來源:潔能圈 | 0評論 | 4783查看 | 2017-04-21 16:27:00
這兩年冬天,中國北方進(jìn)入供暖季后,風(fēng)電光伏棄風(fēng)棄光率大增,原因是燃煤熱電廠必須要供熱,以熱定電,供熱增加,發(fā)電也增加,結(jié)果把風(fēng)電光伏的額度擠掉了。丹麥區(qū)域能源體系中有強(qiáng)大的儲(chǔ)熱能力,使熱能消耗與電力生產(chǎn)分離,也就是說以熱定電不再是教條,火電廠可以深度調(diào)峰,在供熱得到保障的同時(shí),風(fēng)電光伏可以發(fā)得更多。
丹麥區(qū)域供熱委員會(huì)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Morten Jordt Duedahl表示,儲(chǔ)熱有很多優(yōu)勢。儲(chǔ)熱能夠提高區(qū)域供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,一方面將熱能的消耗從電力生產(chǎn)中分離出來,另一方面可以應(yīng)用可持續(xù)性更強(qiáng)的熱源。
儲(chǔ)熱的價(jià)值
區(qū)域供熱的一個(gè)特征是,熱水可以被儲(chǔ)存,或者是日儲(chǔ)存,或者是從夏季到冬季的跨季儲(chǔ)存。儲(chǔ)熱不同于其他存儲(chǔ)或任何產(chǎn)品,因?yàn)樗鼣嚅_了生產(chǎn)時(shí)間與消耗時(shí)間的聯(lián)系。對于區(qū)域供熱而言,這意味著從熱電聯(lián)產(chǎn)廠,太陽能集熱器,剩余風(fēng)電和工業(yè)余熱等方式中得到的熱可被儲(chǔ)存起來,在需要的時(shí)候直接使用。在丹麥,集中和分散區(qū)域供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)地區(qū)均有儲(chǔ)熱設(shè)施。
逐日儲(chǔ)熱的解決方案主要可讓熱電聯(lián)產(chǎn)廠依據(jù)其電力需求優(yōu)化配置其熱電聯(lián)供,并且仍然能夠在需要時(shí)提供熱量。
隨著大規(guī)模的儲(chǔ)熱,利用更多本被浪費(fèi)的能量成為可能。大規(guī)模熱存儲(chǔ)考慮到從將熱量從溫暖季節(jié)儲(chǔ)存到到寒冷季節(jié)。熱量可從多種來源收集,例如:太陽能集熱器、熱電聯(lián)產(chǎn)以及非穩(wěn)定生產(chǎn)的工業(yè)流程等。
日常儲(chǔ)熱
丹麥區(qū)域供熱網(wǎng)的一個(gè)非常重要的元素是短期儲(chǔ)熱。短期儲(chǔ)熱的主要目的將電力生產(chǎn)從熱電聯(lián)產(chǎn)中分離出來。如此,熱電聯(lián)產(chǎn)廠可以在不影響供熱的基礎(chǔ)上根據(jù)電力市場價(jià)格波動(dòng)合理配置熱電聯(lián)產(chǎn)。這樣一來,熱電聯(lián)產(chǎn)廠將只在當(dāng)電力價(jià)格比較高時(shí)(通常在早上和下午)生產(chǎn)電(與熱),并簡單地將區(qū)域供熱熱水存儲(chǔ)起來直至需要的時(shí)候。在丹麥,大型和小型的區(qū)域供熱系統(tǒng)都利用短期儲(chǔ)熱。短期儲(chǔ)熱引入一種靈活的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保型能源系統(tǒng),對于優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要。
日常儲(chǔ)熱也用于區(qū)域供熱系統(tǒng)的外部產(chǎn)熱,而外部產(chǎn)熱不能被區(qū)域供熱公司所控制。這些熱源可以是那些一天或一周中生產(chǎn)量不一的工廠余熱,例如,只有在漁船卸貨時(shí)才生產(chǎn)的漁業(yè)。在這期間如果有多余的熱量,它們可以儲(chǔ)存在較小的日常儲(chǔ)熱庫中。
季節(jié)性儲(chǔ)熱
如今,在丹麥的季節(jié)性儲(chǔ)熱主要應(yīng)用于大規(guī)模的太陽能集熱,在夏季它能夠產(chǎn)出比即時(shí)需要更多的熱量。季節(jié)性儲(chǔ)熱庫通常是一個(gè)坑,即在地面上的大洞,在底部設(shè)有內(nèi)襯,洞中充滿水,并被一個(gè)浮動(dòng)的保溫層所覆蓋。其他解決辦法是地下水存儲(chǔ)系統(tǒng),多余的熱量可以在較低的溫度下存儲(chǔ),然后通過熱泵在較高的溫度下被利用。地下水儲(chǔ)熱系統(tǒng)對于那些沒有多余空間建設(shè)礦井儲(chǔ)熱的城市而言有重要意義。這兩個(gè)儲(chǔ)熱系統(tǒng)的可以儲(chǔ)存熱量數(shù)周或數(shù)月,直到在秋季和冬季熱量需求上升時(shí)被消耗掉。
對于丹麥許多的區(qū)域供熱系統(tǒng)而言,季節(jié)性儲(chǔ)熱將變得越來越重要,充分利用本被浪費(fèi)的能量,是綠色轉(zhuǎn)型中的一個(gè)重要元素。
風(fēng)電供熱與儲(chǔ)熱
在丹麥,超過42%的電力來自風(fēng)力發(fā)電。由于風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性,丹麥經(jīng)常有售價(jià)非常低廉的剩余電力,而目前沒有有效的方式可以直接存儲(chǔ)電力。
通過短期和長期儲(chǔ)熱的結(jié)合,多余的電力可以用于區(qū)域供熱。在電價(jià)合適時(shí),區(qū)域供熱企業(yè)可以通過鍋爐或者熱泵直接使用電來生產(chǎn)熱水。
大規(guī)模儲(chǔ)熱
全球最大的坑道儲(chǔ)熱系統(tǒng)容積為205000立方米,結(jié)合70000平方米的太陽能供熱站,是一種高效且成本低廉的減少二氧化碳排放量的方法。
減少化石燃料與消費(fèi)價(jià)格
在丹麥沃延斯的區(qū)域供熱企業(yè),供應(yīng)丹麥的大部分熱能來源于一種新的生產(chǎn)設(shè)施——太陽能電池板。
由于電力價(jià)格低廉,為了盈利,生產(chǎn)熱已經(jīng)變得越來越重要。這一變化是一個(gè)重新審視另類產(chǎn)熱方法的機(jī)會(huì)。目前在沃延斯,太陽能供熱站及坑道儲(chǔ)熱供應(yīng)當(dāng)?shù)責(zé)嵊脩裟隉崃啃枨蟮?5%。該太陽能儲(chǔ)熱的總投資是1600萬歐元。該工廠的熱價(jià)為40歐元/兆瓦,低于丹麥天然氣產(chǎn)熱的平均熱價(jià)60歐元/兆瓦。
季節(jié)性儲(chǔ)熱提高了靈活性
在四月中旬至九月底的夏季期間,該太陽能熱力站可供應(yīng)100%的熱需求,主要主要生活用熱水。此外,該太陽能供熱站在夏季擁有巨大的過剩產(chǎn)能,并將余熱儲(chǔ)存到大性坑式儲(chǔ)熱庫。從十月開始,熱量供應(yīng)部分來源太陽能供熱站,部分來源于坑式儲(chǔ)熱庫。熱庫儲(chǔ)熱同行在年底被用盡。計(jì)算得出儲(chǔ)熱損失只占總需求的6%–8%。除去儲(chǔ)熱庫的熱損失,有45%的凈太陽能傳遞給熱網(wǎng)。季節(jié)性儲(chǔ)熱庫有幾個(gè)游泳池那么大。在用幾個(gè)月的時(shí)間將水填滿儲(chǔ)熱庫之后,下一步是用一個(gè)浮動(dòng)保溫層覆蓋儲(chǔ)熱庫表面。隨后加熱水和儲(chǔ)壁也要花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間。當(dāng)儲(chǔ)熱庫被完全加熱后即可以投入使用。
評析
1、在丹麥,熱電聯(lián)產(chǎn)地區(qū)均有儲(chǔ)熱設(shè)施。這個(gè)舉措確實(shí)好,建議中國也依此實(shí)行。這對大中小型的發(fā)電設(shè)施顯然會(huì)增加一些麻煩,發(fā)電全額上網(wǎng)最簡單,而要接入熱網(wǎng)匹配熱負(fù)荷,顯然要麻煩很多。不過為了能源轉(zhuǎn)型,為了治理霧霾,麻煩一些也應(yīng)該干啊。
2、如果熱電聯(lián)產(chǎn)廠只在當(dāng)電力價(jià)格比較高時(shí)生產(chǎn)電與熱,并且系統(tǒng)最優(yōu),這需要電力價(jià)格有波動(dòng)性,我們目前的峰谷電價(jià)還不夠,呼喚電力現(xiàn)貨市場,“無現(xiàn)貨,不市場”。
3、有了儲(chǔ)熱設(shè)施,多余的電力可以用于區(qū)域供熱,棄風(fēng)棄光能充分發(fā)揮其價(jià)格。在風(fēng)電光伏裝機(jī)量不斷增長的情況下,非常低廉的剩余電力將會(huì)越來越多。
4、在這個(gè)熱電耦合的系統(tǒng)中,通信與能源的深度融合,實(shí)現(xiàn)的功能有:對波動(dòng)性的風(fēng)電光伏進(jìn)行智能監(jiān)控;發(fā)電時(shí)段的智能化調(diào)控;儲(chǔ)熱系統(tǒng)構(gòu)成強(qiáng)大的靈活性資源;廉價(jià)的剩余電力因應(yīng)現(xiàn)貨市場的價(jià)格智能化地進(jìn)入制熱模式,這使得系統(tǒng)里的可再生能源比例可以進(jìn)一步提高,這構(gòu)成了能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)用情景。
5、幾個(gè)游泳池那么大的儲(chǔ)熱庫!夠壯觀吧!用浮動(dòng)保溫層覆蓋儲(chǔ)熱庫表面來保溫,這技術(shù)聽上去有些土,不過,好像樸實(shí)有效。儲(chǔ)熱損失只占總需求的6%–8%。中國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)可以考慮這種技術(shù),尤其像西藏的鄉(xiāng)鎮(zhèn),陽光好,土地多,其他能源外運(yùn)進(jìn)去成本高,可以率先搞些示范。
6、太陽能供熱站的供熱價(jià)格低于天然氣供熱價(jià)格!吃驚,這事太值得認(rèn)真調(diào)研。