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20世纪20至30年代期间,人们以当地发电站产生的废热为热源建造了区域供暖系统。区域供暖也向部分城市地区供暖,这占丹麦总供暖量约4%。在此之后,热电联产区域供暖技术在丹麦各个城市得到广泛应用,20世纪70年代,约30%的家庭得益于区域供暖系统。
1973年到1974年能源危机爆发时期,人均能源消耗量急剧增长。这使人们清楚地意识到节约能源的必要性,建筑供暖用能也不例外,只有这样才能减少对燃料进口的依赖,降低用户的供暖开销。所以人们决定不仅要在丹麦的大型城市兴建节能高效的热电联产系统,也要将其推广到中小型城市。
如今,63%以上的丹麦家庭都使用来自区域供暖的热量采暖,这些热量不仅用于建筑物供暖,还可以用于生活热水。丹麦拥有6个大型集中区域供暖区域,每年总产热量约为60拍焦耳,此外,还拥有400个小型分散的区域供暖区域,每年总产热量约为75拍焦耳。
2013年,丹麦区域供暖量达到134拍焦耳。72.8%的区域供暖热量来自于热电联产,与独立的供暖和发电系统相比,节省了约30%的燃料。过去几十年内小型热电联产机组提供的区域供暖热量显著提升。现在丹麦共有约670座集中式和分散式热电联产机组。
通常,丹麦大型的区域供暖系统由传输管网相连的多个输配管网组成。热量产自多种不同类型热源厂,如大型煤、生物质或天然气开采工厂、城市垃圾处理场、工业余热和尖峰负荷锅炉。
比如,大哥本哈根区域供暖系统就是一个大型的区域供暖系统。它是目前丹麦最大的区域供暖系统,供暖年产量达35拍焦耳。该套供暖系统东西向长约50千米。
通常情况下,小型分散式区域供暖系统的单个输送管网供应量不超过1000家热用户。热量由一台基本负荷机组和一台或多台尖峰负荷备用机组产生。通常基本负荷机组指的是一个以天然气为燃料的热电联机组,或以生物质(如秸秆或木屑)为燃料的锅炉,或城市固体废物处理厂;而尖峰负荷备用机组指的是以油或天然气为燃料的简单锅炉,成本投入较少。一些小型电厂近年又安装了太阳能供暖或电热锅炉。
近年来,人们越来越多地将可再生能源用于区域供暖。部分原因在于某些位于大型区域供暖区的热电联产电厂已使用生物质代替了化石燃料。
公共供暖计划与市场现状
丹麦政府于1979年通过了第一部供暖法,规定由当地政府部门负责研究该地区具备发展公共供暖的潜力。
自从1979年法律通过后,其他成功的政策也陆续地出台。毫无疑问,规划法在发展初期是最重要的环节,它能够成功地开拓市场。在规划法出台之后,又出台了一些经济刺激性政策,确保为区域供暖和热电联产的持续发展提供经济保证。
现在所有集中式热电联产电厂和大多数分散式热电联产电厂的电价都和市场电价保持一致。因此,电厂必须力图按照现货市场的电价优化生产,而市场电价是每1小时定1次的。这就意味着在电价高时,热电联产电厂要同步产出最多的电和热,而在电价低时,它们尽力减少产量。要做到这一点,就要灵活运用系统里的蓄热器。
除了现货市场上的售电收入外,大多数分散式热电联产电厂可以获得补助。原本该补助是作为一种上网电价补贴,根据电力输送的时间不同有3个等级的补贴,但现在已转变为固定年度补贴。
关于税收方面,因为使用生物质免交供暖税,而使用化石燃料要交税,受此激励,所有丹麦厂商会选择使用生物质作为燃料。此外,对于以生物质为燃料所发的电能,热电联产电厂还可获得在市场电价基础上另加150丹麦克朗/兆瓦时的补贴。
与独立的供暖设备相比,建造区域供暖系统要求对基础设施投入大量资金,尤其是区域供暖管网的投资成本很高。但在另一方面,却降低了区域供暖系统的运行成本,减少了对环境的影响。
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