山西 | 国家电投繁峙风电清沽能源供暖项目

来源:国家能源局 作者:全国可再生能源供暖典型案例汇编 标签: 绿电供热 能源局征集案例        收藏 0   

2022
10/31
18:20
国家能源局
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导读

国家电投繁峙县 20 万千瓦风电清洁能源供暖项目分两期建设, 配套建设40 万平方米电采暖供热站。 两期项目分别于 2017 年、 2018 年取得核准, 2020 年 12 月项目全容量并网发电。 在风电场未投运、取暖费未明确的情况下, 为保障民生, 国家电投陕西公司认真组织, 积极谋划, 繁峙供热站于 2019 年 7 月开工建设, 当年年底建成投运, 并已顺利完成两个供热季的供暖任务。


一、项目基本情况
       国家电投繁峙县 20 万千瓦风电清洁能源供暖项目分两期建设, 配套建设40 万平方米电采暖供热站。 两期项目分别于 2017 年、 2018 年取得核准, 2020 年 12 月项目全容量并网发电。 在风电场未投运、取暖费未明确的情况下, 为保障民生, 国家电投陕西公司认真组织, 积极谋划, 繁峙供热站于 2019 年 7 月开工建设, 当年年底建成投运, 并已顺利完成两个供热季的供暖任务。 
       供热站位于山西省忻州市繁峙县大营镇大营村, 总投资约 8000 万元, 占地面积 6400 平方米, 主要利用电网低谷时段电量进行蓄热,向繁峙县大营镇区域建筑物进行供热,最大供热能力 40 万平方米。 目前已供面积约 15 万平方米, 包括居民用户、养老院、中小学、综合市场、政府办公楼及宿舍、派出所和交警队, 其中居民用户 1000 余户。 
二、技术路线
       国家电投大营供热站主要包括电蓄热锅炉、换热系统、变配电系统,现巳建成 2 台单机 9 兆瓦的固体氧化镁砖高温蓄热电锅炉, 每台锅炉自带 6 台额定功率为 12. 5 千瓦循环风机,以及 2 台换热器,设置 2 台热网循环水升压泵, 最大供热能力为 40 万平方米。供热站采用能源跟数字化、智能化、互联网的紧密结合, 形成具有产业特色的 “云端、源端、末端 一体化智慧供暖系统, 是互联网、物联网、人工智能及复合闭环反馈等前沿技术的综合应用。 
       突出特点主要有:
        一是本项目采用固体电蓄热锅炉, 该锅炉体积小, 占地面积少, 厂房小, 工程造价相对较低;
       二是电蓄热锅炉为纯电阻加热, 可设置谷电期自动加热, 用时可在任意时段和温度放热, 大大减少现场运维人员; 
       三是电蓄热锅炉蓄热材料为熔点 2800 C 的高温固定合金蓄热材料,具有体积小、蓄热能力强、 性能稳定等优点, 可连续长时间运行免维护, 反复加热中不会产生粉化, 安全风险较低;
       四是该项目主要利用夜间电网低谷期电价时段的电力, 同时进行制热、蓄热和供热,蓄热部分满足全天谷电之外时段持续供热的需求, 有效实现清洁能源的 “空间转移” 和 “时间转移” ;
       五是采用互联网云数据平台, 实现远程监控、 数据分析、 开放兼容;
       六是采用高精传感器、精准执行器、 远程操作器, 实现全网联动;七是采用系统热记忆, 实现自学习、自适应、 自矫正;八是根据室温、 气温、 光照、 风雪、 人体感应、 用能需求闭环反馈存蓄热量,按需供能。 
三、运营测算
       国家电投大营供热站全部建成后, 主要利用夜间电网低 谷电力, 进行制热、蓄热和供热,满足全天持续供暖的要求。 采暖季消耗电量约 5000 万千瓦时, 其中可以利用电网谷段电量约 4500 万千瓦时,占整个采暖期用电量的 90%。用电量约为 500 万千瓦时, 参考山西省大工业电价(谷段 0.2755 元/kWh、 平 段 0.4730 元/kWh、峰段 0. 6853 元/kWh),电费约 1956.25 万元,其中包含容量电费 480 万元, 度电电价约 0.39125 元/kW,正常收取供暖费并扣除运 营成本后,年亏损约 1680 万元。2020-2 021 年度,供热站用电量 1900 万千瓦 时, 运营费用(含 电费)约 1000 万元。 
四、项目意义
       (一)安全效益。 项目充分 利用 “ 2 毛钱" 谷电供热替代燃煤供热, 有力提高能源利用安全水平,是落实习近平总书记 四个革命、 一个合作“ 能源安全新战略的重要举措。 
       (二)调峰效益。 供热站首先重点利用低谷时期的富余风电,有效实现了电网削蜂填谷,缓解高峰供电压力,促进风电和光伏发电等可再生能源电力消纳空间,为电网安全稳定运行提供了新的途径。 
       (三)环保效益。 项目采用风电供暖,替代区域燃煤小锅炉,减低了散煤的利用,有效降低了环境污染。 供热站、风电场每年可节约标煤 14 万吨,减少二氧化硫排放 150 吨、 碳氧化合物 140.3 吨。 
       (四)民生效益。 项目建成后解决了繁峙县大营镇群众的冬季供暖问题, 使广大人民群众可以享受到绿色能源带来的光和热,起到广泛的民生效益。 
       (五)示范效应。 项目作为山西首批风电供暖示范项目,促进了清洁能源的综合使用,扩大了风电项目产业链,是山西省能源转型发展的有益探索和良好实践,为当地政府 “ 争当清洁能源排头兵” 作出积极贡献,将起到积极的示范引领作用。 
 五、典型经验和做法
       风电清洁供暖对于提高北方风能资源丰富地区消纳风电能力,缓解北方地区冬季供暖期电力负荷低谷时段风电并网运行困难,替代现有的燃煤小锅炉,解决分散建筑区域及热力管网或天然气管网难以到达的区域的供热需求,促进能源利用清洁化,减少化石能源低效燃烧带来的环境污染,改善北方地区冬季大气环境质量意义重大。 
       突出特点主要有:一是本项目采用固体电蓄热锅炉, 该锅炉体积小, 占地面积少,厂房小,工程造价相对较低;二是电蓄热锅炉为纯电阻加热,可设置谷电期自动加热,用时可在任意时段和温度放热,大大减少现场运维人员;三是电蓄热锅炉蓄热材料为熔点 2800℃的高温固定合金蓄热材料,具有体积小、蓄热能力强、性能稳定等优点,可连续长时间运行免维护,反复加热中不会产生粉化, 安全风险较低;四是该项目主要利用夜间电网低谷期电价时段的电力,同时进行制热、蓄热和供热,蓄热部分满足全天谷电之外时段持续供热的需求,有效实现清洁能源的“空间转移”和“时间转移”;五是采用互联网云数据平台,实现远程监控、数据分析、开放兼容;六是采用高精传感器、精准执行器、远程操作器, 实现全网联动;七是采用系统热记忆,实现自学习、自适应、自矫正;八是根据室温、气温、光照、风雪、人体感应、 用能需求闭环反馈存蓄热量,按需供能。 
六、问题和建议
       (1)建议进一步细化相关政策, 实现优先上网和全额收购,缩小项目与一般风电的盈利差距, 不断释放示范效应。 
       (2)建议将风电供暖项目尽快列入 “煤改电” 目录,可降低供热站用电成本, 可有效降低运营成本。 
       (3)用户电价上涨,且因现货期间零售用户 24 小时电价统一, 供热站巳根据用热特点调整至早晚高峰时段,不仅放弃了锅炉自身的优势,而且给电网造成压力。 建议同意供热站以正当理由退出电力 交易市场,恢复目录电价, 则可进一步降低供热站亏损, 提高清洁能源供暖示范效应。
 
 
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