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　　區域能源(District Energy)概念是在20世紀初、第一次工業革命中期工業由“小而分散”向“大而集中”時代發展起來的，其旨在高效滿足區域內所有用能需求。“區域”可以是一個城市、一個工業區或大型住區，也可以是一個小區或建筑群，涵蓋從熱電聯產，到集中供暖、區域供冷、供電等各種技術措施，100多年來其內涵在不斷進化。紐約市最近提出“能源區塊鏈”的概念，以實時和公開記錄的能源交易大數據為基礎，實現鄰近區域內各種能源終端利用的優化耦合，這是區域能源概念的新進展。

　　區域能源包括政策、商業模式、市場成熟度、技術積累和本地資源。服務商包括設備廠商、運營商、能源服務公司、電力企業以及相關機構，尤其是能源站運營管理服務商作用很大。重點從前期的單純規劃向建設、后期運營偏重。

　　國際區域能源協會成立于20世紀初。100多年來隨著工業化進程推進，美國建立了大批百兆瓦級的工業或社區區域能源系統。50年前日本完成第二次工業革命時興建了許多多種終端用能總體優化匹配的工業園區，能效大幅度提高。以丹麥和瑞典為代表的較小國家也發展了另一類區域能源模式。中國近30年才開始經濟騰飛，第一次工業革命所標志的工業化和城鎮化還在進行中，是其區域能源發展較晚的歷史原因。

　　分布式供能譯自英文Distributed Energy System（下稱DES）。最早按字面直譯為“分布式能源系統”，其實質是一種先進的供能系統。DES產生于第二次工業革命中后期、工業和建筑物燃料用一次能源由煤和石油向天然氣轉換的歷史階段，在美國是1970年代，其他國家稍晚。

　　DES由兩個不同角度催生：其一是電力生產的集中和分散。100多年來，盡可能提高效率、降低成本的目標促使電力生產越來越集中和大型化，電站規模達到幾個吉瓦。大電網覆蓋上百萬平方公里范圍。但因上世紀末以來發生了多起大面積停電事故，而促使人們重新考慮分散式供電。2003年北美大停電后紐約、墨西哥各自在負荷中心新建了數個幾十兆瓦級的較小型天然氣發電設施。除了保障供電和協助大電網黑啟動之外，就地直供也能節省絕大部分輸變電費用；其二是提高能效。按照熱力學第二定律，化學能轉換為電力的效率不可能為100%，必定有一部分以較低溫位的熱量形式排放到環境。按“高熱高用、低熱低用”的高效用能原理，這些原來排棄的低品位能量在分散式供電下可以通過冷、暖、熱水、蒸汽等形式供給用戶，可使能效達到70%以上。但對集中的吉瓦級大電廠并不經濟。

　　迄今為止，國際上并沒有給DES下“定義”。國際分布式能源聯盟的解釋是：“設在負荷中心，向用戶就地聯供冷熱電蒸汽終端用能的高效系統”，即DES/CCHP。“就地、高效”實際上已經界定了其最大規模：即冷熱電蒸汽供應都在經濟輸送距離內。蒸汽和采暖熱水的經濟輸送距離原來認為是8-10km，近年來由于隔熱和降低輸送功耗技術突破，已經可達20km以上。10kV電力經濟輸送距離1-2km,110kV以上遠得多。在我國，住建部規范的區域供冷系統（DCS）的5-12°C冷水輸送距離在1.5km之內。但在一個能源站DES可帶動幾個DCS的情況下，多個DCS可覆蓋的范圍就是幾十平方千米了。通常被稱作區域型DES/CCHP。例如，2011年規劃建設的珠海橫琴新區冷熱電聯供能源站就是有2臺9F機組的一個能源站、11個區域供冷站，以及多個熱水供應站組成。

　　為什么發達國家90%以上的DES項目都是小的“用戶型”甚至“樓宇型”呢？回顧歷史便知，在DES發展的1970年代左右，發達國家第二次工業革命都已完成，城鎮建設更已定型。在已建成和定型的城市中建設區域型DES受到三方面的限制：

　　一是既有建筑物和市政設施使供、熱、蒸汽管道的敷設或不可能（特別是在土地私有的國家），或者投資倍增；二是各個用戶原來已經投資自建了供應冷、熱、蒸汽的設施，如果沒有達到經濟壽命，會使新規劃的CCHP系統投資大大增加；三是商業運作比新建區大，合作投資建設受眾多用戶觀念各異制約。外部的投資主體面臨說服所有用戶、協調利益關系等問題。所以既有城區的大部分項目只能因地制宜在有限空間內建設小型的，才能夠取得經濟效益。

　　總的來說，兩者都是以提高能效，從而能更經濟和碳減排為目標。具體來說：

　　共同點之一：都不涵蓋全部能源利用系統，而限于能源轉換傳輸子系統。整個能源系統包括終端利用、轉換傳輸、回收再利用三個子系統（環節）。由于各不同用戶的能量利用和能量回收兩個環節的內涵各自不同，宏觀規劃都只涵蓋由一次能源轉換、傳輸到冷熱電蒸汽環節，不可能過細深入。以建筑物為例，暖通空調只決定一次能源轉換傳輸到冷熱過程的效率，而單位面積供能需求則由圍護結構和余熱回收所決定。對此方面要求極為嚴格的歐洲供暖負荷標準是20-25W/m2。同緯度我國是50W/m2，即使轉換能效100%能耗也不可能低于50W/m2。可見轉換傳輸效率提高并不是能耗降低的全部內涵。

　　共同點之二：都是以冷熱電聯供作為提高轉換傳輸效率的最主要手段。

　　工業和建筑物能源終端利用形式可以歸納為電、熱（包括冷、暖、蒸汽）兩種。冶金、化工、醫藥等過程工業，電/熱約為2/8，“熱”包括高、中溫工業爐供熱、蒸汽和冷。機械、電子、輕工等離散制造業，電/熱大約為8/2，“熱”主要是廠房供冷暖，建筑物包括住宅和三產，主要終端耗能是供冷暖和熱水，電/熱目前為2/8，未來有可能趨向3/7。所以工業和建筑物合起來大致是電/熱各半。所以在以節能為第一要義的未來可再生能源為主的時代，必走通過冷熱電聯供提高能效之路。區域能源的范圍是從人口聚居，產業集聚或行政區劃角度考慮的。一個大的、覆蓋上百平方千米的區域，可以設置幾個DES/CCHP。這就是區域能源與DES的關系。例如，面積163平方千米、遠期人口53萬人的西安市副中心和信息產業基地的陜西西咸新區灃西新城,在2013年制訂的區域能源規劃中，就包括了兩個DES/CCHP，6-8個DC(W)S，還采用了遠程CHP電廠低溫余熱為主、包括熱泵、地熱等復合的供暖系統。

　　共同點之三：都面臨化石能源替代的歷史轉折。2015年的巴黎協議、2016年杭州會議提出的G20能源宣言都指出了這個發展方向。非化石能源到世紀中占比可達40-50%，到本世紀末將達80%。可再生能源本質上是低能量密度、有利于分散就地利用的，當然也可在地廣人稀地區搞集中大規模水電、風電、光伏發電，但須付出超遠程輸送的代價。分散和集中也是相對的。百MW級太陽能熱發電和第四代小型百MW級核電也都可以用作區域型DES/CCHP的一次能源。

　　區別：除了規模大小和區域能源對DES的包容性之外，區域能源規劃還應該包括交通運輸、農業等領域的用能。規劃考慮的時間段更長，牽涉的生產關系和上層建筑的內容更深。

　　基于將被排棄的熱用起來的思維，把發電燃料（當時是煤）作為主體和基數來計算能源利用效率。以“熱電比”為指標是因為產熱越多總效率越高。熱電聯產是相較于“熱電分產”的進步，但它只管“產”而不管蒸汽“供”和“用”是否合理。最典型案例是流行了幾十年的用1Mpa、160°C的蒸汽供20°C室內溫度供暖，這是典型的“高能低用”。現在已可把汽輪機復水器25-30°C的冷凝潛熱，藉吸收式熱泵升溫供暖了。