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      什么是區域能源?
      發布者:admin | 來源:交能網 | 1評論 | 15394查看 | 2021-05-21 10:01:44    

      城市區域能源是一種冷、熱、水、電協同作用的區域能源解決方案,其應用早在一百多年前就已經開始,但到目前仍有巨大潛力。


      為什么越來越多的城市開始重視區域能源供應的建設?對比在遙遠地區發電后千里迢迢輸送到城市能源消費者身邊,我們為什么又要在自己的身邊解決能源生產的問題?這樣會增加成本、讓城市的污染更為嚴重嗎?


      國際能源組織(IEA)與華爾街日報在2011年針對能源轉型問題,對全球范圍內45個城市的能源供應現狀進行了調查。調查報告的結論中高度肯定了區域能源對于接入可再生能源、提高能源效率方面的作用,認為其是可持續能源轉型的“基石”,實現減排目標的“良方”。除了從國家能源政策的角度出發外,以城市尺度考慮,甚至從能源終端消費者的利益出發,利用區域能源技術都能獲得良好的收益。這體現在以下幾個方面:


      減少溫室氣體排放


      在區域能源系統中可以使用非化石能源,這就是一種直接有效的減少一次能源消耗和二氧化碳排放的方法,通常能夠減低30%以上,并且保持能源系統的經濟性。


      改善空氣污染


      通過減少化石燃料消耗,減少二氧化硫、氮氧化物、顆粒物排放,從而減少室內和室外空氣污染以及對周圍人群健康產生的負面影響,從長遠看來甚至能夠減少空氣凈化設備支出和大眾醫療支出。


      提升能源效率


      通過合適的技術手段,特別在用熱需求和用電需求同時存在的地區,綜合能源效率能夠得到很大提高,甚至達到90%(芬蘭赫爾辛基熱電能源站的效率在運行中達到了93%)。區域能源系統在低品位能源利用和能源互聯方面,對于提升能源效率,有自身獨有的優勢。


      1.低品位能源利用


      高品位能源指的是那些能夠達到較高工作溫度、較高熵的能源形式,比如燃氣輪機或者燃煤機組,都能產生超過300度的高溫蒸汽。這樣的能源如果直接利用在生活熱水、房屋供暖方面,就如同是“殺雞用牛刀”,將其高品位的溫度區間統統浪費。這類的低品位能源需求完全可以用其它的技術形式來替代。


      空調就是利用高品位能源(電力)驅動來獲得低品位熱能的典型例子。在某些氣候條件下(比如在迪拜),空調能夠在城市電力消耗中占到70%的比例,對當地電網也造成了巨大的負荷,這在發展中國家尤為突出。發展區域能源網絡是讓低品位能源發揮用武之地的唯一途徑,這樣才能避免直接使用電力或者化石燃料來滿足低品位供熱供冷需求,利用區域網絡引入工業廢熱、熱電聯供、水源供冷等,實現低品位能源的利用。


      2.能源互聯優勢


      建設區域網絡除了能夠創造低品位能源的利用途徑外,也能充分發揮連入區域的能源設備,提高整體的能源利用效率。例如利用大容量儲熱設備,供冷/熱需求可以以小時、日甚至月為跨度轉移,使是生產側負荷曲線更為平緩,減低供冷/熱成本。熱電聯產機組在有大容量儲熱設備的支持下,可以根據電力市場的價格,靈活調整發電計劃,同樣能保障供暖,這比建設電池儲能實現調峰更具成本優勢。同時臨近的能源站借助區域網絡也能互相平衡負荷,從而減少對主干網絡的依賴和沖擊。


      提高本地可再生能源利用效率


      通過區域能源系統,不同消費者的熱量需求可以匯總,達到可以利用可再生能源的規模。在這之前,在家庭或建筑層面不具有經濟可行性。這種社區規模的方法使得能夠使用所有者合作,需求聚合,創造新的服務模式。目前歐盟范圍內至少有20%的區域熱量來自可再生能源。在發展中國家,也可以利用現成的可再生能源,如垃圾填埋氣,用于區域能源用途。


      在電力供過于求時,一些國家已經開始使用區域供熱系統來利用多余的可再生電力(特別是來自風能和太陽能),無論是通過熱泵還是直接使用電加熱。在丹麥將可再生電力與熱電聯產和區域供熱相結合,現已成為該國能源政策的基石。當可再生能源輸出較低時,即使沒有足夠的供熱需求,熱電聯產電廠也可以提供電力,而將產熱儲存起來。


      與丹麥類似的風電利用也在我國內蒙展開了試點。內蒙作為風電大省,受制于外送通道,棄風的情況常年存在。特別是在冬季供熱需求增大時,熱電廠負荷增大,更阻礙了風電上網消納。自2013年開始試點的風電供暖,就是以風電為電源,以電鍋爐替代燃煤鍋爐供暖,或者住戶直接安裝電暖氣采暖。目前,蒙東地區已有7家風電企業參與風電供暖試點,發電裝機為58萬千瓦,總供熱面積已經增加到92.9萬平方米,一年可消納風電約5000萬千瓦時。


      保障能源供應安全


      隨著可再生技術變得更具成本競爭力,區域能源網絡能夠推動未開發的廢熱源、地熱和太陽能熱等技術分階段開發和利用。這樣也不會將城市置于單一燃料來源的控制下,有助于保護當地經濟免受全球市場上化石燃料價格波動的影響。例如瑞典哥德堡在上世紀70年代石油危機后就開始建設區域供熱網絡,目前已經達到1300km、覆蓋60%城市居民的規模。大規模的供熱網絡建設使得多種替代能源供熱成為可能,通過廢熱利用,哥德堡已經能滿足70%的供熱需求,而石油等化石燃料在其中的比例,已經低至10%的水平。在原油價格頻繁波動的形勢下,替代能源能夠保障國家能源供應安全,規避風險。


      綠色經濟


      區域能源網絡的建設加速能源資源在本地的消納,間接性地提高了當地稅收。能源管網基礎設施建設、運營、維護也為當地創造了更多就業崗位,還能減少在傳統供應模式下考慮極端情況帶來的管網標準,從而降低建設成本。區域能源形成的綠色經濟增長點是吸引政府關注和推進該模式發展的源動力。

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