徐曉麗

（中國電子工程設計院有限公司 北京 100083）

引言

《中國建筑能耗報告（2018）》顯示：2016 年建筑能耗為8.99億噸標煤，占全國能源消費總量的20.6%[1]。其中，采暖和制冷為能耗占比最大的項目。在北方地區(qū)，隨著城鎮(zhèn)化進程推進，與城市發(fā)展嚴重不相匹配的是集中供熱熱源不足、城市管網(wǎng)輸送能力有限等諸多難題。更令人堪憂的是環(huán)境狀況，霧霾一次次來襲，社會、交通、公眾健康等社會熱點問題頻頻被提及。發(fā)改委也力推《余熱暖民工程實施方案》[2]。城市集中供熱所需要的能源品位較低，完全可以通過先進的技術(shù)手段實現(xiàn)工業(yè)余熱與城市供熱熱源的能級匹配。但是，目前實施過程并不理想。筆者認為只有建立一種合理的可雙贏的基礎的機制，才可以實現(xiàn)低品位熱源的社會化。該機制的形成將以一種公共平臺的形式，將低品位熱源熱值、集中供熱供冷價格、節(jié)能減排指標、工業(yè)企業(yè)（如鋼鐵廠）產(chǎn)品附加值提升、供熱企業(yè)經(jīng)濟指標等作為一個整體體系進行考核。將單一的企業(yè)個體行為提升為城市市政服務體系，實現(xiàn)其社會化功能。該機制是落實國家能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、降低成本，提高鋼鐵行業(yè)競爭力、全方位整合資源以優(yōu)化用能的重要舉措。

1 熱交易機制

本文首次提出的“熱交易機制”，其實就是建立一種市場交易機制，將低品位余熱作為一種商品，其目的是實現(xiàn)能源的高效利用，降低綜合能耗，以全局的認識高度進行資源整合和優(yōu)化匹配。

以鋼鐵廠為例，為實現(xiàn)熱交易，首先需收集鋼鐵廠基于煉鋼長流程或短流程的工藝的潛在余熱資源并根據(jù)不同溫度等級以及不同種類（如煙氣余熱、低壓蒸汽余熱、熱水余熱、固體顯熱余熱、熱泵驅(qū)動熱源）進行類別劃分，以熱值可實現(xiàn)的供冷、供熱面積、可產(chǎn)生發(fā)電量、電價等作為測算依據(jù)，建立熱交易后臺數(shù)據(jù)庫。同時，在不同的熱源點設立溫度、壓力、流量傳感器，通過DCS 集散控制中心將中央管理站與遠程終端連接，進行數(shù)據(jù)采集、歷史歸檔。在確定的統(tǒng)計周期內(nèi)采取積分算法提供熱交易當量值。

2 熱交易平臺構(gòu)想

本文提出的熱交易平臺構(gòu)架如圖1 所示。

圖1 熱交易平臺框圖

該平臺采用C/S 多層結(jié)構(gòu)，含有服務器、客戶端、控制端層。通過設置虛擬門市進行余熱交易。

交易平臺內(nèi)包含有信息發(fā)布、用戶登錄、余熱價值評估、余熱需求量預測、余熱需求量核定、余熱競價、電子招投標余熱交易組成的交易前處理模塊、由合同生成、合同解除的合同模塊以及由余熱資源量計量、財務核算、減排量核算構(gòu)成的交易后處理模塊。為了保證交易順利進行，平臺還設置了由交易額、交易量認定、第三方支付監(jiān)管組成的交易保障模塊共同構(gòu)建成熱交易平臺。同時，平臺還設有數(shù)據(jù)存儲模塊，可進行數(shù)據(jù)歸檔整理。

利用該交易平臺可實時顯示交易指令、電子合同、交易金額、支付狀況及歷史數(shù)據(jù)。通過將貨幣機制引入余熱利用系統(tǒng)，在雙贏的基礎上實現(xiàn)個體余熱資源的社會化利用。

具體實施方式為：通過在不同客戶端安裝熱交易平臺系統(tǒng)，并通過登錄系統(tǒng)檢測進入系統(tǒng)，余熱擁有方與余熱需求方均可通過平臺發(fā)布信息。余熱資源可以各種載體形式出現(xiàn)（氣體、固體、液體），供需雙方根據(jù)余熱的熱值、潛在發(fā)電量、做工能力、動力燃料價格、當量供熱/供冷/供熱水負荷、當量減排指標等對不同的余熱資源進行熱評估，需求方則根據(jù)負荷量進行近期余熱需求量的核定和遠期不同余熱資源的需求量的預測進行電子招投標，有意向的余熱擁有方則通過身份認證系統(tǒng)參與投標，經(jīng)過博弈后，中標方與需要方可簽署電子合同完成交易前處理程序。合同簽署后，雙方即開通熱交易通道并進行余熱資源量計量，并啟用采取含溫度、壓力、流量的多維計量體系。按照合同約定，雙方定期核對余熱資源量、余熱資源交易額，并由余熱需求方及時支付費用給余熱提供方。為了保障交易的公平性，需由第三方機構(gòu)參與余熱資源交易量、交易額、支付額、當量減排量的核定。如果一方違背合同，可及時終止合同并賠付相應的違約金。

當然，合同期滿后，雙方可續(xù)簽或終止合同，重新進入信息發(fā)布、交易前處理模塊、后處理模塊及保障模塊，如此重復進行。

證法2 (構(gòu)造等腰三角形法)如圖4，延長ED，交OC延長線于點G，作EF⊥OC，垂足為F，則四邊形OAEF、CBEF都是矩形．所以FC=EB，OF=AE．由AB∥OC，可得∠G=∠BEG=∠B′EG．進而GB′=EB′．所以FC=GB′．從而FB′=CG．

3 熱交易機制展望

3.1 熱交易中的價格機制

本著市場所倡導的雙贏機制，以提出方和接受方效益最大化為導向，在成本、收益、利潤、采暖熱負荷約束條件下，在熱交易的余熱價值評估時，應引入能質(zhì)系數(shù)作為余熱價格基礎定價要素，同時需要從市場機制出發(fā)，以供＞求、供=求、供＜求等幾種狀況進行余熱價格修正。此外，還需從能源利用體系考慮，增加余熱回收后對原有系統(tǒng)的影響，進一步修正價格，如循環(huán)水熱回收節(jié)約電等。

3.2 熱交易機制形式

（1）資源獨有型

是指余熱資源的歸屬具有唯一性。

（2）利益共享型

采用EMC 或其他方式，共同開發(fā)、投資、形成副產(chǎn)品進行余熱資源交易。

（3）指標交易型

在節(jié)能減排指標的考核下，以指標為主要交易目的進行余熱資源交易。

3.3 熱交易機制體系

（1）資源系統(tǒng)

資源系統(tǒng)包括資源類型、資源數(shù)量、資源價格等主要數(shù)據(jù)庫。

（2）保障體系

為保證交易平臺正常運轉(zhuǎn)，需在自我監(jiān)督的基礎上，設立第三方監(jiān)督機構(gòu)，進行審計和支付監(jiān)管。

（3）計量系統(tǒng)

計量系統(tǒng)是指按照統(tǒng)一的測量標準和計量方式進行余熱資源使用量的計量，同時需要制定相應的計量誤差分析和處理及儀器儀表校準辦法。

（4）交易系統(tǒng)

交易系統(tǒng)包含合同管理、招投標、財務管理、交易量、交易額處理、減排量核算等多個子系統(tǒng)。

（5）調(diào)配體系

所謂調(diào)配，是一種基于動態(tài)調(diào)配的柔性調(diào)控體系。由于供熱/冷負荷具有很強的時變性，在交易機制中，通過效益分析，可柔性調(diào)配各種能源等級的余熱資源的利用。

結(jié)語

從“十一五”到“十三五”節(jié)能減排一直都視為政府的長期重點工作。如何合理的實現(xiàn)能源的梯級利用是降低能耗的重要方向，熱交易機制通過引入市場機制，實現(xiàn)資源的社會化，有效融合工業(yè)節(jié)能和建筑節(jié)能，可為節(jié)能降耗提供新的思路和方法。