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在风电富余的北方,利用谷电供暖正成为清洁取暖、扩大新能源消纳的重要途径。山西灵丘的风电储热集中供暖工程便是治理冬季大气污染、实现绿色转型的一个样本。
北风与太阳较量,结果温暖的太阳比凛冽的寒风更容易让人脱去棉衣。不过,如今寒冷的北风却被借来转化为风电,成为供暖的“主力军”。
“三北”成风电供暖的主战场
推进风电供暖,除了需要拥有丰富的风能资源、有供热需求外,政策支持同样是不可缺少的重要条件。
2013年3月,国家能源局印发的《关于做好风电清洁供暖工作的通知》提出,制定促进风电清洁供暖应用的实施方案和政策措施,因地制宜开展风电清洁供暖的试点和示范工作。
2015年3月,国家能源局印发的《关于做好2015年度风电并网消纳有关工作的通知》提出,在具备条件的地区,结合新城建设和新城区开发规划,因地制宜,大胆创新,积极推广应用风电清洁供暖技术。随后,各省份陆续开启风电供暖模式。
“三北”是我国风能资源较为丰富,但也是弃风限电最严重的地区。风电供暖作为解决风电消纳问题的途径之一,走上了历史舞台。
2015年6月,国家能源局印发《关于开展风电清洁供暖工作的通知》,提出山西可以酌情按照不高于100万千瓦的规模适度安排新建项目参与风电清洁供暖。在国家电投的积极协调与推动下,灵丘40万千瓦风电供暖项目(下称“灵丘项目”)作为重点工程,被列入了山西省示范项目名单,成为我国目前建设的最大风电供暖项目。
晚用谷电,边供暖边蓄热
作为山西省第一个采用风电供暖的惠民工程,灵丘项目承担着为灵丘县易地扶贫搬迁小区存孝社区26.3万平方米、近3000户居民和商业用户供暖的任务,既拉动了绿电需求侧消纳,也成为电网削峰填谷的亮点工程。
“风电供暖需要先将电能转化为热能。”灵丘项目负责人、国家电投河北公司(雄安公司)晋北区域新能源总站副站长曹孝斌向《风能》介绍道,风电供暖常用的电热转化设备为电蓄热锅炉。
“采用电蓄热锅炉蓄热供暖方案,主要是利用夜间电网低谷电,同时进行供暖和蓄热,满足全天持续供热的要求。通常,夜间8小时的蓄热,可满足其余16小时的供暖。固体电蓄热锅炉蓄热时,能够将内部蓄能体加热到700~800℃,同时循环风在轴流风机的带动下经高温蓄能体后变成高温风,高温风经过换热器将热量传给换热器内的低温热网回水,高温风重新成为低温风继续循环。换热器内的低温热网回水吸收热量后,被加热成高温热网供水进行供暖。在白天非谷电时间段内,电蓄热锅炉利用蓄热体内的热量,继续通过循环风和换热器加热热网回水,维持全天供暖。除热源不同外,电蓄热锅炉的换热原理和换热流程与传统燃煤锅炉基本一致,因此,基础设施可实现共通共用。”
算好经济账与生态账
电费是采用电蓄热锅炉供热的主要成本。投运8年来,灵丘项目运行稳定,与传统供热收费相同。有了供热项目,风电基本可实现不限电。如果这部分谷段电力全部来自风电的弃风电量,每年可减少约240小时的弃风,多发电8490万千瓦时,即使按照平价0.332元/千瓦时计算,每年可增加营业收入2810余万元。
风电供暖不仅要算经济账,更需算生态账。
“电蓄热锅炉与传统燃煤锅炉供热相比,不需要运输和燃烧煤炭,大大减少占地面积,减少环境污染,改善北方地区的大气环境质量;恒温供热,使管道承压小,具有较高的安全性。此外,风电供暖自动化程度更高,运行管理更加便利。例如,灵丘项目仅留一两名值班人员。”曹孝斌补充说。
目前,在内蒙古、黑龙江、吉林等风能资源较好的地区,一些能源央企先后投资建设了多个风电供暖项目,总装机容量突破百万千瓦,取得了不错的成效。
提高清洁能源与热价定价标准
不过,从大的经济账来说,将风转化成电,再将电转化为热,其中的能量损失不小,需要大量的风电,经过电价核算后,清洁供暖的成本比火电供暖更高。
从技术和设备上来看,成本没有太大的下降空间,降低用电电价是关键,因此,项目开发前落实好当地对清洁供暖用电的电价政策至关重要。现有的热价定价机制仍以火电为基准,作为未来新型电力系统的重要组成部分,清洁能源的综合价值包括绿电的环境价值应高于火电。然而,现实情况却是,电网会向用电企业征收不菲的容量电价,给企业形成较重的负担,影响项目投资。
有业内专家建议,推广清洁能源供暖项目,需要建立相应的成本监审体系,提高清洁能源热价定价标准,充分体现清洁能源的价值,从而使之实现可持续发展。
据曹孝斌介绍,国家电投目前正在积极推动政府及电网公司出台政策,参照居民享受“煤改电”用电电价(如山西省每月每户居民的用电量额度为2600千瓦时,额度内的用电电价为0.2862元/千瓦时,超出部分执行0.507元/千瓦时的电价),或河北张北地区风电供暖电价0.15元/千瓦时,这样将大大降低供热站的电费。与此同时,风电供暖需要全面提升各项供热系统能效与智能化水平,进而为构建安全低碳、清洁高效、智慧经济的新型供热系统,推进城乡供热节能低碳转型作出重要贡献。 CWEA
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