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为全面落实习近平总书记关于推进北方地区清洁取暖的重要指示,国家能源局清洁取暖办公室于今年7月向各省能源局下发《北方地区冬季清洁取暖典型案例汇编》(简称《案例汇编》),以指导全国清洁取暖工作推进。
《案例汇编》由国家能源局清洁取暖办公室经过长期的调研、考察与探讨,最终于2019年7月编制成,共选取山东、山西、河南、宁夏、河北、山西等省市典型项目,包括地热能、电锅炉、集中燃煤、生物质供热等十一个项目。
值得注意的是,《案例汇编》梳理总结的是一批北方地区各省市、自治区实施成功、效益显著的冬季清洁取暖典型案例,而在《案例汇编》包含的11个典型案例中首个即为蓄热电锅炉供暖项目,这无疑将利好蓄热电锅炉技术在全国清洁供暖市场中的推广与应用。
据了解,《案例汇编》包含的蓄热电锅炉供暖项目为天津市“煤改电”集中式蓄热电锅炉项目,该项目位于天津市西青区辛口镇郭庄子村,全村共计332户,建筑取暖面积约19920平方米,项目于2017年9月开工建设,11月完工,共建设蓄热式电锅炉站1座,配置电锅炉2台,设备分别为1台2MW、1台1MW,总容量3MW,蓄热水箱体积为450立方米。
该项目充分利用夜间(晚9点-次日6点)9小时低谷电时段进行加热,白天利用蓄热水箱储存的热能进行释放,达到采暖的效果,可有效削峰填谷,经济效益明显。
以郭庄子村单户60平米房屋取暖为例,冬季供暖期为11月至次年3月,合计采暖期天数约150天,采暖期执行峰谷电价,即晚9:00-早6:00电价为电0.3元/度,其他时段电价为0.49元/度,政府补贴0.25元/度。
结合供暖季电量电费统计,单采暖季供热站实际运行成本约67元/平方米,扣除政府补贴后供热站运行成本约21元/平方米。若按照天津市标准供热天数120天计算,单供暖季供热站实际运行费用约54元/平方米,扣除政府补贴后供热站运行成本约18元/平方米,较城市市政供暖费用(25元/平方米)有较大幅度的降低。
《案例汇编》针对蓄热电锅炉的推广建议指出,在农村居民集中居住、区域电网峰谷差与“煤改电”采暖面积比值大于90瓦/平米的地区,综合考虑经济供热半径、农村居民住宅分布,建议优先推广蓄热电锅炉,适宜在3-10万平米(按照每户80平米,约375-1250户)建设单独蓄热电锅炉集中供热站。
关于《案例汇编》天津市“煤改电”集中式蓄热电锅炉典型案例摘录如下:
一、项目简介
(一)基本情况
郭庄子村位于天津市西青区辛口镇,全村共计332户,建筑取暖面积约19920平方米。项目于2017年9月开工建设,11月完工。改造前村内居民均采用散煤取暖。
(二)资源背景
辛口镇距离中心城区20公里,全镇发展定位“建设开放型、花园式、现代化生态城镇”。结合天津市大气污染防治和北方地区冬季清洁取暖工作要求,通过推动集中式电蓄热供暖替代散烧煤供暖,实现农村地区“无煤化”。
二、技术路线
(一)建设方案
根据现行技术和应用领域,天津农村地区“煤改电”方式主要有集中式蓄热电锅炉,分散式直热式电暖气、分散式空气源热泵等供热方式。
方案一:集中式蓄热电锅炉
集中式蓄热式电锅炉可彻底实现散煤清零,减少政府在建设上的再投入;可以整村快速推进,工期短;利用夜间低谷电时段运行蓄热,可有效削峰填谷;供热水管入户,运行安全可靠,温度集中控制调节,受环境影响小;蓄热电锅炉供热可靠性高、不需要用户运维,舒适度好。
方案二:分散式直热式电暖气、分散式空气源热泵
分散式供暖方式灵活简便,但存在燃煤复燃可能性;削峰填谷作用不明显,需要大规模改造电网,无法快速完成;需要居民自行维护,设备寿命较短。
郭庄子村内平房规范整齐,道路整齐,供热面积适中,用户较为集中,适合建设供热管道敷设水管入户,施工影响因素较少,同时考虑到临近变电站的负荷承受能力,故最终选定方案一。
(二)主要设备
结合建筑保温情况和居民用热需求,项目共建设蓄热式电锅炉站1座,配置电锅炉2台,设备分别为1台2MW、1台1MW,总容量3MW,蓄热水箱体积:450立方米,供热管网长度约11546米,户内末端按户均2组暖气片设施配置。
变配电设备方面,采用10kV双电源供电方式,新建舱式配电变电站1座,配置2×2000kVA变压器加1台、80kVA预装式电源站1座,总容量4080kVA。所有供热水泵均满足双电源并配备柴油发电机。
三、建设及运营模式
(一)投资模式
外部电网改造和供热站及二次管网均由镇政府投资,电力下属集体企业采取总承包模式承揽电网改造和供热系统建设。
(二)运营模式
新建配套电网和配电变电站由电力公司集体企业代维,集中式电采暖设备、供热管线由政府委托自来水公司负责运维,村委会负责供热费收取。
四、项目效益
(一)经济效益分析
蓄热式电锅炉分为两套系统进行供暖及蓄热,充分利用夜间(晚9点-次日6点)9小时低谷电时段进行加热,白天利用蓄热水箱储存的热能进行释放,达到采暖的效果,可有效削峰填谷。
以郭庄子村单户60平米房屋取暖为例,冬季供暖期为11月至次年3月,合计采暖期天数约150天,采暖期执行峰谷电价,即晚9:00-早6:00电价为电0.3元/度,其他时段电价为0.49元/度,政府补贴0.25元/度。
结合供暖季电量电费统计,单采暖季供热站实际运行成本约67元/平方米,扣除政府补贴后供热站运行成本约21元/平方米。若按照天津市标准供热天数120天计算,单供暖季供热站实际运行费用约54元/平方米,扣除政府补贴后供热站运行成本约18元/平方米,较城市市政供暖费用(25元/平方米)有较大幅度的降低。
(二)社会效益分析
对政府来说。一是可彻底实现散煤清零,减少政府在建设上的再投入。蓄热电锅炉集中供热,满足用户全天取暖需求。并且寿命相对较长,可以保证采暖设备长期稳定运行,将财政补贴真正用于民生供暖。二是有利于创新多种经营模式,逐步减少财政负担。若推广集中电锅炉10万户,可以节省财政补贴约(2.5-2.29)×10=2.1亿元。同时,集中电锅炉方便集中管理,可以引进社会企业参与投资运营,采用中长期特许经营、“电采暖+风电交易”等方式,实现政府补贴的逐步减少。
对于用户来说,可以享受跟城市居民一样的舒适安全取暖环境、助推乡村振兴。一是蓄热电锅炉供热可靠性高、不用用户运维,只需缴纳与原用煤取暖相当或略低的25元/平米取暖费,即可享受舒适取暖环境,二是取暖更安全,彻底改变了以前夜晚添煤、到处落灰、煤气中毒等问题。
对电网来说,蓄热方式有利于实现停电不停暖、改善电网运行特性。比如,武清12.4万户空气源热泵电网峰谷差同比增加35.84%,冬季最大负荷首次超过夏季尖峰负荷,电网运行特性发生历史性改变。而蓄热方式主要在电网低谷时段运行,削峰填谷作用明显,有效提升现有电力设施利用率,显著增强风电等新能源消纳能力。
(三)环保效益
截止2018年底,天津地区累计实施“煤改电”共23万余户,全年采暖用电量约8.5亿千瓦时,相当于减少燃煤消耗约32万吨,减少二氧化碳排放81万吨。
五、推广建议
(一)合理确定改造方式。一是在农村居民集中居住、区域电网峰谷差与“煤改电”采暖面积比值大于90瓦/平米的地区,综合考虑经济供热半径、农村居民住宅分布,建议优先推广蓄热电锅炉,适宜在3-10万平米(按照每户80平米,约375-1250户)建设单独蓄热电锅炉集中供热站。
(二)建立健全相关标准。建议政府相关部门组织研究农村蓄热电锅炉集中供热相关标准,明确采暖温度要求、锅炉配置方式、计量收费方案等内容,规范农村集中供热健康发展。
(三)加强房屋节能保温改造。农村地区电采暖负荷较城市地区采暖负荷高,造成推广集中式蓄热供暖模式的初期投资和后期运行成本偏高。通过对房屋进行节能保温改造,降低建设投资和运行成本,可以吸引更多的社会企业参与投资建设,降低政府财政压力。
(四)加强集中式供暖技术研发。集中式供暖设备及配套二次管网等投资占总投资的85%。建议加强集中式电供暖设备技术研发、实现投资、质量和服务的“一降两升”。
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