1、ZKG ENERGY电力负荷削峰填谷的技术方案及商业模式冯自平（二级研究员、博导）中科院广州能源所储能与节能技术研究室主任广州能源研究所重庆研究院中国科学院广州能源研究所ZKG ENERGY1、电力负荷削峰的技术路径及商业模式2、用户侧削峰核心技术1-燃气热泵3、用户侧削峰核心技术2-燃气热电联产4、用户侧削峰核心技术3-冰浆冷热双蓄储能5、中科院广州能源所及重庆研究院简介提纲ZKG ENERGY用户侧电力削峰的技术路径及商业模式ZKG ENERGY关于用户侧节能的几个核心理念 双碳目标、节能先行！需要政府强力推进。节能的重点是用户侧削峰和冷热利用。节能可以不用政府花一分钱、还可以从中获得良好

2、收益。重要的是制定合理的能源政策、金融政策、补贴政策。ZKG ENERGY节能降碳的技术路径“制冷供热+高峰电力”占建筑能耗的90%以上，只要把冷热能耗和高峰电量降下来、整个建筑的能耗就降下来了。只有燃气和储能可以承担大规模削峰的重担。以网电+燃气的模式，构建多能互补、自产自用的分布式能源系统，代替现有的纯网电模式，可大幅度降低高峰电力负荷和碳排放。燃气是绿色清洁能源，必须名正言顺地大力推广。碳达峰碳中和，绝不是只用可再生能源、更不是全面电气化！而是因地制宜，多能互补，宜气则气、宜电则电。ZKG ENERGY建筑削峰节能的技术方案：光伏发电光热利用用户侧热电联产供电+蒸汽/热水燃气热泵+电热泵

3、空气源热泵水源热泵地源热泵制冷+制热+热水能源管理系统微能源网构建核心思想：以自产自销的分布式能源系统，代替纯网电模式，满足用户的电、冷、热需求，由此获得最佳经济效益和最佳节能降碳效果网电+多能互补的分布式能源（燃气+储能+太阳能）是唯一出路蓄冷、蓄热、储电（电能调峰）ZKG ENERGY综合能源服务的商业模式及收益收益=能源供应+设备供应+运维服务+投资电力燃气供水设备销售配变电设备太阳能发电电空调照明燃气热泵热电联产机组工业炉和燃烧器锅炉LNG&LPG点供设备排水处理设备井水处理设备纯水设备排水再循环设备远程监控系统能源供应售电LNG和LPG供热废水处理沼气利用井水利用运维配电设备的运维燃

4、气设备运维热能设备运维水处理设备运维ZKG ENERGY举例：日本大阪燃气综合能源服务 2003-2021年，大阪燃气总共运行了1200个项目，总投资额约1000亿日圆（总共60亿RMB，每个项目平均500万元RMB）。ZKG ENERGY政策建议出台针对燃气分布式能源的鼓励政策。比如，国外就有专门针对燃气分布式能源的鼓励政策，燃气价格在工商业气价基础上大幅度降低。把燃气热泵、热电联产、冰/水蓄冷等削峰技术纳入公共建筑节能（绿色建筑）设计标准，予以鼓励。推动各区县的政府投资平台成立综合能源服务公司，对辖区内的企业和公共建筑实施综合节能。率先推动“能源管理师”职业资格，在耗能大户中强制推行。ZK

5、G ENERGY用户侧削峰的核心技术1燃气热泵02ZKG ENERGY燃气热泵(GHP)冷暖中央空调的原理 燃气热泵(GHP)是以燃气为能源的新型中央空调机组，夏季制冷、冬季制热，由于直接使用一次能源，效率高、碳排放量低。可广泛应用于各类建筑的冷暖供应。GHP的燃料可以是天然气，也可以是液化石油气、煤层气、沼气、柴油等。多能互补、实现一次能源高效利用，是解决我国冬季和夏季电力短缺的最佳技术。燃气发动机基本原理：普通热泵：电动机驱动压缩机燃气热泵：燃气发动机驱动压缩机ZKG ENERGY突出优势1：大幅度降低配电容量和尖峰负荷 空调负荷占建筑用电负荷的60%以上。大幅度减小配电容量费、还可通过虚

6、拟电厂获得调峰补助。电热泵空调（EHP）燃气热泵（GHP）大幅削减用电负荷其他设备用电其他设备用电ZKG ENERGY突出优势2：燃气热泵(GHP)+电热泵(EHP)混合动力设计，双重节能！容量任意调配、多台灵活组合、气电自由切换。白天使用燃气、夜间使用低谷电力，那个便宜用哪个！大幅度降低供冷供热的能源费用。夏季制冷：尖、峰时段以燃气为主；平、谷电时段以电为主。冬季制热：尖、峰、平时段以燃气为主；谷电时段以电为主。RS-485RS-485EHPGHPGHP控制器控制器EHP控制器控制器总控制器总控制器ZKG ENERGY 冬季制热时，GHP有余热回收的热量，而且回收量不受环境温度影响，因此，G

7、HP冬季制热能力远高于电热泵。夏季制冷时，当环温高于35，EHP实际能效远低于标称值，耗电量急剧上升，而GHP能效几乎不衰减！突出优势3-极端天气能效高，制冷制热更强劲环温增加时，GHP发动机热效率的增加弥补了制冷循环热泵能效的减小，总体能效几乎不衰减！EHP电动马达效率随环境温度升高显著下降，电机发热严重，实际消耗功率急剧增加，总体能效显著下降！供暖能力(%)10080600-25-10010GHPEHP外界温度()ZKG ENERGY突出优势4-冬季供热无需化霜运转，更舒适、更节能 利用发动机余热回收技术，GHP在制热运行时蒸发温度相对更高，结霜概率更低。由于制冷系统的特殊设计，GHP除霜

8、时无需切换四通阀，室内机仍然处于制热状态。ZKG ENERGY空调供冷6.8的同时生活热水实测出水温度78.5空调供暖55的同时生活热水实测出水温度77.8该技术优势为国际领先的制冷/制热的同时稳定制取高温生活热水，电空调受制于传统技术难以制出65以上的热水，且在-5以下电空气能热水机几乎不能工作，日本最高技术GHP竞品最高出水不足75。通过发动机转速-发动机冷却液-排烟三因素多变量耦合控制技术，在热泵行业首次实现供冷/暖同时稳定制取生活热水高效控制策略；通过冷媒-给水热量自适应调配技术，实现78.5超高温热水制取，填补了行业空白。该技术对大量需要热水的用户产生强大吸引力，包括温泉、酒店、餐馆

9、、食品加工、生物医药等等。超高温生活热水模块突出优势5-供冷/供暖的同时免费制取高达80的热水ZKG ENERGY燃气热泵（GHP）解决的重大社会痛点解决高峰用电负荷巨大、到处拉闸限电的问题 空调占夏季高峰负荷的50%以上，是造成高峰电力不足的罪魁祸首。采用燃气热泵，可有效降低高峰电力负荷，解决电力不足的问题。解决冬季气荒的问题 大多数采用锅炉供暖，平均能效只有0.8，是冬季北方气荒的主要原因！采用燃气热泵，能效高达1.63，是锅炉的2倍，有效解决气慌！降低碳排放！ZKG ENERGY目标市场1-北方现有供暖锅炉替代（总体市场容量2000亿元）气电两用、节省燃气20-40%气价越贵、效益越好代

10、替集中供暖锅炉代替公共建筑的供暖锅炉代替生活热水锅炉（100亿元）气电混合热泵GHP+EHP 减小90%的空调配电容量 供暖节省20-40%燃气 制冷节省20-40%费用 白天用燃气、晚上用谷电，双重节能适用条件：1、燃气价格相对便宜的地区（气电比100亿元）欧洲、北美、西亚、俄罗斯、东南亚、海湾、非洲主要针对公共建筑和家庭的冷暖供应。这些国家的燃气价格都远比中国便宜。ZKG ENERGY中科广能GHP工程实际应用案例 机组运行时间5000小时，相当于空调2年多使用时间。充分验证了机组的运行可靠性！机组运行稳定、效果良好。无故障发生，室内侧制冷/制热效果好。建筑面积1500m2，该项目使用2台

11、中科广能GHP供冷+供暖。经实际使用核算，我们的GHP产品相比电空调可节省费用52.4%。重庆沙坪坝区某办公楼重庆莲花湖酒店艺术中心 建筑面积3500m2，该项目使用8台GHP实现供冷+供暖+生活热水（最高可80）。可实现制冷、制热、制冷+生活热水、制热+生活热水、纯生活热水共计五种运行模式自由切换，常年提供生活热水。123中科广能自用办公楼ZKG ENERGY用户侧削峰的核心技术2燃气热电联产机组03ZKG ENERGY工商业用整体式燃气热电联产机组（发电+蒸汽+热水）输入能源：燃气 系统构成：燃气发动机+发电机+余热回收+智能控制 发电容量：300、400、500、700、800、1000

12、、2000、3000kW等 输出能量：电力、蒸汽、热水。应用于建筑和工厂的蒸汽和热水供应，可大幅度节约运行费用、降低碳排放！ZKG ENERGY小型燃气热电联产机组（发电+热水）主要应用于各种宾馆、医院、学校、餐馆等，可大幅度节约运行费用及碳排放！系统构成：燃气发动机+发电机+余热回收+智能控制 发电容量：10-50kW等 输出能量：电力、热水。ZKG ENERGY大型热水和供暖燃气热泵（替代热水锅炉）(制热量1MW，燃气能效高达150%)+燃气热电联产模块空气源热泵模块储能模块 气电两用，清洁制热，代替现有供暖锅炉，能效高达1.5以上，节能40%以上。根据当地气电价格，可选择最便宜的能源制冷

13、制热、不怕停电、不怕停气。夏季还可通过虚拟电厂负荷响应规则获得电网补贴。还可作为备用电源。ZKG ENERGY 家用燃气热泵(GHP)是利用燃气发动机直接驱动的空气源热泵，夏季制冷、冬季制热，同时生产生活热水。使用的燃料可以是天然气或液化石油气等。家用GHP以燃气为动力，同时满足空调、地暖、卫生热水需求，具有综合能效高、配电容量小、舒适性高等突出优势。燃气发动机基本原理：普通热泵：电动机驱动压缩机燃气热泵：燃气发动机驱动压缩机住宅用燃气热泵冷-暖-热水三联供机组空调地暖卫生热水一台机器搞定！ZKG ENERGY用户侧削峰核心技术3：冰浆冷热双蓄储能技术04ZKG ENERGY 成本低、效率高：

14、大规模蓄冷蓄热技术以水为介质，成本低廉、储能效率高，同样移峰1kWh的电力负荷，成本仅是储电技术的20%30%!功率和能量调节范围很宽、适应性好：蓄冷蓄热系统的规模可以从MWhGWh，储能量可满足Hour、Day、甚至Year的跨季节调节需求。应用领域广泛：包括各种建筑中央空调系统、大型区域供冷、各种产业制冷系统等。蓄冷蓄热储能调峰的突出优势建筑负荷构成蓄冷蓄热储能调峰的作用大幅削减高峰负荷其他设备用电其他设备用电ZKG ENERGY核心技术：冰浆相变蓄冷蓄热 从2006年开始，在科技部863计划重点项目等的支持下，本团队突破了冰浆蓄冷的系列关键技术，研制了国内第一套冰浆机组，建设了国内第一套

15、冰浆蓄冷储能示范工程，填补了国内空白、整体达到国际先进水平。建设了多个40多大型示范工程，为冰浆蓄冷技术的大规模推广奠定了坚实基础。直接换热冰浆机组典型冰浆蓄冷系统的构成间接换热冰浆机组此技术入选“新中国成立70周年暖通空调与制冷行业70项创新成果”ZKG ENERGY技术路线的先进性及经济性冰球盘管流态化冰浆第一代（80年代开始）第三代（2000年代后）第二代（90年代开始）冰浆是唯一可以冬季蓄热的冰蓄冷技术，大幅度缩短投资回收期。现有盘管和冰球技术冬季无法蓄热，而冰浆技术夏季蓄冷、冬季蓄热、一年2用，投资回收期大幅度缩短。冰浆蓄冷的占地面积仅仅是水蓄冷的20%，由此大幅度提高蓄冷技术的推广

16、范围。储能成本远低于储电、而且效率还高。蓄冷储能的整体热效率达到343%以上，远高于储电240%的水平。因此，与储电相比，不仅成本低、寿命长、而且效率还高。ZKG ENERGY冷热双蓄技术的突出优势能效高投资回收期短占地面积小负荷响应速度快ZKG ENERGY本团队已建成的大规模蓄冷蓄热示范工程深圳财富港大厦：宝安商业+综合办公楼 6256RTh深圳国际能源大厦：深圳甲级写字楼 6000RTh深圳艺茂商业中心：罗湖商业+综合办公楼 6000RTh福州宝龙万象广场：福州综合体 10000RTh深圳三诺大厦：深圳综合办公楼 6000RTh康美制药：广东普宁厂房空调 13680RTh富士康科技集：龙

17、华办公楼厂房 3600RTh宁德新能源科技：宁德厂房空调 18500RTh南宁东站：南宁公共建筑 9250RTh西安宜家家居：西安大型商场 3300RTh深圳联合广场：深圳综合办公楼 6000RTh湖南加加食品工业园：长沙厂房空调 4300RTh目前为止，已建成了20个大型建筑蓄冷储能示范工程、15个工艺用冷储能示范工程，年移峰量超过30000MWh。在本所的引领下，我国蓄冷储能技术正在进入冰浆时代。ZKG ENERGY中科院广州能源研究所重庆研究院简介ZKG ENERGY广州能源研究所-低碳科技领军者国家能源生物燃料研发中心生物质能源产业技术创新战略联盟国家可再生能源综合技术国际研发中心天然

18、气水合物国家重点实验室分室01030402=中国科学院可再生能源重点实验室中国科学院天然气水合物重点实验室洁净能源创新研究院（共建）南海生态环境工程创新研究院（共建）广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广东省海洋科技协同创新中心南方海洋科学与工程广东省实验室（共建）先进能源科学与技术广东省实验室（共建）科研装备价值2.67亿多元，大型分析测试仪器92台实验室平台3.64万平米独立图书馆：集成多个数据库完善信息化服务系统专家公寓、研究生公寓ZKG ENERGY重庆中科广能研发及生产基地中科广能是在中科院广州能源研究重庆研究院下属的高科技公司。公司以国家队独有的人才、技术和资源优势，以

19、GHP为切入点，全面引入先进的工业和建筑节能技术，打造一流的低碳产业集群，引领低碳产业高质量发展！在重庆沙坪坝区建设了5000多平方研发和生产基地，已建成年产3000台GHP机组的生产线。ZKG ENERGY使命及愿景以政府支持、市场化运作的模式，引入中科院广州能源研究所，以国家队独有的人才、技术和资源优势，打造一流的低碳产业集群、培养一流低碳人才、建设一流低碳产业公共服务平台，引领低碳产业高质量发展！使命愿景价值观创新低碳科技服务双碳转型打造低碳科技的领军级企业低碳科技、工匠精神商业逻辑、市场思维ZKG ENERGY低碳工程师学院低碳产业投资基金低碳产业园研究院平台构成 低碳工程师培训 低碳

20、科技论坛 低碳科技咨询 低碳网络培训 低碳技术出版 低碳科技游学低碳研究院 低碳企业孵化 创新技术发现及论证 技术团队组建 技术产品化 战略投资商嫁接低碳公共服务平台 低碳检测 低碳认证 低碳咨询 技术支持 低碳管控平台 低碳科技企业投资 低碳项目投资 承载低碳企业ZKG ENERGY培育出一系列低碳领域的专业公司打造国际领先的低碳能源产业集群以中科院广州能源所的系列建筑节能和工业节能技术为切入点，全面引入中科院及国内外低碳科技，使之成为低碳产业的创新基地和产业孵化基地，在当地形成低碳产业创新高地和产业集群。引入中科院创新技术建筑节能工业节能氢能源技术能源材料可再生能源储能技术分布式能源研究院

21、的主要产业发展方向资源循环利用ZKG ENERGY高效建筑节能领域技术储备产业方向核心技术主要市场太阳能高效利用新型高效钙钛矿太阳能电池轻质柔性钙钛矿太阳能电池量子点与新型光电器件高效节能的热色智能玻璃太阳能+高温热泵的低能耗蒸汽供应技术（医院、宾馆等）太阳能+高温热泵+储能的综合热能供应技术（公建、住宅）公共建筑工业高效燃气冷暖技术燃气热泵技术整体式燃气热电联产技术（建筑及工业）家用燃气桑拿技术新型智能烧烤灶具（智能控温、烧烤、节能）燃气公司宾馆、医院、学校、工厂等家用供热热源增容技术电站循环水高温热泵供暖能力提升技术供热站水源热泵大温差供热能力提升技术江河湖水冰原热泵冬季相变取热技术分布式

22、能源系统及微电网最优化设计及运行控制技术城市供热产业园区公共建筑高效住宅能源设备家用取暖+空调+卫生热水联合供应技术高效家用燃气取暖器（外排、内排）家用可移动供暖技术（热水地毯等）老旧小区改造用超薄地暖技术家用小型热电联产技术低能耗家用散热器家庭供暖、供冷、热水-太阳能新技术、高效综合冷热源、公共建筑、住宅新能源等ZKG ENERGY先进工业节能领域技术储备产业方向核心技术主要市场工业热泵高温热泵余热回收技术（回收油田、电厂、排水道、海水等的余热，用于加热或清洁供暖）工业冷热两用热泵（神户制钢、前川制作所）真空蒸汽加热/冷却技术（40-100度，TLV）、热泵加热/冷却反应釜（自主创新）热泵余

23、热回收加热锅炉给水（三浦）食品、医药、化工、电子等领域的各种工业余热回收；工业蒸汽回收利用工业冷暖供应蒸汽节能技术闭式蒸汽冷凝水回收装置（闪蒸制取蒸汽，三浦）、蒸汽凝结水回收利用装置（三浦、TVL）乏蒸汽再压缩技术（神户制钢MSRC）双螺杆膨胀发电代替蒸汽膨胀阀技术（神户制钢SMEG）温热水源热泵制取蒸汽技术（神户制钢SGH）、100左右废水余热制取蒸汽技术（最高0.7MPa）化工、制药、食品等行业的各种工业领域蒸汽回收。高效浓缩及干燥热泵干燥、GHP可移动干燥食品行业MVR各种浓缩（sasakura.co.jp）、MVR废液处理、MVR浓缩结晶技术溶剂回收（高砂热学）化工、生物制药、化妆品、

24、果汁、牛奶、中药等等。各种农产品、海产品、工业品的干燥。高效燃烧技术富氧燃烧、蓄热燃烧、脉冲燃烧的相关装备先进工业燃烧器及工业炉窑（中外炉工业）建材、电子、半导体、光学材料等等的先进炉窑及燃烧器。空压机节能蒸汽减压驱动空压机（三浦，节能最高达到85%）空压机节能及系统优化、供气站建设及运营各种工业企业的空压机-工业热泵、蒸汽节能、余热利用、浓缩干燥、高效燃烧、空压机节能等ZKG ENERGY燃气高效利用领域技术储备产业方向主要产品及业务主要市场高效燃气供冷供暖技术商用燃气热泵多联机及冷热水机基于燃料电池的热泵机组；发动机驱动水/地源热泵；冷却塔一体小型燃气吸收式冷热水机组COCO北方清洁供暖各

25、种楼宇建筑空调巨大的出口市场燃气联合循环技术参考东京燃气工程公司（各种燃气设备及综合服务）大型热电冷联合循环系统及控制（2000kW以上，山武）整体式热电联合循环机组（2000kW以下）小型商用热电联产机组（50kW以下）高效燃气发动机各种燃气公司各种工业炉窑工厂楼宇产业园区供冷/供热先进工业炉窑及燃烧器先进燃烧系统（蓄热燃烧、富氧燃烧、脉冲燃烧等）自蓄热燃烧器、其他先进燃烧器（中外炉工业）电池行业用炉窑及干燥设备（Noritake/Tanabe）汽车及半导体行业用炉窑（Noritake/Tanabe）针对高价值市场的工业炉窑和燃烧器先进燃气供冷供暖装备、燃气联合循环、工业炉窑及燃烧器、LNG冷能利用等。ZKG ENERGY4/7/2023Thank you冯自平（电话/微信：）