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風電供暖“一把鑰匙打開兩把鎖”

國家能源局日前下發《關於做好風電清潔供暖工作的通知》明確提出,將在北方具備條件的地區推廣應用風電清潔供暖技術。能源局緣何力推風電清潔供暖?這將對我國北方地區帶來怎樣的影響?《經濟參考報》記者就此采訪了我國風電的有力推動者和風電供暖工作的最初倡導者———國家能源局新能源和可再生能源司副司長史立山。
  “熱能是能源終端消費的重要形式,甚至是工業生產和人民生活所不可缺少的能源消費形式,但目前北方地區供熱主要依靠燃煤鍋爐。”史立山說,如果采取風電供暖,將燃煤鍋爐改為蓄熱式電鍋爐,既可大大提高北方風能資源豐富地區的消納風電能力,又可降低因燃煤機組帶來的大氣霧霾汙染,堪稱“一把鑰匙打開棄風限電和霧霾汙染兩把鎖”。
  北方冬季霧霾重重燃煤排放是禍根
  今年以來,我國北方地區持續出現的霧霾天氣,引起國內外輿論的普遍關注。史立山分析認為,霧霾主要是由空氣中的微小顆粒集聚和空氣流動性差引起,空氣流動性差是外因,微小顆粒集聚過多是內因。微小顆粒與燃煤、機動車、工業生產排放和施工揚塵等密切相關,其中最重要的原因當屬燃煤排放。
  “持續霧霾天氣給我國能源利用方式亮起了紅燈。”史立山說,我國能源消費以煤為主,2012年的能源消費總量36.2億噸,其中煤炭消費占近70%,我國能源消費約占全球能源消費的20%,其中煤炭消費占全球煤炭消費的近50%,由此產生的環境問題越來越突出,大氣霧霾便是環境問題的重要方麵。
  據史立山介紹,我國北方地區因冬季寒冷、建築取暖能源消費量巨大,目前主要以燃煤取暖為主。初步統計,目前北方城鎮民用建築麵積約90億平方米,其中70%采用集中供熱方式采暖,其餘為分散采暖或無采暖設施。集中供熱係統的熱源一半由熱電聯產方式提供(主要為燃煤熱電聯產),另一半由燃煤、燃氣鍋爐提供,每年建築取暖的煤炭消費量約1.6億噸標煤。此外,廣大農村地區冬季采暖的能源消費量也很大,很多地方也以燃煤為主,而且效率更低,汙染物排放更多。
  “特別是2012年底華北地區處於極端低溫天氣,導致采暖供熱的燃煤量增加,相應的汙染排放量也增加,加之空氣濕度較大,汙染粒子吸水後變大,形成了嚴重霧霾天氣,給人們身心帶來極大危害。”史立山強調指出。
  如何減少霧霾,改善大氣環境質量?史立山認為,除提高燃油標準、加強施工管理、嚴格控製汙染物排放外,最重要的措施就是要減少煤炭消費。目前全球已進入重要的能源轉型時期,主要目標是經過幾十年努力把目前以化石能源為主的能源結構轉變為以可再生能源為主。然而,我國近年來煤炭消費卻每年以2億多噸的量持續增加,由此帶來的汙染物排放不斷加劇。
  棄風問題愈演愈烈清潔風電浪費驚人
  據了解,作為重要的可再生清潔能源資源,我國風能資源極其豐富,陸地可開發裝機容量達25億千瓦,且主要集中在“三北”地區,約占全國的90%。近年來,我國風電產業發展迅速,風電裝機連續多年翻番增長,到2012年底全國風電裝機已達到6300萬千瓦。
  “應該說,在國家可再生能源法等一係列政策法規的支持下,我國可再生能源發展取得了舉世矚目的成就。特別是風電裝機已躍居全球第一位,而且風電已成為我國第三大電源,為我國調整能源結構、減排溫室氣體、保護生態環境作出了重要貢獻。”史立山說,“然而,由於目前電力技術和管理體製還不能適應風電自身的波動性特性,風電消納瓶頸凸顯。”
  來自中國風能協會的統計顯示,2012年,我國風電棄風電量總計達200億千瓦時。風電平均利用小時數比2011年有所下降,其中最嚴重的省份風電利用小時數下降到1400小時左右。目前,我國風電發電量僅占全部電力消費量的2%。
  “這其中最嚴重的省份指的就是吉林省。”史立山告訴記者,2012年吉林省電網直調裝機容量為1932萬千瓦,其中供熱機組為1278萬千瓦,最大用電負荷為875萬千瓦,最小用電負荷僅為397萬千瓦,在用電低穀時段根本沒有風電的運行空間,致使全省風電運行隻有1420小時,1/3的電量被白白棄掉。
  分析其因,史立山說,主要是因為在北方地區冬季供暖期間,風電機組運行與熱電聯產機組運行矛盾突出,致使風電機組被迫大量棄風。我國北方地區風能資源的特點是“冬季大夏季小、夜間大白天小”,也就是說,北方風資源相對集中在冬季夜間時段,而這時正是用電負荷的低穀時段和取暖供熱的高峰時段。為了滿足建築取暖供熱需要,熱電聯產機組需優先運行,幾乎把電力負荷的空間全部占去了,風電機組被迫棄風停運。
  “隨著風電裝機規模的擴大,風電棄風問題特別是北方冬季的棄風限電問題將愈加嚴峻。”史立山說,如何解決北方冬季風電機組運行與熱電聯產機組運行的矛盾,已經成為岛国av免费观看麵前一道亟待解決的課題。
  推動風電供暖“一把鑰匙開兩把鎖”
  一方麵是燃煤機組發電供熱嚴重汙染環境,另一方麵清潔風電棄風限電浪費驚人。據史立山介紹,正是在此背景下,中國大唐集團新能源股份公司於兩年前在吉林省白城市洮南投資建設了風電供暖示範站,積極探索利用風電冬季供暖的新路徑。
  “這是一座供熱麵積為16萬平方米的蓄熱式電鍋爐示範站,安裝了9台2000千瓦的電鍋爐,利用用電低穀時段的風電棄風電量進行加熱和儲熱,在用電高峰時段,電鍋爐停運,由儲熱係統進行供熱。”史立山說,“兩年的運行實踐表明,利用蓄熱式電鍋爐解決建築取暖在技術上是可行的。”
  據了解,與燃煤鍋爐供熱相比,電鍋爐不需要燃煤係統,不需要運輸煤炭,特別是電供熱係統運行管理方便,清潔環保。但同時也存在經濟性較差等問題。目前,大唐風電供暖示範站采取由風電場與供熱站捆綁的方式進行建設和運行,通過保障風電場的運行來彌補供熱站的運行成本。
  史立山告訴記者,他曾赴大唐風電供暖示範站現場考察,經初步測算,每20萬平方米的建築供熱取暖麵積,需要配置電蓄熱鍋爐的功率為2萬千瓦,約需消耗2300萬千瓦時的電量,主要在用電負荷的低穀時段運行,並可較靈活地參與電力係統的調節運行,是當前最現實和經濟可行的調峰負荷。
  據統計,目前吉林全省供熱麵積為4 .16億平方米,其中熱電聯產供熱麵積1 .88億平方米、大型區域鍋爐供熱麵積1.7億平方米,小型鍋爐供熱麵積5000萬平方米。如果將現有小鍋爐供熱改為電蓄熱鍋爐供熱,在冬季供暖期將可增加500萬千瓦的電力負荷,消費電量60億千瓦時,相當於節約200萬噸標煤的煤炭消費。
  “如果在北方地區的城鎮實施‘以電代煤’供熱工程,把燃煤小鍋爐供熱改造為風電電蓄熱鍋爐供熱,每增加100萬平方米的電鍋爐供熱麵積,就可以增加有效電力負荷10萬千瓦,節約燃煤4萬噸標煤。”史立山說,“這相當於一把鑰匙打開兩把鎖———既可大幅減少煤炭消費,減排二氧化硫及微小顆粒物的排放,改善大氣環境質量,也可以有效消納風電電量,減少棄風限電,促進風電更大規模發展。”