編者按：這兩年冬天，中國(guó)北方進(jìn)入供暖季后，風(fēng)電光伏棄風(fēng)棄光率大增，原因是燃煤熱電廠必須要供熱，以熱定電，供熱增加，發(fā)電也增加，結(jié)果把風(fēng)電光伏的額度擠掉了。丹麥區(qū)域能源體系中有強(qiáng)大的儲(chǔ)熱能力，使熱能消耗與電力生產(chǎn)分離，也就是說以熱定電不再是教條，火電廠可以深度調(diào)峰，在供熱得到保障的同時(shí)，風(fēng)電光伏可以發(fā)得更多?！卫^江
儲(chǔ)熱有很多優(yōu)勢(shì)。儲(chǔ)熱能夠提高區(qū)域供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，一方面將熱能的消耗從電力生產(chǎn)中分離出來，另一方面可以應(yīng)用可持續(xù)性更強(qiáng)的熱源。——Morten Jordt Duedahl 丹麥區(qū)域供熱委員會(huì)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理
儲(chǔ)熱的價(jià)值
區(qū)域供熱的一個(gè)特征是，熱水可以被儲(chǔ)存，或者是日儲(chǔ)存，或者是從夏季到冬季的跨季儲(chǔ)存。儲(chǔ)熱不同于其他存儲(chǔ)或任何產(chǎn)品, 因?yàn)樗鼣嚅_了生產(chǎn)時(shí)間與消耗時(shí)間的聯(lián)系。對(duì)于區(qū)域供熱而言, 這意味著從熱電聯(lián)產(chǎn)廠，太陽能集熱器，剩余風(fēng)電和工業(yè)余熱等方式中得到的熱可被儲(chǔ)存起來，在需要的時(shí)候直接使用。在丹麥，集中和分散區(qū)域供熱的熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP)地區(qū)均有儲(chǔ)熱設(shè)施。
逐日儲(chǔ)熱的解決方案主要可讓熱電聯(lián)產(chǎn)廠依據(jù)其電力需求優(yōu)化配置其熱電聯(lián)供，并且仍然能夠在需要時(shí)提供熱量。
隨著大規(guī)模的儲(chǔ)熱，利用更多本被浪費(fèi)的能量成為可能。大規(guī)模熱存儲(chǔ)考慮到
從將熱量從溫暖季節(jié)儲(chǔ)存到到寒冷季節(jié)。熱量可從多種來源收集，例如：太
陽能集熱器、熱電聯(lián)產(chǎn)以及非穩(wěn)定生產(chǎn)的工業(yè)流程等。
日常儲(chǔ)熱
丹麥區(qū)域供熱網(wǎng)的一個(gè)非常重要的元素是短期儲(chǔ)熱。短期儲(chǔ)熱的主要目的將電力生產(chǎn)從熱電聯(lián)產(chǎn)中分離出來。如此，熱電聯(lián)產(chǎn)廠可以在不影響供熱的基礎(chǔ)上根據(jù)電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)合理配置熱電聯(lián)產(chǎn)。這樣一來，熱電聯(lián)產(chǎn)廠將只在當(dāng)電力價(jià)格比較高時(shí)(通常在早上和下午)生產(chǎn)電(與熱)，并簡(jiǎn)單地將區(qū)域供熱熱水存儲(chǔ)起來直至需要的時(shí)候。在丹麥,大型和小型的區(qū)域供熱系統(tǒng)都利用短期儲(chǔ)熱。短期儲(chǔ)熱引入一種靈活的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保型能源系統(tǒng)，對(duì)于優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要。
日常儲(chǔ)熱也用于區(qū)域供熱系統(tǒng)的外部產(chǎn)熱，而外部產(chǎn)熱不能被區(qū)域供熱公司所控制。這些熱源可以是那些一天或一周中生產(chǎn)量不一的工廠余熱，例如,只有在漁船卸貨時(shí)才生產(chǎn)的漁業(yè)。在這期間如果有多余的熱量，它們可以儲(chǔ)存在較小的日常儲(chǔ)熱庫中。
季節(jié)性儲(chǔ)熱
如今,在丹麥的季節(jié)性儲(chǔ)熱主要應(yīng)用于大規(guī)模的太陽能集熱,在夏季它能夠產(chǎn)出比即時(shí)需要更多的熱量。季節(jié)性儲(chǔ)熱庫通常是一個(gè)坑，即在地面上的大洞,在底部設(shè)有內(nèi)襯,洞中充滿水,并被一個(gè)浮動(dòng)的保溫層所覆蓋。其他解決辦法是地下水存儲(chǔ)系統(tǒng),多余的熱量可以在較低的溫度下存儲(chǔ)，然后通過熱泵在較高的溫度下被利用。地下水儲(chǔ)熱系統(tǒng)對(duì)于那些沒有多余空間建設(shè)礦井儲(chǔ)熱的城市而言有重要意義。這兩個(gè)儲(chǔ)熱系統(tǒng)的可以儲(chǔ)存熱量數(shù)周或數(shù)月，直到在秋季和冬季熱量需求上升時(shí)被消耗掉。
對(duì)于丹麥許多的區(qū)域供熱系統(tǒng)而言，季節(jié)性儲(chǔ)熱將變得越來越重要，充分利用本被浪費(fèi)的能量，是綠色轉(zhuǎn)型中的一個(gè)重要元素。
風(fēng)電供熱與儲(chǔ)熱
在丹麥，超過42%的電力來自風(fēng)力發(fā)電。由于風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性，丹麥經(jīng)常有售價(jià)非常低廉的剩余電力，而目前沒有有效的方式可以直接存儲(chǔ)電力。
通過短期和長(zhǎng)期儲(chǔ)熱的結(jié)合，多余的電力可以用于區(qū)域供熱。在電價(jià)合適時(shí)，區(qū)域供熱企業(yè)可以通過鍋爐或者熱泵直接使用電來生產(chǎn)熱水。
大規(guī)模儲(chǔ)熱
全球最大的坑道儲(chǔ)熱系統(tǒng)容積為205000立方米,結(jié)合70000平方米的太陽能供熱站, 是一種高效且成本低廉的減少二氧化碳排放量的方法。
Flemming Ulbjerg, Ramboll能源高級(jí)顧問
減少化石燃料與消費(fèi)價(jià)格
在丹麥沃延斯的區(qū)域供熱企業(yè),供應(yīng)丹麥的大部分熱能來源于一種新的生產(chǎn)設(shè) 施——太陽能電池板。
由于電力價(jià)格低廉,為了盈利, 生產(chǎn)熱已經(jīng)變得越來越重要。這一變化是一個(gè)重新審視另類產(chǎn)熱方法的機(jī)會(huì)。目前在沃延斯，太陽能供熱站及坑道儲(chǔ)熱供應(yīng)當(dāng)?shù)責(zé)嵊脩裟隉崃啃枨蟮?5%。 該太陽能儲(chǔ)熱的總投資是1600萬歐元。該工廠的熱價(jià)為40歐元/ 兆瓦,低于丹麥天然氣產(chǎn)熱的平均熱價(jià)60歐元/兆瓦。
季節(jié)性儲(chǔ)熱提高了靈活性
在四月中旬至九月底的夏季期間,該太陽能熱力站可供應(yīng)100%的熱需求,主要主要生活用熱水。此外，該太陽能供熱站在夏季擁有巨大的過剩產(chǎn)能，并將余熱儲(chǔ)存到大性坑式儲(chǔ)熱庫。
從十月開始,熱量供應(yīng)部分來源太陽能供熱站，部分來源于坑式儲(chǔ)熱庫。熱庫儲(chǔ)熱同行在年底被用盡。計(jì)算得出儲(chǔ)熱損失只占總需求的6%–8%。除去儲(chǔ)熱庫的熱損失，有45%的凈太陽能傳遞給熱網(wǎng)。
季節(jié)性儲(chǔ)熱庫有幾個(gè)游泳池那么大。在用幾個(gè)月的時(shí)間將水填滿儲(chǔ)熱庫之后,下一步是用一個(gè)浮動(dòng)保溫層覆蓋儲(chǔ)熱庫表面。隨后加熱水和儲(chǔ)壁也要花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間。當(dāng)儲(chǔ)熱庫被完全加熱后即可以投入使用。
評(píng)析
1、在丹麥，熱電聯(lián)產(chǎn)地區(qū)均有儲(chǔ)熱設(shè)施。這個(gè)舉措確實(shí)好，建議中國(guó)也依此實(shí)行。這對(duì)大中小型的發(fā)電設(shè)施顯然會(huì)增加一些麻煩，發(fā)電全額上網(wǎng)最簡(jiǎn)單，而要接入熱網(wǎng)匹配熱負(fù)荷，顯然要麻煩很多。不過為了能源轉(zhuǎn)型，為了治理霧霾，麻煩一些也應(yīng)該干啊。
2、如果熱電聯(lián)產(chǎn)廠只在當(dāng)電力價(jià)格比較高時(shí)生產(chǎn)電與熱，并且系統(tǒng)最優(yōu)，這需要電力價(jià)格有波動(dòng)性，我們目前的峰谷電價(jià)還不夠，呼喚電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，“無現(xiàn)貨，不市場(chǎng)”。
3、有了儲(chǔ)熱設(shè)施，多余的電力可以用于區(qū)域供熱，棄風(fēng)棄光能充分發(fā)揮其價(jià)格。在風(fēng)電光伏裝機(jī)量不斷增長(zhǎng)的情況下，非常低廉的剩余電力將會(huì)越來越多。
4、在這個(gè)熱電耦合的系統(tǒng)中，通信與能源的深度融合，實(shí)現(xiàn)的功能有：對(duì)波動(dòng)性的風(fēng)電光伏進(jìn)行智能監(jiān)控；發(fā)電時(shí)段的智能化調(diào)控；儲(chǔ)熱系統(tǒng)構(gòu)成強(qiáng)大的靈活性資源；廉價(jià)的剩余電力因應(yīng)現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格智能化地進(jìn)入制熱模式，這使得系統(tǒng)里的可再生能源比例可以進(jìn)一步提高，這構(gòu)成了能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)用情景。
5、幾個(gè)游泳池那么大的儲(chǔ)熱庫！夠壯觀吧！用浮動(dòng)保溫層覆蓋儲(chǔ)熱庫表面來保溫，這技術(shù)聽上去有些土，不過，好像樸實(shí)有效。儲(chǔ)熱損失只占總需求的6%–8%。中國(guó)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)可以考慮這種技術(shù)，尤其像西藏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，陽光好，土地多，其他能源外運(yùn)進(jìn)去成本高，可以率先搞些示范。
6、太陽能供熱站的供熱價(jià)格低于天然氣供熱價(jià)格！吃驚，這事太值得認(rèn)真調(diào)研。
