清洁供暖：把风能变热水

 核心提示

近日，国家能源局发布通知，要求做好“三北”地区可再生能源消纳工作，其中提到“做好风电等可再生能源清洁供暖工作”。在我国，能源资源和能源需求存在逆向分布的特点，“三北”地区风能资源丰富，但区域内能源消纳能力有限。为此，国家电网供区内多个单位开展风电供暖试点示范项目建设，积极在“三北”地区探索风电供暖，既满足北方地区冬季产热供暖需求，又充分利用风能资源，缓解困扰我国北方地区的燃煤污染问题。

辽宁  富余风电得到消纳

“从百姓的角度来说，与传统的燃煤供暖相比，风电供暖大大提高了供暖质量，供暖费不仅不提高，甚至还会降低。”2月16日，在辽宁省法库县新能源办公室，负责辽宁省首个“弃风电储热供暖”示范项目的张主任向笔者介绍说。

2013年3月，为提高北方风能资源丰富地区风电消纳能力，缓解负荷低谷时段风电并网难题，减少燃煤带来的环境污染问题，国家能源局发布《关于做好风电清洁供暖工作的通知》，明确提出将在具备条件的北方地区推广应用风电清洁供暖技术，其中，辽宁省被列入推广范围。

新能源在辽宁能源结构中的地位举足轻重。风电自2009年以来就已经成为辽宁省第二大电源，装机规模位于全国第6位。2015年，辽宁电网风电装机增长达30.45万千瓦，整个“十二五”期间，风电装机规模年均增长15.7%。

针对辽宁电网的特点，国网辽宁省电力有限公司牵头组建科技攻关团队，开展国家科技专项支撑项目——高压电制热储热提升可再生能源利用的关键技术研究，以弃用的风电来储热供暖，减少燃煤污染，扩大清洁能源消纳。

“本课题突破大容量电热—相变储热关键技术，开发具有自主知识产权的10千伏及以上电压等级大功率电热—相变储热系统，大幅提高储热密度。”辽宁省电力调度控制中心葛延峰介绍说。

目前，国网辽宁电力通过在辽宁省电力调度控制中心联合优化调度沈阳通用航空产业基地电热—相变储热系统和沈阳市法库县龙源和平风电场，形成工程示范。辽宁省首个“弃风电储热供暖”示范项目建设于法库县，由中国最大风电企业——龙源电力集团与沈阳世杰电器有限公司合作，为20万平方米建筑面积供暖。这一项目利用电储能锅炉，在夜间消耗低谷时段电力储热供暖，不仅降低了运行成本，而且其吸纳的电量可转化为风电企业的上网电量，以此减少风电企业的弃风量。据预测，这个试点项目稳定运行后，每年可利用风电2000万千瓦时，减少燃煤消耗7000吨，减少二氧化碳、二氧化硫排放1.8万吨。

“风电供暖将更大程度地接纳风电，减少火力发电的比例，节约不可再生的煤炭资源，并且减少二氧化碳及二氧化硫的排放量。这对于提高可再生能源消纳，节能减排具有重要意义。”国网辽宁电力相关负责人说。

目前，国网辽宁电力计划在沈阳通用航空产业基地完成大容量电热—相变储热系统示范应用装配工作，建立相变储热体的能量管理分析系统，在线监测储热体内状态参数，完成电热—储热联合调度系统在辽宁省电力调度控制中心部署，与现有智能电网调度技术支持系统无缝衔接，与电热—相变储热系统、风电场联合调试，并在线试运行。

吉林  家里暖和又干净

2月18日傍晚，家住吉林省白城洮南市盛豪鑫龙小区的张大姐跳完广场舞后回到家中，扑面而来的暖意让张大姐不用担心健身运动后受凉，“这风电清洁供暖真不错，家里又暖和又干净!”

张大姐所住的盛豪鑫龙小区自2011年开始采用风电清洁供暖，该小区风电供暖项目是吉林省第一个风电清洁供暖示范项目。

“一年刮两次风，一刮刮半年。”提起白城，吉林省居民会首先想起这句话。吉林省风电装机已达到499万千瓦，占直调总装机容量的20%，共有41个风场，80%集中在白城、松原地区。然而，吉林省全社会用电量小，电源装机容量大，风电在当地无法消化，而冬季雾霾天气给能源利用方式也亮起红灯。

针对这种情况，国家能源局和吉林省政府认真研究解决问题的思路和办法，提出了开展风电清洁供暖项目，把风电转化为热能变成现实。

“这个项目让我们在弃风的困境中看到一条道路，使我们风电企业和地方经济发展都受益。”2月19日，提及风电供暖效应时，吉林大唐向阳风电场相关工作人员感触颇深。

在蓄热站，工作人员蔡长远介绍说，盛豪鑫龙小区利用电网低谷时段的弃风电量，让9台高温承压蓄热式电锅炉制热及蓄热，同时将高温热能通过板式换热器交换到二次热网，二次热网采用60摄氏度低温大流量的运行方式，为小区居民提供24小时地热供暖。供暖后的热水将通过采暖站循环回电厂继续制热、蓄热，实现了非可再生资源的有效利用。在零下30摄氏度的寒冬里，用风能供暖的小区室内温度可达到20摄氏度以上，且能一直保持恒温。

张大姐的邻居陈力说，白城地区本来风就大，以前一到冬天烧煤供暖，屋里家具总是一层灰，鼻子里总是一股煤烟味儿，而且温度也不高，如今采用风电供暖后，空气质量好了，室内温度适宜。

吉林省能源局调研报告指出，通过近5个供暖期的实际运行，证明此项目利用弃风电量，为16.3万平方米住宅小区供暖，年利用弃风电量2700万千瓦时，年可节约标准煤9000吨，减少二氧化碳排放5000吨，减少二氧化硫排放150吨。洮南电蓄热站系统运行稳定可靠，热量输出调整响应快，适应气候变化能力强，供热效果良好，低谷调峰作用明显，节能减排环保效果显著。

2013年，吉林省又确定6个风电清洁供暖示范项目，确定风电供热面积约100万平方米，预计消纳弃风电量1.85亿千瓦时。

国网吉林电力调控中心水电及新能源处处长杨国新说，让风能转化成热能，在保障居民供热的同时，缓解风电运行困难、增强风电消纳能力及电网调峰能力，还改善了北方冬季供暖方式、减少污染排放，是“一把钥匙开多把锁”。

蒙东  有效缓解煤烟污染

在风电供热的小区，孩子们在温暖的室内愉快地玩耍。

“鲁北镇是内蒙古通辽市扎鲁特旗人口最密集的地方，地处蒙东高寒地区，冬季多风寒冷，全年最低气温可达零下30摄氏度，供暖季长达6个月之久。”蒙东扎鲁特旗供热公司负责人付志民介绍说，“自2013年风电供暖项目启动以来，已为扎鲁特旗鲁北镇36万平方米面积的5万余居民提供清洁、稳定的冬季供热。”

享受着风电供暖的鑫鑫小区用户张黎明说，这个冬季虽然很冷，但供热方面从未出现过问题，孩子在家玩耍的时候，穿睡衣还觉得热，需要关闭一半的供热阀门控制室内温度，有时还要开窗户降温。

据了解，风电供热替代燃煤锅炉已经取得显著的环境效益、经济效益和社会效益。按2015年该旗36万平方米供热面积计算，半年采暖期，居民供暖节约标准煤1万吨，按市场价格计算可节约资金700万元。

一直以来，燃煤锅炉供暖是当地的主要供暖方式，每到供暖季来临，扎鲁特旗主城区七八个燃煤锅炉一启动，高高的烟囱日夜浓烟滚滚，煤烟遍布整个城区，隔绝着蓝天白云。因燃煤带来的雾霾，以及供暖质量的低下，严重影响着人们的生活质量。

使用燃煤锅炉供热，不仅消耗大量的煤炭资源，还产生许多污染环境的废弃物。扎鲁特旗风电供热项目启动后，让该地区进入了减少煤炭消耗、保护生态环境的良性发展轨道。用风电替代煤炭为偏远城镇供热，可以节约煤炭消耗，减少城镇污染，同时还可以增加地区用电负荷，提高本地风电消纳能力，也降低了电网消纳风电的难度，形成双赢的局面。

那么，风力发电是否可以稳定输送到供热站呢?通辽供电公司发展策划部主任孔博介绍说，受蒙古冷高压和季风影响，蒙东地区风能资源不但丰富，且品质好。经专业人员实地测试，70米高度年平均风速7.2~8.5米每秒，风功率密度为340~550瓦每平方米，具有风向稳定、单一、持续时间长、无破坏性风速等特点，非常适合风机排布，是建设大型风电项目的理想基地。

目前，在内蒙古东部地区，两个风电供暖试点项目已完成总投资6855万元，包括新建变电站1座、改扩建变电站3座、新建10千伏线路42千米，参与试点项目的风电装机容量58.8万千瓦。两个项目可保障92.9万平方米建筑供热，年供热量52.57万吉焦，相当于每年节约标准煤2.41万吨，减排二氧化碳5.9万吨、烟尘231吨、二氧化硫397吨、氮氧化物375.4吨，每年增加当地风电消纳1.49亿千瓦时。