如【rú】何实现能【néng】源转型?复合型【xíng】能源技【jì】术是关键。它集电、热、交通【tōng】能于【yú】一身，并高效利用可再生能源。全【quán】球经济【jì】“无碳【tàn】化”路【lù】在何方?路，就在复合型能源这条“独木桥”上。实现Energy Supply 4.0，数字【zì】化扮演【yǎn】抛砖引【yǐn】玉【yù】的角【jiǎo】色，而复【fù】合型能【néng】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【dāng】今【jīn】能【néng】源格局，可再生【shēng】能源比【bǐ】例【lì】正不断【duàn】扩大。根【gēn】据REN21发布的《2018全球可【kě】再【zài】生能源利用报告》，2016年，全球最【zuì】终能源消费中【zhōng】，可再【zài】生【shēng】能源【yuán】占比近20%。此【cǐ】外，根据德国弗劳恩霍【huò】夫太阳能系统研究所【suǒ】(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)统计数据，2018年上半年，德国净发电【diàn】量(即【jí】家庭、企业用电量)中【zhōng】，可再生能源贡献占比【bǐ】高达41%。论在全球【qiú】能【néng】源供应中的地位，风能、光伏发电的地位不容小觑。唯一【yī】美中不【bú】足的是【shì】，太阳能、风能无法召之即来，因此，无法稳定供电【diàn】。而一【yī】旦这两种能【néng】源【yuán】供【gòng】应饱【bǎo】和，则会造成产能过剩，而【ér】需求【qiú】侧无法消化的情况。在【zài】这种情况【kuàng】下，只能【néng】减少【shǎo】电【diàn】厂所发的可再生能源电力【lì】，多发出来的【de】电【diàn】，就会白白流失。
胜任“指挥【huī】官”一职者，非【fēi】复合型能【néng】源莫属。它可让能【néng】源在【zài】不同行业【yè】间自由流动。毕竟，能源种类繁多【duō】，电能只是其中之一。就拿供热和交通两大【dà】领域来【lái】说【shuō】，当前，依然要靠化石燃料来供能。根据REN21发【fā】布【bù】的《2018全球【qiú】可再生能【néng】源利用报告【gào】》，在【zài】供【gòng】热行业，可再生能源占10%，而在交【jiāo】通行业，仅【jǐn】占3%。这【zhè】个比例与【yǔ】传统能源相比，乃是天壤【rǎng】之别【bié】，因此，赶超形【xíng】势依然严峻，但也愈加迫切，因为【wéi】这两【liǎng】大行业加在【zài】一起，占总能源需求【qiú】的80%左右(供热【rè】和制冷占48%，交通占32%)。而能源生产【chǎn】活动【dòng】中很大【dà】一部分二氧【yǎng】化碳排放【fàng】量，都是源自这两【liǎng】大行业。
有效协同，提升效益
复合型能源将能【néng】源相关行【háng】业，如电、热、制冷【lěng】、交通等有效整合，以在最大程度上有效【xiào】利【lì】用太阳【yáng】能、风能、生物质【zhì】能等可再生能源。拿【ná】运【yùn】输行业来说，大【dà】力推广使用【yòng】电动、天然气汽车，其能源【yuán】可直接取自自然资源。这毫无【wú】疑问【wèn】将提升能源利用效【xiào】率。再来看供热行业【yè】，目前，改造重点是供热泵和热元件【jiàn】。目标是利用可再【zài】生能源电力为家庭供暖。这便是【shì】“电+热【rè】”协同效【xiào】应【yīng】，由此实现【xiàn】了，哪【nǎ】儿需要能源【yuán】，便让其流向哪【nǎ】儿的【de】精【jīng】准能源调配【pèi】。
缘由二：只有复合型能源才能真正实现能源的可持续供应
利用可再生能源【yuán】发电，如发生电【diàn】能过剩情【qíng】况，则可通过“电【diàn】转X”技【jì】术和【hé】电池储能系统将其转换为其他形式的能源，从而增加供【gòng】热、交通两大行业可再【zài】生【shēng】能源的占比。上述“X”代【dài】表能【néng】源载体。电【diàn】转气、电转热以及电【diàn】池储【chǔ】能【néng】技术是【shì】该领域【yù】最常见的三种【zhǒng】技【jì】术。
电转气(简称P2G)
现【xiàn】阶【jiē】段，供气网络已能够满足大批【pī】量输送、储存能【néng】源的要求。而利用“电【diàn】转气【qì】”技术，可【kě】再【zài】生能源亦【yì】可加入储能行列。
例如，生物气生【shēng】产过程【chéng】中产生的二氧化碳【tàn】可用【yòng】于生产甲【jiǎ】烷【wán】，甲烷进入【rù】天【tiān】然气【qì】供气网后，又可用作化工行业的原料【liào】、车【chē】辆【liàng】和飞机的推进剂、或用于【yú】燃气电厂的回收转换工艺【yì】。
电转热(简称P2H)
利用可再生能源发电，过剩电力还可用于供【gòng】热。电能随即【jí】转化【huà】为热能，即可储存【cún】，亦可加【jiā】热水。与P2G技术不同，电转热【rè】的转【zhuǎn】换【huàn】效率将近100%。因此【cǐ】，可以1:1的比率替换化石燃料。
电转热【rè】装置属于混合型设【shè】备，须配【pèi】备一台【tái】热发生器【qì】，由传统燃【rán】料如木材、天然气等驱动。一旦出现【xiàn】电能【néng】过【guò】剩【shèng】的情况，电【diàn】能将转换【huàn】为【wéi】热能。否则，将继续使用传统燃料供热。
热能既可输送到【dào】当地、地区供【gòng】热【rè】网【wǎng】，亦可【kě】用于向【xiàng】本地居民楼【lóu】或企业供暖。热能还可临时储【chǔ】存在一个缓冲罐中，需要时调【diào】用【yòng】，从而实现供能平衡【héng】(即“负平衡能量“，示例请【qǐng】见缘由四)。
电池储电
电池储能【néng】系统安全可靠【kào】，能够【gòu】储存【cún】可再生能源产生的过剩电力。系统由可充电【diàn】式化学电池【chí】(电池【chí】蓄能装置)组成，可吸收多【duō】余的能【néng】量【liàng】，并在【zài】需要时释放。电池储能系统【tǒng】与光伏系统搭配【pèi】使用【yòng】，可用于居家【jiā】储【chǔ】能，提高能源利用效率【lǜ】，并能在【zài】停电时，确保家庭正常供电。而应用【yòng】于兆瓦级电厂【chǎng】，则【zé】可为保【bǎo】障【zhàng】正常运行提供【gòng】后备电力。此外，电池逆【nì】变器可协助【zhù】快速稳【wěn】频【pín】和【hé】临【lín】时调电【diàn】(含【hán】因系统惯性而【ér】造成的输电波动情【qíng】况)。这主要用于应对紧急用电的【de】情况，因【yīn】为短【duǎn】时间【jiān】内调配大量【liàng】电力，来满足某【mǒu】地的高用电负荷这种情况是司空见惯【guàn】的【de】。例如，一座足球场的【de】防汛灯系统启【qǐ】动时【shí】，发电机转【zhuǎn】子产【chǎn】生的动能可【kě】调用后备电力，从而短期内实现电网的供需平衡【héng】。相对于发电【diàn】机这个【gè】转动的庞然大物，电池逆变【biàn】器具【jù】有其特殊【shū】优【yōu】势。传统【tǒng】电【diàn】厂的电量中，只有一小部分可以作为后备【bèi】电力输出，而电池【chí】储能系统【tǒng】的全部额定电量均可作为后备调用。比如，一个功率为30兆瓦的电池储【chǔ】能装【zhuāng】置【zhì】，其后【hòu】备【bèi】电力输出能【néng】力相当于一座1000兆瓦【wǎ】(1吉瓦)的电厂。
即使出现大面积停【tíng】电，电池逆【nì】变器依然能做到迅速【sù】恢复供电, 这种技术【shù】被称为“黑【hēi】启动【dòng】”，意即【jí】，逆变器可【kě】不受电网【wǎng】影响，独自启【qǐ】动，从而确保供【gòng】电不中断。
缘由三：复合型能源助消费者实现能源独立
乘复【fù】合型能源【yuán】发展的“东风【fēng】”，消【xiāo】费【fèi】者可积极参与【yǔ】能源转型，而不【bú】只【zhī】做一名旁【páng】观者。不【bú】少光伏和小【xiǎo】型风机系【xì】统都已【yǐ】被广泛应用于私人经营【yíng】，甚至在公【gōng】园也可见到。这本【běn】身也反【fǎn】映出，人们【men】对【duì】于实现能源自给自【zì】足的意识正在增强【qiáng】。发展可再生能源【yuán】，随着新技术的不断发展及【jí】财政的支持，越【yuè】来【lái】越多的【de】家庭和企【qǐ】业用户正逐渐【jiàn】告别供电公【gōng】司【sī】以及化石燃【rán】料，实【shí】现电【diàn】力的自给自足。通过智能型能源管理系统这个“大脑”协调指【zhǐ】挥，光【guāng】伏【fú】经营者可有效协【xié】调电【diàn】力的消费和【hé】生产，从而实现“自己发电，自己消【xiāo】费”，最大限度上【shàng】满足自身对可再生能源电【diàn】力的需求。
从电力消费者到生产者的转变
随【suí】着发【fā】电不再由电厂“一家独大【dà】”，以及数【shù】字化技术【shù】对能源转型的影响不断加深，光【guāng】伏经营者自【zì】身也在【zài】完成【chéng】从消费者【zhě】到“产销【xiāo】合一者”的转型，并通过直销手【shǒu】段【duàn】，积极活跃于能源【yuán】供给行业。放【fàng】在以前，这只是大【dà】型供电公【gōng】司【sī】和公【gōng】用工程【chéng】公司的【de】专利。而得益于数字化【huà】技术【shù】的迅猛发展，现【xiàn】在，随便一个经【jīng】营者都能利用【yòng】可再生能源【yuán】发电，并将其出售给有需【xū】要的邻【lín】居。此类经营模式【shì】有当今的直销，以及未来的 P2P 或【huò】弹性【xìng】市场(见缘由四)。就技术来看【kàn】，目前的可再生能源发电系【xì】统甚至可【kě】让家庭、企业或工厂独立于电网之外，建【jiàn】起自己的供【gòng】电【diàn】系【xì】统。
缘由四：复合型能源保障电网稳定供电
当然【rán】，正【zhèng】如【rú】可再生【shēng】能【néng】源【yuán】的发电量会【huì】出现波动那样，能源需求也并不是一成【chéng】不变的。这就是为什么，公用电网中发电和【hé】消费之间的【de】偏差要【yào】由能源平衡市场来调节。为全天候【hòu】保障电网稳定【dìng】供电【diàn】，电厂须【xū】在极【jí】短的时间内准备好平衡用电。
当用电需求超过发电量，须【xū】迅速向电网供【gòng】电【diàn】(即“正【zhèng】平衡【héng】能量”)。但是【shì】，当用电需【xū】求小于供电量，须从电网中抽出【chū】电量(即“负平【píng】衡能量“)。参【cān】与能源平【píng】衡【héng】市场的电厂经【jīng】营者将付费购【gòu】买平衡所需能源【yuán】。
有效储能，以备不时之需
说到大型电池储能【néng】系统、电转热系【xì】统，不【bú】得不提一下【xià】两者【zhě】的优势。运用这两种技术，可在极短【duǎn】时【shí】间内调【diào】配【pèi】电能、储存过剩电能——这让化石【shí】燃料【liào】电厂【chǎng】望尘莫及。
接入电网的电池储能系统能够在需要时，随时调【diào】用储备电【diàn】力。另【lìng】一【yī】方【fāng】面，通【tōng】过【guò】结合【hé】使用【yòng】 P2H 系统，生物质电厂的电力无【wú】须【xū】立即输出，而是能【néng】以【yǐ】热【rè】能的形式【shì】暂【zàn】时【shí】储存起来【lái】。遇到阴【yīn】天、无【wú】风的日子，储存【cún】的热能可作为后备电能使用，因此，无需像化石【shí】燃料电厂那样一【yī】直保持运转，从而间接减少了二氧化碳排放。
缘由五：复合型能源支持全球气候保护
将能源生产【chǎn】和消【xiāo】费进行“复合型”改革，其根本目标【biāo】是【shì】全面【miàn】实现世【shì】界经济的“无碳化”。
在【zài】 2015年12月【yuè】举行【háng】的巴黎气候【hòu】变化大会【huì】(COP 21)上，国际社会一致同意，将全球平均气温升幅与工【gōng】业革命前相比，控【kòng】制在2℃以内。《巴【bā】黎协定【dìng】》于 2016年11月正【zhèng】式生效，在【zài】国【guó】际法框架下，对各【gè】方均【jun1】有约束【shù】力。还【hái】有一个小插曲【qǔ】。尽管美国【guó】于 2017年夏天宣布【bù】退出【chū】《巴【bā】黎【lí】协定【dìng】》，并且按照美国总统特朗普的说法，至少是“暂时性”退出，但国际【jì】社【shè】会其他成员从自身安全出发，还是坚定不【bú】移地恪守该《协【xié】定》。这个局面还是令人欣【xīn】慰的【de】，毕竟【jìng】，那些意识到气候【hòu】变化是【shì】真实存在，而并【bìng】非假新闻的有【yǒu】识之士【shì】现在也看清了【le】：如想在【zài】长期【qī】内落实气候保护【hù】，只【zhī】能走【zǒu】可再生能源【yuán】这一条路。并且【qiě】，越早越好。
是绿色电力，还是纸上谈兵?
尽管已【yǐ】达成【chéng】共识，但仍须尽快【kuài】将理论落实到【dào】行动上。一方面，是各种可再生【shēng】能源在全球“遍【biàn】地开花”，另一方面，迄今【jīn】为止，却几乎没见到哪一【yī】座化石燃料电【diàn】厂关停。这【zhè】样来看，如果【guǒ】化石【shí】燃料电厂【chǎng】和核电【diàn】站仍源源不断地排放【fàng】有害【hài】气体、生产核废料，给【gěi】人类健康和自然环境带【dài】来损害，那么，绿色电力岂不【bú】是一纸空文?
而复合型能源【yuán】证明了，化石燃料电【diàn】厂无须【xū】以基本负载【zǎi】发电，来在需要时提【tí】供平衡电力。通过将各个能源领域【yù】灵活【huó】互联，可【kě】在快【kuài】速响应【yīng】、成本优化以及气【qì】候保护方【fāng】面，更【gèng】好地实【shí】现这一点【diǎn】。
复合型能源是减少二氧【yǎng】化碳排放，拯救全【quán】球气候的唯一【yī】途径。只有走综合性、可再生【shēng】能源道路，才能成【chéng】功实【shí】现能源转型。在这方面【miàn】，我们要【yào】深【shēn】挖机遇，积【jī】极探索打造【zào】灵【líng】活的【de】系统【tǒng】，开发前景【jǐng】广阔的【de】分布式能源技术，并用好数【shù】字化这个引擎【qíng】。无论是对于【yú】实现稳定的能源供应，还是打造【zào】更有利于【yú】生【shēng】存的【de】气候条件而言，复合型【xíng】能源无疑是【shì】一条【tiáo】双【shuāng】赢之路。
复合型能源给我们带来什么?优点一览：
通过能源的可持续利用，以【yǐ】及减少破坏气【qì】候的二氧化碳【tàn】排放，来【lái】实现【xiàn】能源转【zhuǎn】型
减少向大【dà】气中的有害物排放，从【cóng】而降【jiàng】低相关的发病率/死亡【wáng】率【lǜ】。燃【rán】烧化【huà】石【shí】燃料【liào】不仅会产生【shēng】二氧化碳，还【hái】有【yǒu】硫氧【yǎng】化物、氮氧化物、一氧化碳、颗粒物、一氧化【huà】二氮、汞、铅、镍、铜以及砷等物【wù】质
可替代核电，因此，降低了核风险(运行和废料)
减【jiǎn】少水消耗(在德国，化石燃料电厂的冷却用水【shuǐ】消耗【hào】占【zhàn】全球总用水【shuǐ】量的【de】44%)
增强【qiáng】了【le】能【néng】源供应的稳定性：能源生产中【zhōng】的【de】原料取之不【bú】尽，可替【tì】代自然界中有限的资源;由于【yú】原料【liào】可就地取材，无须从【cóng】政治不稳【wěn】定的地区进口，因此，实现了原材料的自给自【zì】足
消【xiāo】费者可享受更低廉的电价【jià】：光伏和风电【diàn】越来【lái】越【yuè】便宜。反之，化石燃【rán】料和【hé】核【hé】电的成本则日趋高昂。
供【gòng】能【néng】方式【shì】更灵活，话语权更加分散【sàn】：若干家大企业独揽“红【hóng】利【lì】”的时代终结，分【fèn】散式经营者和用【yòng】户将更多受益。
为无电地区【qū】送“福音”：可再生能源技【jì】术【shù】打造稳定的能源【yuán】供应，从而【ér】促进【jìn】当地的经济发展。
