那么，绿色【sè】电力岂不是一【yī】纸空文?
而复【fù】合型能源证明了，化石燃料电厂无【wú】须以基【jī】本负载发电，来在需要时提供平衡电力。通【tōng】过将各个能源领域灵活互【hù】联，可在快速响【xiǎng】应、成本【běn】优【yōu】化以【yǐ】及气候保【bǎo】护方面，更好地实【shí】现这【zhè】一【yī】点。
复合型能源是减少二【èr】氧【yǎng】化碳排放【fàng】，拯救全球气【qì】候的唯一途径【jìng】。只有走综合性、可再【zài】生能源道路【lù】，才能成功实现能源转型。在这方面，我们要深挖机遇【yù】，积极探索打造灵活【huó】的系统，开【kāi】发前景广阔的分布式【shì】能【néng】源技术【shù】，并用好数字【zì】化这个引擎【qíng】。无【wú】论是【shì】对于实现稳定的能源供应，还是打【dǎ】造更有【yǒu】利于生存的气候条件而言，复合型【xíng】能源【yuán】无疑【yí】是一条双赢之【zhī】路。
复合型能源给我们带来什么?优点一览：
• 通【tōng】过能源的可持续【xù】利用【yòng】，以及减少破坏气【qì】候的二氧化碳排【pái】放，来实【shí】现能【néng】源转型
• 减少向大气中的有害【hài】物排放，从而降低相【xiàng】关的发病率/死亡【wáng】率。燃烧化【huà】石燃【rán】料【liào】不仅【jǐn】会产【chǎn】生二氧化【huà】碳，还【hái】有硫氧化物、氮氧化物、一氧【yǎng】化碳、颗【kē】粒物、一氧化【huà】二氮、汞【gǒng】、铅、镍【niè】、铜以及【jí】砷等物质
• 可替代核电，因此，降低了核风险(运行和废料)
• 减少水消【xiāo】耗(在德国【guó】，化石燃料电厂的冷【lěng】却【què】用【yòng】水【shuǐ】消耗占全球总用水量【liàng】的44%)
• 增【zēng】强了能源供应【yīng】的稳定性：能源生产中的原料取【qǔ】之不【bú】尽，可【kě】替代自然界中有限【xiàn】的【de】资源【yuán】;由【yóu】于【yú】原料可就地取材【cái】，无须从【cóng】政治不【bú】稳定的【de】地区进口，因此，实现了原材料的自给【gěi】自足
• 消费【fèi】者可享受【shòu】更低【dī】廉的电价【jià】：光伏和【hé】风电越来越【yuè】便宜。反之，化石燃料和核电的成本【běn】则日趋高昂
• 供能方【fāng】式更【gèng】灵活，话语权更【gèng】加分散：若【ruò】干家大企业独【dú】揽“红【hóng】利”的时代终结，分【fèn】散式经营者和用户将【jiāng】更【gèng】多受益
• 为【wéi】无电【diàn】地区送【sòng】“福音”：可再生能源技术【shù】打造稳定【dìng】的能源供应，从而【ér】促进【jìn】当地的经济发展
