北極星風力發電網訊:12月3日,國家能源局印發《全國可再生能源供暖典型案例匯編》,包括地熱供暖、生物質供暖、太陽能供暖、風電供暖、水源熱泵供暖、多能互補工程等可再生能源供暖案例。其中,國家電投繁峙風電清潔能源供暖項目為一個風電供暖案例。資料顯示,該項目分兩期建設,配套建設40萬平方米采暖供熱站。
國家電投繁峙風電清沽能源供暖項目
一、項目基本情況
國家電投繁峙縣20萬千瓦風電清潔能源供暖項目分兩期建設,配套建設40萬平方米電采暖供熱站。兩期項目分別于2017年、2018年取得核準,2020年12月項目全容量并網發電。在風電場未投運、取暖費未明確的情況下,為保障民生,國家電投陜西公司認真組織,積極謀劃,繁峙供熱站于2019年7月開工建設,當年年底建成投運,并已順利完成兩個供熱季的供暖任務。
供熱站位于山西省忻州市繁峙縣大營鎮大營村,總投資約8000萬元,占地面積6400平方米,主要利用電網低谷時段電量進行蓄熱,向繁峙縣大營鎮區域建筑物進行供熱,大供熱能力40萬平方米。目前已供面積約15萬平方米,包括居民用戶、養老院、中小學、綜合市場、政府辦公樓及宿舍、派出所和交警隊,其中居民用戶1000余戶。
二、技術路線
國家電投大營供熱站主要包括電蓄熱鍋爐、換熱系統、變配電系統,現巳建成2臺單機9兆瓦的固體氧化鎂磚高溫蓄熱電鍋爐,每臺鍋爐自帶6臺額定功率為12.5千瓦循環風機,以及2臺換熱器,設置2臺熱網循環水升壓泵,大供熱能力為40萬平方米。供熱站采用能源跟數字化、智能化、互聯網的緊密結合,形成具有產業特色的“云端、源端、末端一體化智慧供暖系統,是互聯網、物聯網、人工智能及復合閉環反饋等前沿技術的綜合應用。
突出特點主要有:一是本項目采用固體電蓄熱鍋爐,該鍋爐體積小,占地面積少,廠房小,工程造價相對較低;二是電蓄熱鍋爐為純電阻加熱,可設置谷電期自動加熱,用時可在任意時段和溫度放熱,大大減少現場運維人員;三是電蓄熱鍋爐蓄熱材料為熔點2800C的高溫固定合金蓄熱材料,具有體積小、蓄熱能力強、性能穩定等優點,可連續長時間運行免維護,反復加熱中不會產生粉化,安全風險較低;四是該項目主要利用夜間電網低谷期電價時段的電力,同時進行制熱、蓄熱和供熱,蓄熱部分滿足全天谷電之外時段持續供熱的需求,有效實現清潔能源的“空間轉移”和“時間轉移”;五是采用互聯網云數據平臺,實現遠程監控、數據分析、開放兼容;六是采用高精傳感器、精準執行器、遠程操作器,實現全網聯動;七是采用系統熱記憶,實現自學習、自適應、自矯正;八是根據室溫、氣溫、光照、風雪、人體感應、用能需求閉環反饋存蓄熱量,按需供能。
三、運營測算
國家電投大營供熱站全部建成后,主要利用夜間電網低谷電力,進行制熱、蓄熱和供熱,滿足全天持續供暖的要求。采暖季消耗電量約5000萬千瓦時,其中可以利用電網谷段電量約4500萬千瓦時,占整個采暖期用電量的90%。用電量約為500萬千瓦時,參考山西省大工業電價(谷段0.2755元/kWh、平段0.4730元/kWh、峰段0.6853元/kWh),電費約1956.25萬元,其中包含容量電費480萬元,度電電價約0.39125元/kW,正常收取供暖費并扣除運營成本后,年虧損約1680萬元。2020-2021年度,供熱站用電量1900萬千瓦時,運營費用(含電費)約1000萬元。
四、項目意義
(一)安全效益。項目充分利用“2毛錢"谷電供熱替代燃煤供熱,有力提高能源利用安全水平,是落實習近平總書記四個革命、一個合作“能源安全新戰略的重要舉措。
(二)調峰效益。供熱站首先重點利用低谷時期的富余風電,有效實現了電網削蜂填谷,緩解高峰供電壓力,促進風電和光伏發電等可再生能源電力消納空間,為電網安全穩定運行提供了新的途徑。
(三)環保效益。項目采用風電供暖,替代區域燃煤小鍋爐,減低了散煤的利用,有效降低了環境污染。供熱站、風電場每年可節約標煤14萬噸,減少二氧化硫排放150噸、碳氧化合物140.3噸。
(四)民生效益。項目建成后解決了繁峙縣大營鎮群眾的冬季供暖問題,使廣大人民群眾可以享受到綠色能源帶來的光和熱,起到廣泛的民生效益。
(五)示范效應。項目作為山西首批風電供暖示范項目,促進了清潔能源的綜合使用,擴大了風電項目產業鏈,是山西省能源轉型發展的有益探索和良好實踐,為當地政府“爭當清潔能源排頭兵”作出積極貢獻,將起到積極的示范引領作用。
五、典型經驗和做法
風電清潔供暖對于提高北方風能資源豐富地區消納風電能力,緩解北方地區冬季供暖期電力負荷低谷時段風電并網運行困難,替代現有的燃煤小鍋爐,解決分散建筑區域及熱力管網或天然氣管網難以到達的區域的供熱需求,促進能源利用清潔化,減少化石能源低效燃燒帶來的環境污染,改善北方地區冬季大氣環境質量意義重大。
突出特點主要有:一是本項目采用固體電蓄熱鍋爐,該鍋爐體積小,占地面積少,廠房小,工程造價相對較低;二是電蓄熱鍋爐為純電阻加熱,可設置谷電期自動加熱,用時可在任意時段和溫度放熱,大大減少現場運維人員;三是電蓄熱鍋爐蓄熱材料為熔點2800℃的高溫固定合金蓄熱材料,具有體積小、蓄熱能力強、性能穩定等優點,可連續長時間運行免維護,反復加熱中不會產生粉化,安全風險較低;四是該項目主要利用夜間電網低谷期電價時段的電力,同時進行制熱、蓄熱和供熱,蓄熱部分滿足全天谷電之外時段持續供熱的需求,有效實現清潔能源的“空間轉移”和“時間轉移”;五是采用互聯網云數據平臺,實現遠程監控、數據分析、開放兼容;六是采用高精傳感器、精準執行器、遠程操作器,實現全網聯動;七是采用系統熱記憶,實現自學習、自適應、自矯正;八是根據室溫、氣溫、光照、風雪、人體感應、用能需求閉環反饋存蓄熱量,按需供能。
六、問題和建議
(1)建議進一步細化相關政策,實現優先上網和全額收購,縮小項目與一般風電的盈利差距,不斷釋放示范效應。
(2)建議將風電供暖項目盡快列入“煤改電”目錄,可降低供熱站用電成本,可有效降低運營成本。
(3)用戶電價上漲,且因現貨期間零售用戶24小時電價統一,供熱站巳根據用熱特點調整至早晚高峰時段,不僅放棄了鍋爐自身的優勢,而且給電網造成壓力。建議同意供熱站以正當理由退出電力交易市場,恢復目錄電價,則可進一步降低供熱站虧損,提高清潔能源供暖示范效應。
來源:國家能源局