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清华大学付林:电热抵牾白热化 “以热定电”必需改改了!

:大气净化防治与碳达峰碳中和开展要求下,我国实行严控新增煤电的开展战略。在此配景下,一方面,火电厂正渐渐转型为调峰电站,为可再生动力发电让路或提供须要保证,也使得供热电气化成为将来开展局势;另一方面,比年来各地纷繁加大了火电纯凝机组和机组技能改革力度,将纯凝火电改革为热电联产并接纳余热热量成为将来热电联产的次要开展形式。

(泉源:微信大众号“中国动力报”  ID:cnenergy  作者:仝晓波 吴起龙)

但在热电联产机组“”的运转形式下,尤其是在夏季用电岑岭时期,电、热抵牾愈发凸显。热电机组若发扬最大供热才能,发电着力不行调治;若为了满意电力调峰需求而低落发电着力,供热才能则随之降落。

有没有既满意电力调峰需求,又能无效保证热网供暖的办法?谈及这一话题,克日,清华大学修建节能研讨中心付林传授在承受本报记者专访时“开”出了开展热电协同会合供热新形式的“药方”。“热电厂必需改动现有运转形式,走热电协同之路,云云既可以依照改革前纯凝电厂的方法承当原有的发电调峰职责,又不低落电厂的供热才能,可谓一石二鸟[yī shí èr niǎo]。”

电厂既供热又调峰难分身

现行改革手腕高能低用毛病分明

现在还是我国发电的主体,且短期要地本地位难以改动。我国火力发电厂约一半以上会合在南方地域,此中80%以上的火力发电厂属于热电联产厂,发电的同时兼具保证供热功效,热电厂实在是火力发电厂机动性调治的主力。

“火电将来的定位是同时满意南方地域供热和为可再生动力调峰,但是热电联产‘以热定电’运转形式,热电输入互相耦合、互相制约。因而必要找到一种解耦热电联产的热电输入,使得热电机组在满意供热负荷时,发电还能在大范畴内举行调治的方法。”付林指出。

现在,不少热电联产厂正在研讨、实行机动性改革,经过“热电解耦”给电网调峰。但在付林看来,现行次要热电联产调峰手腕在实践操纵中存在诸多制约,或影响总供热才能,或存在不行逆丧失,在进步电厂机动性的同时会低落动力使用服从。

如经过电热汽锅解耦,必要在热源侧设置电热汽锅,电负荷低谷期时斲丧过剩电力供热。此办法对原体系改革小,热电解耦才能强,乃至可以完成机组零上彀或负上彀,但高能低用、体系低效的缺陷也非常分明。

而在汽轮机旁通主蒸汽对外供热解耦这一方法固然改革复杂,热电解耦才能强,不低落电厂供热着力,但与电汽锅相似,都是将低谷期的电间接转化为热,体系能效低下。

“以电热汽锅为例,固然1度电可变化成1份热,但1份热只能转换为0.4度电,能量转化服从十分低。”付林对记者婉言,用电热汽锅为热电解耦,整个历程相称于先将之前的1份热变化为0.4度电,之后又将这0.4度电转化为0.4份热,换言之终极是将1份热低落为了0.4份热,无疑是一种动力资源的极大糜费。

热电协同为南方地域提供大型“储能宝”

每年可开释2亿千瓦调峰才能

“热电厂必需改动现行‘以热定电’的运转方法。为办理这一题目,九游会提出了热电协同的会合供热体系新形式,基于电厂余热接纳会合供热,可分身进步热电联产的动力使用服从与机动性。”付林夸大,经过热电协同,热电厂仍可依照改革前纯凝电厂的方法承当原有发电调峰职责,且不低落电厂的供热才能。

付林介绍,在热电协同形式下,电负荷岑岭期时,热电厂必要发更多电量,此时可在体系设置一个高温蓄热罐,用体系无法接纳的余热加热蓄热罐里的高温水,将热贮存起来,并将低温蓄热罐已贮存好的的热水置换出来,以维持体系供热才能;而电力负荷低谷期,则少发电多供热,大概用热泵制备热水,并贮存在低温储罐里用于电力岑岭期供热。

如许一来,在电力负荷岑岭期,热电厂也能多发电,热网供热才能却不会低落,从而打破了电厂余热接纳体系的发电功率调治范畴限定,完成了热电协同,大大进步了体系能效。

“与热电联产电厂相比,该形式相称于是一个储电厂、抽水蓄能电站,大概说是超大号的储电池,并且服从高、本钱低。”付林说,若该体系作为调峰利用,并在天下推行,估量每年可为南方地域开释约2亿千瓦的调峰才能,这相称于2亿千瓦的电力储能。

经济技能可行

发起当局主导启动试点树模

在付林看来,将来南方地域夏季干净取暖和“煤改电”范围继续扩展,以及热力行业全体电气化渐渐推进,夏季电力负荷无疑将逐年增加,这意味着夏季热、电需求将同步迎来岑岭。

以北京为例,随着乡村地域大范畴推进煤改电,招致外地电力负荷冬夏根本分歧。不但云云,将来,随着可再生动力发电高比例增加,体系不波动性增长,也会让本来缺电的夏季“落井下石[luò jǐng xià shí]”。

“假如接纳固无方式,则必要多建火力发电厂,但这一形式固然可以满意夏季需求,在冬季却形成糜费,从而推高本钱。”付林坦言,对热电联产厂举行热电协同改革是能办理燃眉之急的办法。

以南方地域某热电厂2×300MW湿冷机组构成的供热体系为例,对电厂举行热电协同改革,完成供暖期发电负荷调治范畴14%—91%,所需中心设置装备摆设为400MW热泵和10万立方米蓄热罐,共约需投资4亿元。

“电厂接纳热电协同体系后,可增长供暖季低谷期机组供热量和岑岭期机组发电量,每个采暖季可取得收益约0.5亿元,热电协同体系投资接纳期约为8年。”付林指出。

“热电协同体系推行使用曾经具有技能可行性,从久远看社会、经济、情况效益兼具。但因其终究属于新兴事物,初期所需投资绝对较高,现在遗憾还没有找到落地场景。”付林坦言,由于现行上彀电价机制,并不勉励岑岭期多发电,反而勉励了不少地方更多接纳低效斲丧低谷电的方法,从而招致了动力糜费,也不克不及办理岑岭期电力充足的题目。

“但假如可以享用与抽水蓄能电站相反的电价,热电协同体系比抽水蓄能电站的投资更小、本钱更低。在坚持总发电量不减小的状况下,假如将低谷期上彀电价低落50%,而岑岭上彀电价进步50%,上述热电协同体系的增量接纳期降可低至4.9年,经济性进一步大幅提拔,云云电热协同才无望真正完成。”付林进一步发起,当局有关部分正牵头展开试点树模,获得肯定履历结果后再适时勉励推行使用。