陈新华: 能源革命的核心在于改变交通运输力、热力和电力这“三力”


来源:凤凰国际智库

生命的诞生,委身在自然之母怀中。地球唯有一个,面对煤炭、石油为典型代表的不可再生能源,如何才能最大程度地提高它们的使用效率?当资源的不当使用及过度开采致使无穷的环境问题接踵而至,人类将如何与自然更为和谐地共处?

11月11日,在凤凰网“2018与世界对话”论坛以能源、科技为议题的高峰对话环节,新奥集团首席战略官陈新华先生从能源企业的角度,阐释了科技创新与能源革命的理论基础,及新奥集团成功的实践经验。“能源革命的核心就是要改变交通运输力、热力和电力这三大能源需求的动力来源和服务方式;科技创新要贯穿能源全产业链,而不是集中于供应侧;应通过数字化技术来提高能源系统效率”。

以下为陈新华在本次论坛的演讲内容精编:

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新奥集团首席战略官陈新华

各位朋友,大家上午好!

我们这个环节的主题是科技创新与能源,我想与大家分享两方面的内容:一是科技创新与能源革命的理论基础,二是新奥集团在科技创新与能源革命方面的实践。

首先,让我们谈谈理论基础,或者是我所观察到的客观事实。

理论1:热力、电力和移动力是人类永远需要的三大能源服务。

移动力主要是交通运输。它的特点是在户外运动中消耗能源,如公路、铁路、水路、空路。燃料与技术的选择是相辅相成的,目前基本上以石油产品和相关技术为主,但替代燃料正在形成,包括天然气和电力,交通领域电气化是一个趋势。

与移动力相反,热力大多是在静止的系统中消费,如炉灶、锅炉等,并且消费大多发生在建筑物内。可产生热力的燃料选择比移动力更广,所有能源都可产生热力。在这个领域,新的技术不断涌现,特别是把热量在一处收集进行提温,再搬到另一处满足需求的热泵技术。

电力则是整个能源消费系统的核心。电力的消费都必须通过电器和电子设备,其中电动机一项就占了很大比例。电力生产和消费的系统性很强,需要网络传输,因不可大量存储,而需要在生产和消费之间实现实时平衡。所有可以转换为热能的燃料都可以转化为电能,电能也可以不通过热能转换的形式来生产,如水电、太阳能光伏发电、燃料电池等。

能源革命的核心就是要改变交通运输力、热力和电力这三大能源需求的动力来源和服务方式。

理论2: 科技创新贯穿能源全产业链。

传统企业都集中在供应侧创新,对终端用能领域创新关注不够。比如说,为了煮熟一个鸡蛋,为什么要煮沸一大锅水,而不是恰好能够煮熟鸡蛋的那点水呢?

要知道,在终端用能侧节约1单位能源消耗,可以在能源供应链上放大节约量。以水泵系统为例,终端的泵耗电量节约1度,在发电厂就可以节约与10度电等量的能源。

理论3: 物质、能量和信息的关系奠定了经济与能源领域通过数字化提高效率的基础。

经济活动最基本单元都是围绕着价值创造。这个价值创造的过程,实际上就是利用能量与信息对原材料进行加工,创造出满足需求的产品的一个过程。我们创造了满足客户需求的产品和服务,同时也产生了废弃物。废弃物的一部分可能在其他生产过程中被再循环,剩余的部分被排入环境而导致环境污染。

比如说,制作一张木椅需要木材、木匠和工具,价值创造是通过木匠所提供的最基本的输入,即能量和信息来实现的。这里的工具不能被认为是一种最基本的输入,因为它是另一个生产过程的产物,也是使用材料、能量和信息来获得的产品。用同样的木材和同样的工具,一个经验丰富的木匠与年轻学徒做出来的椅子质量不同,售价也不同。而决定椅子价值的关键并不取决于他们肌肉所提供的能量,而在于他们的技能,也就是对工作过程中投入的信息不同。

根据这个机制,为了降低材料和能量的消耗,并且使环境污染减到最小,我们需要增加信息的输入。价值创造可以通过提高能量投入和信息投入来取得。因为价值本身是非物质单位,所以可以通过提高非物质性的投入,即信息的投入来增加价值。对于等量的价值,增加信息投入可以降低能量的消耗,这就是我们通常所说的生产活动从能源密集型向信息密集型转变,从粗放型高耗能发展向集约型低耗能方向转变的过程。用无限的信息资源来替代有限的能源资源,也正是通过数字化技术来提高能源系统效率的理论基础。

理论4: 7D驱动中国与全球能源转型。

这7个D,代表的是以D开头的7个英文单词,他们是:

1. 多元化(Diversification):即能源供应的来源越来越多,技术越分越细,越来越丰富多样,能源行业的参与者也越来越多元。

2. 低碳化(Decarbonisation):低碳化首先是节能,因为节约下来的能源是最清洁的;其次是大力发展低碳或无碳的可再生能源资源,如太阳能、风能、水电、地热、潮汐与海浪发电等。

3. 数字化(Digitalisation):或者说信息化、智能化,是指信息与通讯技术对能源系统的渗透,通过对能源生产和消费各个环节、各个节点和各个时段信息的采集与分析,实现能源生产和消费的智能化,从而提高整体系统效率。

4. 去集中化(Decentralisation):传统能源发展强调的是规模经济;随着新能源技术和能源系统数字化的发展,包括微电网在内的新能源分布式就地利用、就地分享的模式发展迅猛。

5. 民主化(Democratisation):民主化一方面是给能源消费者选择权,不仅可以自己在家里发电(太阳能或燃料电池),还可以选择电力或燃气供应商,获得更大的主动权;另一个方面则是老百姓可以参与能源投资的决策过程。

6. 清洁化(Depollution):清洁化包括两层含义,一是为应对全球气候变化和雾霾,需要能源的低碳化;二是低排放,减少所有空气、水和固体污染物的排放。

7. 市场化(Deregulation):一是能源价格实现市场定价;二是允许不同主体平等参与市场竞争。

以上是我跟大家分享的关于科技创新与能源革命的4个理论基础,接下来,我想介绍一下新奥的实践。

新奥集团成立于1989年,已经形成了贯穿下游分销、中游贸易储运和上游生产开采的完整清洁能源产业链,以及覆盖旅游、文化、健康、置业等领域的幸福生活产品链。同时,在当今数字时代,依托互联网和人工智能技术,正在着力打造泛能网络平台,引领数字能源发展;着力打造“e城e家”家庭生活服务平台,构建中国式品质生活方式。目前集团拥有新奥能源、新奥股份、新智认知、西藏旅游等4家上市公司,新奥动力、新奥环保、石墨烯公司等11家直属公司和3家研究院。业务覆盖中国20个省、市、自治区的178个城市。截至2017年底,员工总数近5万人,年销售收入达1300亿人民币。

近年来,新奥在科技创新与能源革命方面开展了7个方面的实践。

实践1:前沿能源技术的研发。

新奥非常重视能源技术创新,我们认为不能光做天然气分销业务,而是要开发自己的技术,一方面解决中国能源系统的痛点问题,另一方面为我们为企业的可持续发展提供动力。先期,我们围绕着能源的碳循环体系,在能源系统的清洁化方面进行探索和实践,一是自主研发了包括催化气化和加氢气化在内的煤制气技术;二是开发了“泛能应用技术”,包括泛能机和泛能网;三是“超临界环保技术”,处理危险废品。今天我们进入了技术研发2.0的阶段,进一步聚焦无碳能源技术,包括小型可控核聚变、深层地热能、储能、能源新材料技术等。

实践2:创新煤制天然气技术。

在石油、天然气领域,中国与美国在对外依存度上形成了鲜明的对比,中国快速上升,美国快速下降。快速上升的油气对外依存度对于国家能源安全是一个很大的挑战。但另一方面,中国的煤炭储量又很大,很多低质煤炭不能直接燃烧。所以新奥花了10多年的时间来研发煤炭的高效清洁利用技术,自主创新了催化气化和加氢气化两个技术。

在煤制气技术方面,大家可能听到了一些负面的报道,但相比其他企业,新奥拥有自己的优势:

一是这两个技术是我们自己研发的,有自主知识产权;

二是我们运营着年产250万吨的煤制甲醇工厂,有着煤化工的运营经验;

三是我们有自己的工程团队;

四是有自己的环保技术,能够实现煤化工园区的零排放。

目前我们正在内蒙达旗试点,如果这个技术的各项性能能够达到设计要求,我们就可以利用国内大量的、不能直接燃烧的低阶煤,把它们转换成高质量的天然气和其他煤化工产品,这将在一定程度上缓解中国的油气对外依存度问题。

实践3:研发分布式能源的核心技术。

一是泛能机。只要有天然气,通过泛能机,既能发电,也能产生热水,可以满足取暖的需求,可以在家庭、商业写字楼、工业园区等得到广泛的应用,具有集约、高效、智能和便捷等优势。

二是微小型燃气轮机。这是国家级的核心技术,欧美发达国家也是花了很长时间才研发成功。新奥已经开始生产并使用100千瓦的燃气轮机,目前正在研发功率300千瓦的燃气轮机。

微小型燃气轮机在能源领域有非常广泛的用途,我们在浙江金华一家电镀厂的案例表明,微小型燃气轮机能够满足全部的蒸汽需求和部分电力负荷,系统能源综合利用率达到了86%。

实践4: 开发石墨烯技术。

目前,石墨烯在国内炒得很热,大家的期待也很高,被认为是一种革命性的材料。石墨烯分成两类,一是粉体,二是薄膜。目前,我们已经生产出多种石墨烯粉体,在廊坊已经建成每年100吨的石墨烯粉体产能,目前在内蒙达旗也已经建成投产一个1000吨的石墨烯、石墨烯基复合材料和石墨烯导电浆料生产基地。

更加令人振奋的是,具有高能量密度、快速冲放电和长寿命(循环寿命超过万次) 的石墨烯球也在我们的实验室制备出来了,目前正在中试开发和放大试验过程中,很快就能进行商业化生产。这个技术的商业化应用可以使得我们的手机或者电动车电池能够在几分钟内就充满,而不需要几个小时或整个晚上。

石墨烯的应用非常广泛,可以作为很多材料的添加剂,大幅改善材料的性能,大大地加速能源转型的速度。我们石墨烯粉体技术是以煤炭和天然气为原料,而不是石墨,在成本上具有很大的优势。

实践5: 开发环保技术。

一是超临界水氧化技术,可以对含有持久性难降解有机物质的废物进行高效的处理;二是工业废水零排放技术,为化工园区、煤化工、石油化工等领域的废水进行综合处理,尤其是可以将高含盐废水中的盐分离出来,回收再利用,在整个园区或厂区实现零排放。

实践6: 泛能技术。

具体来说,就是从客户需求出发,将太阳能、风能、生物质能、地热能等分布式清洁能源接入电网、热力网和气网,通过控制中心实现能源网与信息网的融合,形成清洁能源优先,多能互补,能用尽用的分布式智慧能源系统,目前在工业园区、楼宇、医院等等得到了广泛应用。

目前,我们的泛能技术系统耦合的是能量和信息。在新一代泛能技术中,我们还会将供水、垃圾处理等引进系统,真正实现物质、能量和信息这三大要素的耦合。

实践7: 搭建数字能源平台,解决行业痛点。

目前,能源行业痛点包括:

一是存在行业竖井、条块分割和垄断经营的问题,气、电、冷、热互不相通;

二是能源浪费,用户希望节能,卖方却是多卖多赚钱;

三是弃光弃风、黑色发展,可再生能源得不到整合利用,严重依赖煤炭等黑色能源;

四是设备运维不及时,事故率高、成本高;

五是存在监管盲点,政府在能源与环保方面缺少有效监管手段。

针对这些痛点,智慧化的数字能源平台可以发挥很大的作用:

一是可以让用能方自主选择供能方,降低能源账单,满足节能、绿能需求;

二是为能源销售商提供精准营销;

三是为能源运营商提高设施可靠性和利用率,降低成本;

四是帮助管网运营商削峰填谷,提高管网运营率,优化管网投资布局;

五是帮助政府实现数字化的能源监管。

总而言之,数字能源平台的目的就是解决行业痛点,为需供两侧商家及生态圈参与者创造价值。

各位嘉宾,习总书记和刘鹤副总理在最近的几次讲话中都讲到民营经济对中国经济的贡献,提到了56789,即民营企业缴纳了50%以上的税收,创造了60%以上GDP,贡献了70%以上的技术创新,提供了80%以上的就业岗位和90%以上的新增企业数量。

新奥作为中国能源领域的民营企业,我们的使命愿景是创建现代能源体系,提高人民生活品质,成为一家受人尊敬的创新型智慧企业。通过我今天所列的上述创新,我们希望印证,新奥集团是习总书记所说的民营经济贡献70%以上技术创新的一部分。

(注:本文所有观点仅代表作者本人,均不代表凤凰网国际智库立场)

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