摘要：为了积极响应“碳中和”、“碳达峰”，快速改善能源供给结构与提升能源利用效率方面存在的问题，可再生能源的利用水平与供应稳定性得到稳定提升，并且可再生能源可以代替以石油能源为主的公用工程系统，可再生能源已经被认为是最具新一代化工系统的高效方式。

关键词：可再生能源；公用工程；优化设计

前言

供水、供电、供热、制冷都属于公用工程的范围，传统支持作业正常开展的主要能源就是石化能源类型，而该类型由于其特殊性，已经濒临枯竭状态，加之温室效应问题的影响，无法保证碳中和与碳达峰目的的完成，可再生能源通过发挥其可再生与低碳无污染的特点受到更多青睐。

一、可再生能源在供热系统中的应用

从上述可知公用工程系统分为供热、制冷、供水、供电，现阶段，应用于供热的可再生资源主要有生物质能、太阳能以及地热能。首先，生物质能，所谓的生物质能供热就是将农作物的秸秆、拉结处理残留物、微生物代谢产物等经过反应之后产生热能投入公用工程中。该方式与传统的燃烧石化材料供热相对比，包含的氮和硫非常少，因此其污染程度非常低。专家人士针对一个生物质微型供热网络进行科学评估，其供热网络可以明显降低消费能源价格，回收利用热量[1]。当前生物质能的正常作业容易受到高含水量、低能量密度、高运输成本因素的影响，生物质能技术的应用也可以有效降低生物含水量，并且提高热值使运输存储变得更加简单。基于生物质能成型技术的基础上改善生物质能预处理技术，避免生物质能成为新的污染源，通过增加其能量密度，降低运输成本资金投入。其次，除了生物质能，太阳能供热也是可再生能源行业主攻方向之一。太阳能将可再生能源转化方式由从光能转化为热能、由光能转化为电能、由光能转化为化学能、由光能转化为生物能。其中，光能转化为热能的效率最高，最高可达40%左右，其主要原因是由光能转化为热能时，只需要对热量进行收集和储存，而太阳能本身就是一种放热行为，因此太阳能供热比光能转化为其他能源更加具有优势。但是有利必然有弊，在公用工程系统和太阳能供热耦合需着重解决太阳能波动性转化效率低以及无法为企业带来更多经济效益等主要问题。最后，地热能，地热能主要包括地表之下的热水、地下各种流体通过自身所产生的热量以及天然蒸汽，地热能一般能为化工企业提供热量，主要涵盖氢气生产、对原油进行提炼以及生产甲醇。但地热能供热也有一定局限性，主要体现在地热能供热无法大规模对热能进行储存且需要较高资金投入效率不高。因此，地热能供热一般用于区域综合梯级供热网络系统当中，此外，地热能供热在提高换热效率和井下换热形式上有一定价值。

二、可再生能源在制冷系统中的应用

近些年，随着我国科学技术的飞速发展，可再生资源在制冷系统中的应用被广泛关注，通过可再生能源驱动的低排放、低能耗的新型制冷系统已被研发出来。其中新型制冷系统通过太阳能制冷技术，成为制冷界的主要研究热门之一[2]。因为太阳能制冷具有环境友好、同时兼顾制冷系统和制热系统，非常符合现阶段用户们的日常生活需求。但是太阳能制冷也存在一定限制性因素，其主要体现在太阳能制冷系统需要进行较长时间的吸附或者解吸，同时吸附剂制冷的效率不高。其次，化工企业在太阳能制冷系统中常用的制冷剂一般为氯化钙盐水和氯化钠，有先进学者针对太阳能制冷研制出了可用于工业制冷的新型混合吸附压缩式制冷系统，此系统中氯化钙盐水最低可冷却至零下17℃。和其他制冷系统相比，相同时间内新型混合吸附压缩式制冷系统比平常的系统要节约1/4左右电量。也有先进学者针对喷射器制冷循环和kalina循环研制出了新型地热制冷循环，其制冷和制热能力相对较高。但太阳能制冷系统会受到能源转化效率和制冷系统内部较复杂的影响，导致太阳能可再生资源利用程度并不高，一般用于私人建筑，若想在化工企业公用工程中使用还存在技术上的不足，需要提高太阳能制冷系统的解吸速度、提加热速度，从而实现连续制冷、循环制冷等多方面的需求。

三、可再生能源在供电系统中的应用

可再生能源在供电系统中的应用主要体现在，截止目前我国利用可再生能源进行发电还是依靠煤炭发电，其余的天然气发电、水利发电、核能发电、风力发电、生物智能发电仍处于发展初期。据查百度相关资料，预计截止2025年我国可再生能源发电主要依靠核能发电、风力发电、solar发电以及生物质能发电技术。而在现阶段，可再生能源发电分为单能源发电和多能源互补发电单能源发电依靠光伏发电、风力发电、生物智能发电。多能源互补发电主要是通过将光伏、柴油发动机、风力、燃料电池等这些可再生资源进行混合，以此进行发电。多能源互补发电可以在一定程度降低二氧化碳排放量，有著名学者研究将太阳能或风能发电用于二氧化碳加氢生产甲醇工艺的能效及经济效益，结果显示太阳能或风能发电资源能量转换率较高且渗透率在百分百的时候，太阳能发电系统生产成本可以节约1/4左右。单能源发电中的光伏发电是根据光能转化为电能，此种方式也是现阶段可再生能源供电行业研究和使用最为广泛的一种，随着光伏发电不断深入研究，光伏发电已逐渐成为世界可再生资源增长最快的新型发电模式[3]。再次，风力发电，风力发电在我国起步较早，经常年积累以具备成熟的系统，风力发电很容易受到区域性和无法大规模使用的限制，导致风力发电无法和光伏发电相媲美。但风力发电在能量转换率和发电设备设施上，比光伏发电更加具有优势。最后，生物智能发电，生物智能发电和传统化石燃料发电有异曲同工之妙，同时生物智能发电和光伏发电、风能发电也存在一定区别，主要体现在间歇性和波动性上且生物智能发电比光伏发电和风力发电可以更好地满足用户的实际需求。

结语

综上所述，多种可再生能源应用于低耗能工程中，可以保证工程能耗的最低化，用太阳能设计光伏板，为工程提供大量的电能，利用太阳能设计电能驱动空调机组，实现节约电能的目的，在设计应用冷凝水回收系统的同时，提升水资源的利用效率，降低工程整体能耗。

参考文献：

[1]宋东新，王世乐，苗剑.可再生能源制氢技术经济性探讨及成本分析[J].中外能源，2023，28（11）：24-29.

[2]舟丹，向波.我国可再生能源制氢产能有望大幅跃升[J].中外能源，2023，28（11）：29.

[3]李志军，郭燕龙，苗庆玉.基于解析法的高比例可再生能源系统惯量支撑储能配置[J].电测与仪表，2023，60（11）：11-18.