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【摘要】熵定律已經成為一種新的世界觀，它為人類規范了一種行為界線，我們無法逆轉熵的方向，就像無法逆轉時間一樣，但是可以減緩熵增加的速度和過程，通過我們對自身的生活方式和行為方式的調整和約束，通過科學技術進步和社會觀念進步，來減緩有效資源和有效能量的耗散速度。20世紀70年代，先后兩次石油危機之后使人們更加堅信不移，世界的資源不可能無限制地支持人類的高速發展和肆無忌憚的消費，“物質極大豐富”僅僅是一個夢想，社會、經濟發展的有序性是由更多的無序作為代價的。因此，“可持續發展”、“綠色GDP”和“循環經濟”等等觀念開始成為人類文明的主題，影響人類的發展進程。實際上，這就是我們所說的“科學發展觀”。

2004年10月27日的早晨，北京又一次籠罩在大氣污染的陰霾之中，報紙上和電視、收音機里依舊傳來關于煤電油運出現緊張的信息……

這一天，從世界22個國家和地區飛來了近400名能源專家匯集到北京友誼賓館，探討采用一種正在全世界興起的新型能源利用方式--“分布式能源”技術能否幫助中國實現可持續發展的戰略目標。

一座飛起的大山

許多年前，現任的北京市長曾經有一個經典的比喻，與中國相比四小龍是幾塊石頭，石頭飛過來雖然可怕，但一座山慢慢滾過來將會使你從心底震撼。然而，今天的中國已經不僅僅是一座滾動的大山，而是一座飛起來的大山，而且是一座比石頭飛的更快的大山。

中國的崛起引起國際上的高度關注，全世界最想知道的就是這座飛起來的大山將按照什么軌跡，最終將飛向何方？正是因為某種擔憂，能源專家們才從世界的四面八方聚集到北京。中國的資源能不能支撐中國的經濟高速發展？實實在在已經成為全世界不得不面對的現實問題。長期以來，我們總是以為中國地大物博，資源豐富，國民和政府都未能樹立資源危機的意識。然而，中國是世界上人口最多的國家，人均資源水平極低，幾乎所有人均資源都低于世界的平均水平。中國礦產資源緊缺矛盾日益突出，石油、煤炭、銅、鐵、錳、鉻儲量持續下降，缺口及短缺進一步加大，中國45種主要礦產的現有儲量，能保證2010年需求的只有24種，能保證2020年需求的只有6種，資源瓶頸已經是一個不得不面對的現實。

“和平崛起”是我們對全世界的承諾，走可持續發展之路是我們確定無誤的既定方針，但是，似乎全世界并不關注我們的目標和承諾，正像這次來北京參加《世界分布式能源聯盟年會》的外國專家所言：關鍵是過程，你們將采用什么辦法來實現你們的目標？

熵的世界觀--一個無法回避的問題

我們傳統的世界觀是建筑在19世紀中葉，主要的科學基礎是牛頓的三個機械定律和熱力學第一定律，以及達爾文的“進化論”。基本的觀念是“物質不滅”和“能量守恒”，“運動著物質的永遠循環是宇宙的最終結論”，認為世界總的方向是從無序向有序發展。我們的目標是建立一個“物質極大豐富”的人類大同世界，地球上的資源和能量將隨著技術的發展“取之不盡，用之不竭”。

1850年德國科學家克勞修斯總結并表述了熱力學第二定律--即“熵定律”（加入的熱量/絕對溫度＝熵），他認為：熱可以自發地從高溫傳向低溫，而低溫不會自發的傳向高溫。簡單地說，一杯熱水可以自己變冷，確不會自動變熱，除非借助外部更多的能量。能量雖然守恒，但質量卻發生了變化，一桶溫水可能比一小鍋開水所含的熱量要多，但它永遠煮不熟一個雞蛋。熵會自發的越來越增加，而不會自動減少。熱向何處去了？向更低的溫度散去，直到絕對溫度－273℃，一旦散去將難以重新聚積，一旦能量散盡，溫差將消失，宇宙將熱寂，能量實際上是從有序向無序發展。

進入20世紀，科學突飛猛進，人們對世界的認識也在不斷加深，科學家發現熱力學第二定律是一個具有普遍意義的真理，而并非是導師批判的“形而上學”。特別是俄羅斯出生的比利時科學家普利高津，對熱力學第二定律進行了廣泛的延伸，并創立了耗散結構理論。不僅能源科學進一步證實了這些理論的正確性，資源專家也相信盡管物質不滅，但資源的品位將逐漸失去，最終將無法再利用。宇宙天文學家肯定地認為：對于太陽和地球，熵定律是一切自然定律中的最高定律，因為對于宇宙和天體的研究，越來越證實這一定律的正確。物理學家也發現時間是不可逆的，如同熵增加的過程也不可逆轉一樣，時間和能量起源于一點，時間最終指向熵增加。生物學家發現生命的過程也在熵定律的涵蓋之下，生命就是一個能量的過程，生命的能量過程就是整個宇宙的能量過程中的一部分，生命逝去的過程恰恰就是一個熵增的過程。而環境學家也認為熵增正是地球環境面臨的規律性問題，甚至社會學家和經濟學家也在沿用著這一定律來分析、認識和解釋問題。

熵定律已經成為一種新的世界觀，它為人類規范了一種行為界線，我們無法逆轉熵的方向，就像無法逆轉時間一樣，但是可以減緩熵增加的速度和過程，通過我們對自身的生活方式和行為方式的調整和約束，通過科學技術進步和社會觀念進步，來減緩有效資源和有效能量的耗散速度。20世紀70年代，先后兩次石油危機之后使人們更加堅信不移，世界的資源不可能無限制地支持人類的高速發展和肆無忌憚的消費，“物質極大豐富”僅僅是一個夢想，社會、經濟發展的有序性是由更多的無序作為代價的。因此，“可持續發展”、“綠色GDP”和“循環經濟”等等觀念開始成為人類文明的主題，影響人類的發展進程。實際上，這就是我們所說的“科學發展觀”。

在熵的世界觀的感召下，為了落實可持續發展的戰略轉變，一些以節約資源、保護環境、提高能效為核心的“行動浪潮”在西方發達國家迅速涌起，相應發展出“能源需求側管理（DSM）”、“合同能源管理（EMC）”、“綜合資源規劃（IRP）”、“資源環境交易”、“溫室氣體減排機制”、“能源服務公司（ESCo）體系”等等，這些立足于需求側的能源優化和以節能環保為盈利空間的市場化運作手段得到了社會和政府的支持，同時也提出了在需求側和一些小規模資源綜合利用現場直接建立相關的能源利用設施的必要性。從此，分布式能源（DE）得到了發展。

何謂“分布式能源”

所謂“分布式能源”是指：在用戶附近的或小規模資源綜合利用現場建立的能源系統，它包括：能源綜合利用和可再生能源設施，以及蓄能系統。在需求或資源現場根據用戶對各種能源的不同需求，按照“分配得當、各得所需、溫度對口、梯級利用”的供能方式，盡力擴大資源和溫度利用空間，將輸送環節的損耗降至最低，從而實現能源利用效能與效率的最大化。

形象地說，如果有一個醫院需要各種能源，例如：電力、消毒蒸汽、采暖、制冷、空調的除濕和加濕、生活熱水、烘干熱氣，甚至花棚里的氣體肥料等。傳統的方式是從電網架設電線，保障供電，再安裝一臺小型應急發電機來保障萬一斷電時的電力供應；從熱力公司鋪設熱力管道，建設換熱站保障冬季供暖；從天然氣公司鋪設燃氣管道，并安裝蒸汽和熱水鍋爐，以及熱風機，解決消毒和炊事蒸汽、衛生熱水和洗衣房烘干，以及冬季空調加濕的需要；使用電力制冷機組在夏季制冷。而在發達國家最新的解決模式是采用分布式能源系統，他們在醫院里安裝一臺或幾臺小型或微型模塊化發電機組，利用天然氣和醫院污水處理設施的沼氣發電，將發電之后的廢熱通過余熱鍋爐轉換成為蒸汽，同時利用醫院垃圾焚燒進行補充熱量，用蒸汽解決消毒、炊事、采暖和加濕的需要，夏季采用蒸汽吸收式機組制冷，并利用更低溫度的鍋爐廢熱和制冷機組冷卻水中的余熱來供應衛生熱水，再利用較低溫度的余熱鍋爐排煙作為空調除濕、洗衣房烘干，最后將煙氣注入花卉大棚利用其中的二氧化碳作為氣體肥料，以及廢熱和煙氣中的合成水。將天然氣中的能量“吃光用盡”，把污染變為資源，以這種方式來控制資源的“耗散”和保護環境。使用傳統方式，能源利用效率只要30～40％，而使用分布式能源可以將能源的利用效率越高到80～90％，甚至更高。

當然，分布式能源的形式是多種多樣的。中國每年有數以千計礦工因為瓦斯爆炸而失去生命，如果允許采用分布式能源在礦區抽放瓦斯發電，而且給予比較優惠的電價收購，使投資抽放瓦斯發電比挖煤更賺錢，不僅可以充分利用資源，減少煤炭消耗；而且可以減少瓦斯中甲烷排空造成的溫室氣體效應，因為甲烷是二氧化碳溫室效應的24.5倍；更重要的是可以挽救成千上萬礦工的寶貴生命。

中國是全世界最大的焦炭生產國，每年估計有2億噸優質煤炭用于生產焦炭。根據煉焦爐型和煤質不同的條件，每噸原煤轉化為焦炭時可以產生300～400立方米熱值當量1,500～4,500大卡/立方米的焦化煤氣，全國每年在煉焦中伴生600－800億立方米的焦化煤氣，粗略估算折合約250－350億立方米的天然氣，超過西氣東輸工程的熱值總量，相當3,000～4,000萬噸標準煤。目前這些資源不是通過火炬頭燃燒，就是直接放散，能夠利用的非常有限，不僅造成資源的大量浪費，也嚴重污染環境。如果能將這些分散的焦化廠所產生的焦化煤氣就近發電并實現熱電聯產，可以形成1500～2000萬千瓦的發電能力，同時滿足5億平米建筑的采暖。

信息時代的能源系統

自20世紀80年代后期以來，信息技術的快速發展，特別是互聯網技術的發展對于能源工業產生了巨大的啟迪，那些分布在千家萬戶的微型計算機在與網絡連接之后創造了一個嶄新的時代--信息時代，它不僅代替了超級電腦，而且通過計算機和互聯網將全世界的人腦連接起來，掀起了一場知識進步的“人民戰爭”。隨著信息技術的發展，一場“分布式”的革命正在悄然而致，直接挑戰后工業時代的“規模效益”的經濟理念。

在人類信息整合能力不足時，只有通過規模經濟來降低成本，增加效率。實現“大工業、大生產、大市場、大消費、大消耗”。當信息技術發展之后，我們可以更加清楚地了解生產銷售和最終使用的全部過程，人們發現在大多數情況下，規模未必能夠帶來效益，反而增加更多的資源耗散和環境代價--熵增加。

電力工業就是最好的一個例子，傳統上我們認為“大電廠、大電網、超高壓”是效率最高的方式，但是這是在轉換端來判斷問題，而且在“電”這一單產品一條件下的分析結果，如果在需求一側進行綜合資源對比分析，可能結論未必如此，大電廠與小電廠比較當然發電效率是高的，但是由于燃料、排放的限制，大電廠只能遠離城市，首先發電之后的余熱無法利用，其次輸變電和配電又要增加電網和線路的損失，到了終端用戶的實際資源利用效率必然大打折扣。此外，建設輸電走廊和變電站需要消耗大量土地資源，發電之后的灰渣因為遠離城市無法制成建筑材料再加以利用。此外，城市不僅需要電力，同時還會需要熱力，為解決需求不得不再建設熱力廠，將寶貴的資源轉換成為低品位的采暖能量進行利用，增加了各種資源的耗散和浪費。因此，在需求側建立能源梯級利用設施被認為是解決問題的關鍵方法。1978年，美國為此修改的《公共事業法》允許這一類能效水平更高的用戶熱電聯產設施并網發電。隨之，歐洲、日本都相繼效法修改法律，使他們的法律體系和政府的管理機制能夠順應這一時代的發展趨勢。

此后，由于天然氣的開發利用，使人們更加認識到應對天然氣的能源設施并非越大越有效，首先因為天然氣比煤更加昂貴，中間環節的浪費變的不可忍受，同時它被利用之后的環境代價更小。此外，對于天然氣的利用技術非常靈活，人們可以根據用戶對于熱電冷多種能源的綜合需求，按照綜合效益最大化來確定規模，并向搭積木一樣組合系統，實現了以效益定規模的理想化的飛躍。

為了利用一切可以利用的能源來有效降低資源的耗散速度，人們開始積極利用一些可再生能源，并對各種資源實現綜合利用，由于資源量，能流密度和需求量的限制，社會需要一種更加便捷合理的系統來構筑我們的能源體系。例如，垃圾壜癯『臀鬯沓У惱悠?，采油、陵牂E械陌檣?，矿井瓦速復煤查Z?，化工厂和钢厂的可葦D掀?，壹s骯こХ先?、压差爹o齲換褂刑裟埽厝饒?，小型水能，房P埽鎦誓艿瓤稍偕茉吹取I緇嵋笳匭虢⒁恢旨饒芄睦蠹一褂謎廡┳試?，訋密盪鮮褂謎叩睦嫻哪茉叢誦泄芾砘啤U庋桓齷剖紫仍諗分薜玫酵晟?，北棚堹家通过政府的强制干预和建立环疽r茉此笆棧頻齲行Ф糝屏死醋約鵲美婕諾淖枇Γ拐庵窒冉哪茉蠢梅絞?-分布式能源成為一種時尚和榮耀。此后，日本和美國也在積極地進行社會觀念上的轉變。

在需求側建設能源設施并非新鮮事，實際上世界上最早的電廠--愛迪生在紐約珍珠街建立的人類第一個發電廠就是一個需求側電源。但是，今天的分布式能源已經是一種全新的概念，因為它融入信息技術的成果，將追求一個更新的目標。首先，分布式能源系統都擁有智能化的控制系統，并將多個系統或者各個子系統進行數據鏈接，其中包括發電設施、制冷換熱設施、儲能設施等等。這種鏈接一邊與用戶需求進行實時信息交互，實行互動優化運行；另一邊，與相關的電網、燃氣管網、甚至環境排放監控系統，以及周邊的分布式能源設施進行鏈接，實現多元協同優化，這一目標的實現，不僅使用戶的系統更加經濟有效，也使整個能源環境系統隨時可以得到優化。

也許有人認為這是天方夜譚，從你的口袋里掏出你的手機看看，就會知道這并不遙遠，就信息技術而言，這根本算不了一會事，關鍵是我們是否決心朝著之一目標去努力。其實，無論我們是否選擇分布式能源，它都將是我們的必經之路，因為資源快速耗散的現實是不以我們的意志為轉移的。信息時代的關鍵是每一個人可以通過互聯網和PC機直接參與其中，而分布式能源也是可以調動每一人、每一個家庭、每一個企業的積極性，讓民眾直接參與到資源的高效利用和環節污染的減排行動之中，分布式能源是一場人類可持續發展的“人民戰爭”。

分布式能源同時還依賴于社會化的服務體系的建立，由于它跨越了我們傳統的工業化社會分工，將暖通空調、發電、供熱制冷、燃氣、配電等不同的學科進行橫向整合，而每一個分布式能源項目又都很小，所以需要專業公司的支持，在國外這一產業被稱之為“能源服務公司(ESCo)”。能源服務公司與用戶簽訂節能服務合同，或者直接投資用戶的能源設施并管理它們，用專家來解決用戶的能源利用問題，通過信息和服務網絡來運營用戶的系統。將節能作為一個盈利市場加以經營，再靠競爭來優勝劣汰，實現節能工作的可持續發展。

分布式能源解決中國可持續發展問題的鑰匙

最近，中國社會科學院和中國科學院的專家和科學家們不斷向中國政府建議：應積極發展分布式能源技術，來解決中國的能源和環境問題?？偫矸浅Ｖ匾?，先后兩次批示有關部門認真研究，并將意見告知他本人。

國家發展與改革委員會能源局就此問題認真研究后，向溫總理報告中指出：

分布式能源是近年來興起的利用小型設備向用戶提供能源供應的新的能源利用方式。與傳統的集中式能源系統相比，分布式能源接近負荷，不需要建設大電網進行遠距離高壓或超高壓輸電，可大大減少線損，節省輸配電建設投資和運行費用；由于兼具發電、供熱等多種能源服務功能，分布式源可以有效地實現能源的梯級利用，達到更高能源綜合利用效率。分布式能源設備起停方便，負荷調節靈活，各系統相互獨立，系統的可靠性和安全性較高；此外，分布式能源多采取天然氣、可再生能源等清潔能源為燃料。較之傳統的集中式能源系統更加環保。熱電聯產是目前典型的分布式能源利用方式，在發達國家已得到廣泛的推廣利用。例如丹麥在八十年代前主要依靠幾座大型電站供電，目前，丹麥電力的40％轉由風電和分散的小型熱電聯產電廠供應，能源利用效率高達80％以上。

總體來看，國際分布式能源系統主要以天然氣資源為主，由于天然氣管網的發展和天然氣燃料的良好環保性能，以天然氣為燃料的燃氣蒸汽聯合循環熱電聯產系統發展很快，是目前分布式能源的主要內容。同時，風力發電、太陽能光伏發電、生物質能發電等可再生能源發電系統，也是分布式能源的重要組成部分，目前，分布式能源的發展十分迅猛，在能源系統中的比例不斷提高，正在給能源工業帶來革命性的變化。特別是近年來，隨著戶用分布式能源系統的發展（如屋頂太陽能光伏發電和燃料電池發電技術等），家庭已不再單純是能源的消費者，同時也成為能源的生產者和銷售者。有專家預計，正如個人微型計算機進入家庭，并逐漸取代巨型計算機的統治地位一樣，在不遠的將來，分布式能源有可能取代集中式能源，成為未來能源工業發展的主力軍之一

我們將結合深化電力體制改革的要求，研究促進分布式能源發展的政策和措施，對于工業生產用熱，將支持采用小型背壓式熱電聯產機組，對于規模較小的縣城地區，將結合秸稈等生物質資源利用，支持生物質為燃料的熱電聯產機組的發展，力爭到2020年，全國建成2000萬千瓦生物質發電機組。同時，將研究支持天然氣熱電聯產、沼氣發電、太陽能光伏發電等小型分布能源系統發展的政策和措施、促進我國分布式能源系統的發展，充分有效利用能源資源，提高能源利用效率，促進我國經濟和社會的可持續發展。