第27版:专题

中国能源报 2021年11月08日 星期一

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服务63%居民用热!

热电协同的区域能源何以“畅行”丹麦?(他山之石)

■车巍 《 中国能源报 》( 2021年11月08日   第 27 版)

  区域能源技术的广泛使用,是丹麦在过去几十年里提高能源效率减少碳排放的主要原因之一,也是被誉为“丹麦能源童话”的重要基石。

  国际能源署(IEA)报告显示,线上区域能源中能效提高对于能源相关的减排贡献度达40%以上。

  自1980年初遭受全球能源危机的重创之后,丹麦根据自身资源特点,大力发展以风能和生物质为主的绿色能源,逐渐形成一个联合可再生能源、各种废热余热、能源综合利用和优化的区域能源体系。

  丹麦纬度与我国北方传统供热地区相当,丹麦全年供热,没有采暖季,供热是全民刚需。虽然大部分丹麦居民散居在大大小小的北欧乡镇,但截至目前63%的丹麦居民的供暖和生活热水来自于区域供热,主要以区域能源和热电联产为主要热源。

  区域能源系统成为丹麦从依赖化石能源进口向相对独立的能源体系转型的重要措施之一。

  从丹麦实践看,更低的供热温度不仅可节约能源、减少对化石燃料的依赖,增加能源的来源和途径,也可大大提高区域供热的品质和水准。例如,成立于1964年的丹麦区域供热公司Albertslund,采用区域能源技术后,所运行的区域供热管网供应温度由110℃已经降低约90℃左右,新建的低温区域供热系统更将供热温度进一步降低至55℃。较低的供热温度意味着管网中较少的热损失与热电联产的高效运行,也便于整合各种余热、废热,以及可再生能源制取的热能,全面优化热量传递和转换过程,逐步摆脱化石燃料热源的依赖。

  储热装置是实现供热系统优化运行的重要技术之一。丹麦的热电厂既是电力公司又是供热公司,其通过利用大型储热罐等进行智能调控实现电热协同供应,依据北欧电力市场波动的情况设定调控策略,在电价低时减少发电,进行储热;在电价高时多发电,减少储热,通过储热罐的方式实现供热的稳定和优化运行。

  分析近年来丹麦区域能源技术创新的典型案例可知,通过耦合不同的传统能耗部门、充分利用本地余热废热资源是丹麦区域高效供热的一大特点,如将超市余热与城市污水处理过程等产生的余热引入能源利用系统,大大减少用能单位的能耗和运营成本,实现“产、供、消”一体化,变“消费者”为“产消者”。

  供热技术的数字化和智能化进一步提升了区域能源系统的整体效率。比如建筑供热系统通过安装在室内的物联网传感器感知建筑内环境参数,借助大数据、人工智能实时获取并分析预测能源需求,将其反馈到生产端,结合储热等装置,在多热源情况下,根据电价、余热资源的实际情况,实现对电和热的灵活调节与供需精准匹配,从而实现系统的高效运行与低成本经济供热。

  而基于智慧热表和热计量的按计量收费体系,也成为了鼓励培养用户和消费者行为节能的基础,进而从源头上确保了区域能源系统的高效节能。

  在可再生能源占比中不断提升的背景下,丹麦区域能源的发展演进过程,对于优化中国区域能源系统、实现“碳达峰碳中和”和能源“双控”目标,有着积极的借鉴意义。丹麦区域供热技术和理念,有利于以需求为导向综合利用余热、废热、可再生能源制热等热源,助推中国提高能源利用效率、降低能源成本、减少二氧化碳排放。

  为此,笔者提出以下几点建议:

  一是结合区域供热技术进行综合、合理和整体的能源规划,充分利用本地绿色能源,因地制宜,优化能源结构。通过创新改造,耦合传统用能部门,实现城市余热废热资源的变废为宝;

  二是在供热系统精细化发展背景下,以建筑供暖和生活用水需求为导向,大力谋划低温供热。越来越低的供暖温度将更有利提升能源综合利用效率,降低碳排放;

  三是尽可能实现可再生能源热源的接入,并优先使用可再生能源,将有利于节能减排;

  四是结合互联网、人工智能、数字化等技术,通过精细化的智慧供热控制技术,发展以户用需求为导向的区域供热系统,从传统依赖供应侧的“推动模式”向注重需求侧的“拉动模式”转变,探索更高效、节能和优化的供热系统整体解决方案。

  (作者系丹佛斯中国副总裁)