咱們今天討論供暖,就得仔細談。除了供暖之外,大概就是要實現電氣化,把燃煤、燃氣也給取消,全都用電。這事情就實現了我們建築的零碳。大夥說不行,電裡面70%還是火電,還是有碳的。那是,那是現在。但是不要忘了,現在整個全國能源領域都在努力向著零碳努力邁進,人家電網發電體系,電網公司也在努力,都在制定,逐步逐步怎麼到2030達峰,不要到2060,2050年他們就希望電力系統實現碳中和。
所以等到電力系統碳中和了,咱們將來都用電,是不是咱們建築執行,也就算實現零碳了?所以這個邏輯,就是咱們跟著它一起做,我們把條件佈置好,我們就玩電,發電企業慢慢都變成零碳電了,我當然就零碳了。這是大概的邏輯。
我們現在用的,包括供暖用的燃煤燃氣鍋爐,還有出於其他目的跟建築相關的燃煤燃氣爐子,包括南方蒸汽鍋爐,用於生活熱水,用於醫院、賓館的,對不起,我們一定下一步一步都去掉。這事沒人幫著你,你把蒸汽鍋爐換成零碳鍋爐。用什麼來替代這個呢?今天上午徐院長講了,他是積極主張相變儲能蓄熱+熱泵,來解決供熱需求的問題,而且是高效,從而替代各種燃煤燃氣鍋爐的最好途徑,所以這些零散鍋爐要是能替換,都替換掉了,這是實現電氣化。
但是,是不是靠這事情都解決問題了呢?這麼一說好像在座的都是集中供熱領域,都是熱力公司的朋友,孫總說我熱網歇了,我們這些人吃什麼呢?咱們地下管道怎麼折舊?這些事情到底該怎麼辦?我想咱們今天重點討論這件事情,就是整個北方大的供暖,尤其是城市裡面中國目前發展已經完善的大概縣以上城市,都有集中供熱的企業,都有完善的熱網在那兒供熱,這事情到底靠什麼。
那麼靠什麼,目前就是兩種觀點:一種可能我想徐院長今天上午說,咱改相變儲能蓄熱+熱泵,電清潔了,咱們就清潔了,一把子把球踢到電上,這樣也是可以走通的。再就是咱們積極努力,因為現在中國集中供熱的企業,按照統計一多半已經實現了熱電聯產的熱源大概59%,鍋爐熱源39%,所以熱電聯產、工業餘熱還在積極推廣,這就近60%,所以這塊東西是不是還繼續發展,甚至於靠它成為未來主要的熱源,然後讓相變儲能蓄熱+熱泵+電鍋爐承擔17%,承擔這樣的模式。那樣的話,未來的發展模式、路數都不太一樣,所以這就好好討論。
方向完全不一樣,站在這兒是本通縣還是去天安門方向不一樣,所以現在要把朝東朝西搞明白。所以現在該把這些事情弄清楚。那麼這事情怎麼弄清楚,反而起決定因素的是看到底未來的電力系統是什麼樣的,到底咱們都改成電,前邊說都玩電,是不是電力系統就真的能夠給他們提供全力的零碳電,滿足咱們未來的各種用電要求?能行的話,咱們本事大,咱們改行幹別的事情也行,但是這事情要研究明白。
這樣的話,咱們先看看電力系統。電力系統剛剛說的零碳,就是風電、水電、光電、核電,那麼這些電裡面的特點是什麼呢?
先看水電,水電是現在看真是好極了電的,水電可調節性非常好,因為水庫可以混合,可以加大發電量、減少發電量,可以實現水電調節。但是中國目前水電裝機容量剛才講了3.8億千瓦,發電量是多少?1.5億度電。未來要使勁發展水電,中國已經是全世界水電資源利用比例最大的國家,現在除了喜馬拉雅水電沒好好開發出來,剩下都建的差不多。咱們使勁把各種資源都統計上來,未來是4.8億,咱們大數算5億千瓦,5億千瓦多少度電呢?2萬億度電,這是水電的上限。這是好東西,但是資源有限。
再有就是核電,核電是持續執行的。我剛從核電站來,現在中國是5000萬千瓦核電站裝機容量,未來是多少,現在各部門都在爭論,都在積極探討,覺得核電太好了,零碳、持續穩定的電,多好。但是也受到很多限制,廠址問題、地質條件問題,需要冷卻、安全的問題,遠離大城市的問題。所以未來估計按不同的部門給出來的結果,是低的1.5億千瓦,高的5億千瓦,我個人覺得5億千瓦有點冒進,因為在地圖上不太容易標出來地方,可能2億千瓦這個數還靠譜。如果是2億千瓦的話,核電一年發電7500小時,2億千瓦就是1.5萬億度電。
1.5萬億度電加上水電2萬億,合起來是3.5萬億電,所以咱們拿到手特別踏踏實實3.5萬億度電。但是中國未來要多少億度電?各個機構在分析,下限12萬億度電,上限就不說了。國網公司提出來是15萬億左右,咱們取下限12萬億度電,剛才說3.5萬億核電+水電,這樣的話還剩8.5萬億度電。問題是您要發展8.5萬億度電,從哪兒來?只剩下風電、光電了。
所以未來的重點解決電力綠電的問題,這個寶只能押在風電、光電上,這也是為什麼中央說2030年12億千瓦時裝機容量,剛才胡主任說12億千瓦都不夠,他們將來分析的結果是17億,這是到2030年。到2050年以後,真的滿足全零碳的話,風電、光電的總量,裝機容量都必須在40億到50億千瓦以上。所以,你可以明白風電、光電,在裝機容量上佔到80%以上。電量,剛才說那是3.3萬,這是8.5萬,這是大頭。當風電、光電作為大頭之後,最核心問題出來,核電一年8000小時,水電可調控,風電、光電不可調控,完全由氣候條件決定。
所以發展風電、光電最核心的事情,就變成我怎麼讓不聽話的電源,滿足我人的各種不一樣的要求,這兩者源荷不匹配,所以現在的火電是源隨荷動。要高大比例的光電、光電,要荷隨源動,這方面現在研究的特別多,包括蓄能是核心,沒錯,透過各種蓄能方式,包括化學儲能,不一定是集中,或者是分散,包括電動車,這些東西吸收風電光電一天裡面的變化,這可行。所以一天裡面的變化,靠各種儲能裝置,白天太陽能光足,夜裡沒太陽了,夜裡拿出來用,將來電動汽車普及開了,這事情可以。冬季的取暖也能透過這個“太陽能+儲能蓄熱”解決。
為響應國家節能環保碳中和政策,解決冬季零碳清潔取暖,天帥智慧科技股份有限公司近10年的研究積累,開發出了複合相變儲能蓄熱材料的製備和規模化生產工藝。為實現該項技術的成果轉化和市場化應用,其核心的固態相變蓄熱技術一經推出便贏得市場青睞,僅三年時間,採用該技術就已完成超過27個專案,快速成長為國內相變蓄熱市場的領先企業。
相變蓄熱供暖市場廣闊
相較於傳統的顯熱蓄熱,相變蓄熱這種潛熱蓄熱技術具有更高的能量密度,蓄熱和釋熱過程可控性好、原材料易得,具有較好的市場應用前景。這也是天帥智慧科技將發展高能量密度、高經濟性相變蓄熱材料與技術作為公司核心產品和發力點的主要原因。
天帥智慧科技核心的固態相變蓄熱技術,透過複合成型,可以有效利用相變蓄熱材料的相變潛熱以及封裝顯熱陶瓷材料的耐火度和穩定性,使其在高溫相變狀態下仍然保持原有的固態形貌,而且可以實現上千次迴圈且蓄熱能力不發生較大衰減。也就是說,複合技術可以充分利用現有相變材料的優勢,同時結合了顯熱蓄熱材料原有的優勢。
相變儲能蓄熱供暖市場是近年來新啟動的一個市場,增長快速,但市場需要健康發展,各方應更加重視蓄熱技術,推動成立相關的專業化技術委員會和標準委員會,建立從蓄熱材料,蓄熱裝置,蓄熱系統等一系列的標準和規範。為推動蓄熱技術的良性發展提供頂層規劃。
峰谷價差將進一步拉大蓄熱將更具成本競爭力
電價政策是影響蓄熱專案經濟性的關鍵因素,蓄熱專案是否具有可行性,低谷電價幾乎起了決定性的作用。國家能源局綜合司最新發布的徵求《關於解決“煤改氣”“煤改電”等清潔供暖推進過程中有關問題的通知》再次提到,要認真落實《關於北方地區清潔供暖價格政策的意見》要求,在峰谷分時電價、階梯電價、電力市場化交易等方面進一步加大工作力度。這對蓄熱發展無疑也是利好訊號。
以張家口為例,其創新的“四方協作”機制,透過可再生能源電力市場化交易,電供暖使用者可享受到0.15元/千瓦時的優惠電價,可以實現蓄熱系統的經濟執行,不少蓄熱企業已搶先佈局這些電價優勢地區。天帥智慧科技在張家口已有27兆瓦的蓄熱供暖專案,供暖區域面積超過72萬平米。張家口提出的四方交易機制是非常不錯的一種清潔能源消納方案,蓄熱式電鍋爐這類可控大容量負荷與四方機制相配合是非常有效的。這種機制是獲得多方認可的,可以考慮在清潔能源較為富裕的地區推廣。
隨著峰谷電價政策的全國普及,執行成本低的優勢將會更加突出,受到廣大使用者的歡迎。天帥智慧科技相變儲能蓄熱市場廣闊,有效促進我國社會節能環保。透過與燃煤和燃氣供暖具體對比來看優勢明顯,清潔環保、執行成本低!
第一,使用者側的散燒煤鍋爐會造成嚴重的環境問題,與清潔供暖背道而馳,從社會角度來看,由此帶來的環境修復成本以及因為環境汙染而帶來的健康醫療成本不可忽略。
第二,2017年和2018年的燃氣供應緊張也讓很多人意識到,燃氣並非一個可靠的能源資源。透過核算,與多個省市的燃氣供暖專案相比,谷電供暖也是具有競爭力的。
就電蓄熱執行價格的未來走勢,隨著社會經濟的發展,第三產業的比重增加,電網的峰谷差將進一步拉大,透過蓄熱蓄冷可以為電網提供一種“增量調峰”的技術手段,對於電網的安全執行是有利的,更大的峰谷電價差也將成為必然。此外,根據電改9號檔案,電力市場將逐步放開,使用者與發電企業間的直接交易機制也在逐步完善,這都將帶來電價差的進一步拉大,谷電價格的進一步降低,這將為蓄熱技術的應用提供更好的電價支撐。
西北地區為蓄熱技術應用提供潛力市場
當前,蓄熱技術在棄風棄光較多的西北地區,可以獲得更低的電價,由此帶來了更廣闊的應用空間。但我國西北地形特殊,氣候條件較為惡劣,這也為蓄熱技術在當地的應用帶來了一些挑戰。2020年7月27日,由天帥智慧科技承建的青海省古羅州般麻縣高海拔地區複合相變儲能蓄熱清潔供暖系統除錯並投入執行。該專案共投資1275萬元,建設3臺3700kW相變蓄熱電鍋爐,總供暖面積達17萬平方米。專案地果古羅州般麻縣的海拔在3500米以上,自然條件惡劣,在蓄熱電供暖技術領域,此前尚未有同類案例,該專案的成功建設實現了從0到1的突破。
在技術設計方面,高原地區空氣較為稀薄,對電氣及爐體絕緣提出了更高的要求、低氣壓下的水沸點過低也會對氣水換熱器的換熱結構設計和安全防護提出更高要求,蓄熱材料與換熱空氣以及換熱空氣與換熱器之間的換熱設計也非常關鍵,公司團隊從高海拔對電氣及爐體絕緣的要求、蓄熱材料的基本效能到換熱過程都做了深入分析,最佳化裝置結構設計,確定了適應高原絕緣的電氣技術引數及裝置設計。
在系統執行成本方面,應該說青海並沒有提供較好的低谷電價政策,但青海有著量大質優的太陽能資源,只需推廣大容量的可控負荷以配合清潔能源消納的需求,未來也將有望享受到更低的電價支援。透過一個供暖季的執行檢驗,該專案蓄熱電鍋爐的執行效果得到了各方肯定,這也幫助天帥智慧科技斬獲了更多的專案訂單,截至目前,天帥智慧科技在今年已經獲得了三江源地區超過73餘萬平米的供暖工程專案合同。
古羅州般麻縣專案的執行效果特點
第一,供暖保障度高,天帥智慧科技作了相關的試點,供暖效果非常不錯,保障了居民正常的供暖需求。高海拔地區的自然條件比較惡劣,停電事故時有發生,檢修難度也很高,大容量相變儲能蓄熱裝置的應用,實現了停電不停暖。
第二,運維經濟性好,透過一個供暖季的執行來看,在高海拔地區其實際執行效果優於燃煤,分析來看,包括兩個因素:1、高海拔地區因為交通等問題,燃煤的輸運成本過高;2、電供暖具有較好的可控性,天帥智慧科技透過在鍋爐上集成了天氣預測模組,可以較好地對鍋爐的能耗進行控制,減少能源浪費,降低綜合能耗成本。
國網提到的“青海綠電15日”中明確提出了去年年底高海拔地區的蓄熱工程專案對青海綠電的貢獻,國網青海省電力公司組織果洛藏族自治州6家用電容量為3.43萬千瓦蓄熱式電鍋爐使用者參與交易,其間累計增加光伏消納158.3萬千瓦時。相變儲能蓄熱技術為西北地區的新能源消納正在發揮越來越大的作用。