基于节能减排的热交易机制

徐晓丽

（中国电子工程设计院有限公司 北京 100083）

引言

《中国建筑能耗报告（2018）》显示：2016 年建筑能耗为8.99亿吨标煤，占全国能源消费总量的20.6%[1]。其中，采暖和制冷为能耗占比最大的项目。在北方地区，随着城镇化进程推进，与城市发展严重不相匹配的是集中供热热源不足、城市管网输送能力有限等诸多难题。更令人堪忧的是环境状况，雾霾一次次来袭，社会、交通、公众健康等社会热点问题频频被提及。发改委也力推《余热暖民工程实施方案》[2]。城市集中供热所需要的能源品位较低，完全可以通过先进的技术手段实现工业余热与城市供热热源的能级匹配。但是，目前实施过程并不理想。笔者认为只有建立一种合理的可双赢的基础的机制，才可以实现低品位热源的社会化。该机制的形成将以一种公共平台的形式，将低品位热源热值、集中供热供冷价格、节能减排指标、工业企业（如钢铁厂）产品附加值提升、供热企业经济指标等作为一个整体体系进行考核。将单一的企业个体行为提升为城市市政服务体系，实现其社会化功能。该机制是落实国家能源发展战略规划、降低成本，提高钢铁行业竞争力、全方位整合资源以优化用能的重要举措。

1 热交易机制

本文首次提出的“热交易机制”，其实就是建立一种市场交易机制，将低品位余热作为一种商品，其目的是实现能源的高效利用，降低综合能耗，以全局的认识高度进行资源整合和优化匹配。

以钢铁厂为例，为实现热交易，首先需收集钢铁厂基于炼钢长流程或短流程的工艺的潜在余热资源并根据不同温度等级以及不同种类（如烟气余热、低压蒸汽余热、热水余热、固体显热余热、热泵驱动热源）进行类别划分，以热值可实现的供冷、供热面积、可产生发电量、电价等作为测算依据，建立热交易后台数据库。同时，在不同的热源点设立温度、压力、流量传感器，通过DCS 集散控制中心将中央管理站与远程终端连接，进行数据采集、历史归档。在确定的统计周期内采取积分算法提供热交易当量值。

2 热交易平台构想

本文提出的热交易平台构架如图1 所示。

图1 热交易平台框图

该平台采用C/S 多层结构，含有服务器、客户端、控制端层。通过设置虚拟门市进行余热交易。

交易平台内包含有信息发布、用户登录、余热价值评估、余热需求量预测、余热需求量核定、余热竞价、电子招投标余热交易组成的交易前处理模块、由合同生成、合同解除的合同模块以及由余热资源量计量、财务核算、减排量核算构成的交易后处理模块。为了保证交易顺利进行，平台还设置了由交易额、交易量认定、第三方支付监管组成的交易保障模块共同构建成热交易平台。同时，平台还设有数据存储模块，可进行数据归档整理。

利用该交易平台可实时显示交易指令、电子合同、交易金额、支付状况及历史数据。通过将货币机制引入余热利用系统，在双赢的基础上实现个体余热资源的社会化利用。

具体实施方式为：通过在不同客户端安装热交易平台系统，并通过登录系统检测进入系统，余热拥有方与余热需求方均可通过平台发布信息。余热资源可以各种载体形式出现（气体、固体、液体），供需双方根据余热的热值、潜在发电量、做工能力、动力燃料价格、当量供热/供冷/供热水负荷、当量减排指标等对不同的余热资源进行热评估，需求方则根据负荷量进行近期余热需求量的核定和远期不同余热资源的需求量的预测进行电子招投标，有意向的余热拥有方则通过身份认证系统参与投标，经过博弈后，中标方与需要方可签署电子合同完成交易前处理程序。合同签署后，双方即开通热交易通道并进行余热资源量计量，并启用采取含温度、压力、流量的多维计量体系。按照合同约定，双方定期核对余热资源量、余热资源交易额，并由余热需求方及时支付费用给余热提供方。为了保障交易的公平性，需由第三方机构参与余热资源交易量、交易额、支付额、当量减排量的核定。如果一方违背合同，可及时终止合同并赔付相应的违约金。

当然，合同期满后，双方可续签或终止合同，重新进入信息发布、交易前处理模块、后处理模块及保障模块，如此重复进行。

证法2 (构造等腰三角形法)如图4，延长ED，交OC延长线于点G，作EF⊥OC，垂足为F，则四边形OAEF、CBEF都是矩形．所以FC=EB，OF=AE．由AB∥OC，可得∠G=∠BEG=∠B′EG．进而GB′=EB′．所以FC=GB′．从而FB′=CG．

3 热交易机制展望

3.1 热交易中的价格机制

本着市场所倡导的双赢机制，以提出方和接受方效益最大化为导向，在成本、收益、利润、采暖热负荷约束条件下，在热交易的余热价值评估时，应引入能质系数作为余热价格基础定价要素，同时需要从市场机制出发，以供＞求、供=求、供＜求等几种状况进行余热价格修正。此外，还需从能源利用体系考虑，增加余热回收后对原有系统的影响，进一步修正价格，如循环水热回收节约电等。

3.2 热交易机制形式

（1）资源独有型

是指余热资源的归属具有唯一性。

（2）利益共享型

采用EMC 或其他方式，共同开发、投资、形成副产品进行余热资源交易。

（3）指标交易型

在节能减排指标的考核下，以指标为主要交易目的进行余热资源交易。

3.3 热交易机制体系

（1）资源系统

资源系统包括资源类型、资源数量、资源价格等主要数据库。

（2）保障体系

为保证交易平台正常运转，需在自我监督的基础上，设立第三方监督机构，进行审计和支付监管。

（3）计量系统

计量系统是指按照统一的测量标准和计量方式进行余热资源使用量的计量，同时需要制定相应的计量误差分析和处理及仪器仪表校准办法。

（4）交易系统

交易系统包含合同管理、招投标、财务管理、交易量、交易额处理、减排量核算等多个子系统。

（5）调配体系

所谓调配，是一种基于动态调配的柔性调控体系。由于供热/冷负荷具有很强的时变性，在交易机制中，通过效益分析，可柔性调配各种能源等级的余热资源的利用。

结语

从“十一五”到“十三五”节能减排一直都视为政府的长期重点工作。如何合理的实现能源的梯级利用是降低能耗的重要方向，热交易机制通过引入市场机制，实现资源的社会化，有效融合工业节能和建筑节能，可为节能降耗提供新的思路和方法。