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日本何以成为区域能源发展“风向标”?

北极星输配电网  来源:中国能源报  作者:张金梦  2020/6/17 8:28:55  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:智慧能源 区域能源 节能减排

北极星输配电网讯:位于太平洋西岸的岛屿国家——日本,国内化石资源匮乏,所需油气等能源资源几乎全部依赖进口。超低能源自给率与石油危机爆发的双重压力,致使日本成为世界上最早重视能源转型的国家之一。

为确保能源可持续稳定供应,日本政府出台一系列政策法规,大力提倡节约能源,并提高能源效率,由此,区域能源在日本乘势而起,对于推动日本能源利用方式转型升级发挥了重要作用。

通过区域能源相关先进技术与能源系统的深度融合,日本合成化学工厂——大桓工厂,每年可减少25%的运行成本和5%的二氧化碳排放;日本国会议事堂年可削减电力消费量27%,减少二氧化碳排放量27%;日本夏普龟山工厂每月则可减少二氧化碳排放35.5吨,削减电力消费约8.7万千瓦时,诸如这样的例子还有很多。

那么,日本是如何通过发展区域能源,保障经济提速的同时,克服能源短缺问题?又如何在提高能源利用效率的同时,将环境污染程度控制到最低?

近日,在由北京创客能源服务有限公司发起的综合能源服务公益大讲堂上,网能菱重(北京)综合能源工程技术服务有限公司副总经理辻清一分享了区域能源在日本的发展经验。

节能环保问题倒逼

日本区域能源发展

日本的区域能源发展史要追溯到20世纪60年代。二战之后,日本经济高速发展,到20世纪60年代末,其已在世界经济形势中占有举足轻重地位。但日本为此也付出了严重环境污染和能源危机的惨痛代价,从而倒逼日本城市区域能源“挑起”节能减排的重担。

据介绍,从20世纪60年代起,日本就在政策层面开始引导发展区域性集约化冷热联供,并将其作为改善城市环境的有效手段。

1967年,日本政府制定颁布了《公害对策基本法》,将区域性供热供冷系统作为重要提案,环保部门后续也直接参与了区域性供热系统的建设与推广工作,从而成为日本区域能源发展的重要推手。

值得注意的是,第一次石油危机的到来打破了日本经济高速增长的格局,降低石油进口贸易依存度成为日本首要解决的难题。为此,日本政府采取了系列举措,其中就特别提到实施区域性供热系统提升能源效率,致力于通过推广区域性能源系统有效解决本国能源需求量急剧增加、供应严重缺乏的困境。

之后,区域性供热的行业研究与项目不断涌现,空调安装量随之上升,区域供热负荷也在不断增加,城市群普及区域性供热系统的作用得以显现。事实证明,区域能源的普及也恰恰顺应了日本经济发展和人民生活水平提高的必然趋势。

从追求设备效率

向系统节能转变

据辻清一介绍,区域能源在日本的发展可谓跌宕起伏。其变迁史可分为创世期、成长期、普及期、低迷期和恢复期五个阶段。

1970年,日本在大阪万国博览会首次采用空调模式进行区域供热(冷),此次尝试正是日本区域能源发展的起点。次年东京新宿都心等地住宅区也开始实行区域空调供热(冷)。随后在1972年,“供热事业法”的制定实施,正式开启了日本区域空调发展的新纪元。

如果说1970—1979年为日本区域能源的创世时期,那么1973年,震撼全球的石油危机爆发随即让日本区域能源发展跌进低谷。

直到1980—1989年,日本全国城市优化进程加快,区域能源发展才逐渐迈入成长期。冰蓄冷、三联供、热泵等新技术开始入驻日本。

1990—1999年日本区域能源稳定发展,正式步入普及期,这段时间也正是日本冰蓄冷技术发展的全盛期。大批区域能源项目,如关西国际机场、大阪OPA项目、关西国际机场大门地标项目、三宫站南地区等相继建设投运,区域能源得到空前发展。

“但自从1999年后,日本经历了泡沫经济崩溃后的长期低迷和徘徊,从而导致2000—2009年间,区域能源发展再次陷入低迷,至此,三菱集团停止了吸收式冷冻机的生产,开始进入了以大型冷水机组生产为主的阶段。”辻清一说。

2010年至今,日本区域能源始终处于恢复期,但随着大型冷水机组的投产和运行,设备费用和维护费用昂贵的冰蓄冷技术发展开始走下坡路。

“冰蓄冷技术投资较大,尤其是在维修设备方面费用高昂。而中国目前这项技术的发展正相当于日本区域能源普及期的阶段,日本经验可为中国当下发展冰蓄冷技术提供重要参考。”辻清一说。

据介绍,当前,随着日本区域能源需求的减少,区域能源发展已不再停留单纯地追求设备效率的阶段,而是升级迈入设备更新升级阶段,逐步进入系统整体的节能化和适应环境多元化需求的阶段。

区域能源应用广泛

节能减排效果显著

从节能热源系统、热泵锅炉设备节能改造,到热回收型大型机组节能改造,再到热能综合控制系统应用……技术的革新、区域能源的应用推广,无不强调着日本由“低碳化”迈向“脱碳化”的迫切需求和对实现能源转型目标的野心。

相关数据显示,截至今年3月底,区域能源应用已覆盖日本139个地区。

当前,伴随全球数字经济的发展,区域能源系统也加入到了智能化的“大军”。

在我国,“互联网+”智慧能源理念正逐步渗透,相关示范项目也在如火如荼建设中。但不可否认的是,我国在理念认识、技术、政策等层面与日本存在一定差距,日本的实践经验对我国具有非常大的参考价值。

辻清一举例说,智能控制引入方面,索尼仙台技术中心就通过智能控制系统引入控制变频冷冻机台数,智能控制可实现控制一次侧水泵冷水变流量、冷却水变流量和冷却塔变风量。

更深层次的则是引导能源在区域层面的网络化应用,为此,日本2002、2007年两次发布相关促进导则,详细阐述了能源面域利用的实施流程、相关法规手续等,并重点探讨了将城市内部广域分散的低品位未利用热能,通过构建区域热网进行有效利用的可能性。做好宏观引导的同时,并颁布一系列激励制度,切实了有效推进了各地区域能源的网络化利用。

以东京丰洲码头区域智能能源网络项目为例,2014年,丰洲码头地区开始构建智能能源网络,其利用智能能源中心和ICT(信息通信技术)导入,可对设备进行实时最优控制,为区域内4个地块提供电、热等综合能源服务。根据预测,通过导入上述智能能源网络,该项目可以实现年二氧化碳减排3400吨,减排率达40%。

据公开材料显示,作为日本的政治、经济和文化中心,东京以2020年奥运会为契机,提出了构建智能能源城市的发展愿意。为此,东京都政府还推出了“智能能源区域形成推进事业”的补助制度,计划在2015—2019年间投入55亿日元,用于补助热电融通网络及热电联产等项目的初期投资费用。


原标题:日本何以成为区域能源发展“风向标”?(他山之石)

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