PDF《中国与丹麦在区域》

160 140

120 100

80 60

40 20

0 1990

1995 2000

2005 Large-scale CHP units Autoproducers, CHP Small-scale CHP units Autoproducers, heat only District heating units

2011 大型热电联产机组 自备,用于热电联产 热电联产机组 自备,仅用于供热 区域供暖机组

7 6 蓄热的必要性 对于丹麦的热电联产电厂,无论是集中式的还是分 散式的,热储存设备都是其中重要的组成部分.具 备了热储存设备,热电联产电厂就可以根据用电需 求,调整优化电和热的产量,还能在需要时供暖. 这也意味着热电联产电厂可以在系统产电量相对过 剩时减少发电量,而在不足时增加发电量.相应的 产热量供过于求时,可进行简单地蓄热,而当产热 量供不应求时,则能对蓄热加以利用. 电厂所有权 丹麦电厂的所有权有多种形式.大型电厂归大型能 源公司所有,小型电厂一般归生产公司、市政府或 合作社所有. 丹麦区域供暖区域的供应量均是由实际需求量决定 的. 用户装置可对流量进行调节,测量实际需求 量,由此可激励用户节约用热. 用热的费用通常由 两部分构成:每个装置定额的部分和按使用量(每 千兆焦耳)计算的部分. 丹麦区域供暖的主要特点 通常,丹麦大型的区域供暖区域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,下图所示的大哥本哈根区域供暖系统就是一个 大型的区域供暖区域系统.它是目前丹麦最大的区域 供暖系统,供暖年产量达35拍焦耳焦耳.该套供暖系 统东西向长约50千米. 多个分散区域 通常情况下,小型分散式区域供暖区域的单个输送管 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域的热电 联产电厂已使用生物质代替了化石燃料.下图图3所 示为过去20年间区域供暖燃料组成的发展. 图2:大哥本哈根区域供暖系统――丹麦最大的区域供暖系统 图3: 1990-2011年用于区域供暖的燃料组成百分比 Oil Natural gas Renewable energy and waste Coal

100 80

60 40

20 0

1995 2000

2005 2011

1990 CHP Station Incineration Plant Transmission pipeline VEKS district heating area CTR district heating area VF incineration district heating area District heating C steam 石油 天然气 再生能源和废料

9 公共供暖计划和市场组成现状 丹麦区域供暖未来所承担的角 色 丹麦于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/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 每一小时定一次的.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. 为分散式电厂提供补助 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三个等级的补 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. 投资成本VS运营成本 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. 如果是通过高效节能的热电联产装置产生的热量或使 用工厂(如炼钢厂)产生的废热,上述优势则更加明 显. 从生命周期角度看 评估区域供暖的可行性时,要考虑到一定年限.从 生命周期 角度看,在许多情况下区域供暖是最可行 的,当然这取决于特定地区的供热需求和供热需求的 集中度. 虽然前期的基础设施投入较大,但因为此举能够降低 后期每年的运营成本,所以若干年后即可将成本收 回. 高质量的区域供暖设备也是如此,虽然比起劣 质设备一次性支付费用较高,但因为维护费用较低, 所以成本往往也是可以收回的. 从技术层面考虑,区域供暖系统的使用年限通常可达 40~50年. 丹麦区域供暖系统有望在未来实现两大政治目标: ? 2020年,风力发电将占全国供电量的50% ? 2035年,全部使用可再生能源进行发电和供热 实现第一个目标所带来的挑战在于平衡风力发电在整 个发电系统中的比例.如果把大量风力发电并入系统 中,某些情况下,风力发电仅能满足很小部分的用电 需求,而其他一些时候它的发电量却能满足大部分甚 至超过用电需求. 使用不同的技术手段可以提高区域供暖/热电联产系 统的灵活性,并整合风力发电: ? 蓄热 ? 电热锅炉和热泵 ? 风轮机旁路 蓄热技术已经在丹麦得以广泛应用.系统中风力发电 量较大时,该技术可以在减少热电联产电力产量的同 时进行供暖. 区域供暖热源厂可以通过电热锅炉和热........