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用空氣源熱泵先進技術,其經濟性更加明顯

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2019-09-18 09:04:56    點擊數:-   【

從2014年6月13日習近平總書記提出“四個革命、一個合作”的能源新戰略至今,已經過去了整整五個年頭。五年來,在這一戰略指引下,我國能源行業通過促進技術進步和深化改革,無論是在供給側還是消費側,以及國際合作方面,都取得了巨大的成績,產生了深刻的變化。在新能源生產等領域,革命性的轉折點已經顯現,非化石能源替代化石能源的趨勢已不可阻擋,能源轉型進入了一個全新的階段。今后一個時期,圍繞既定目標,面對新形勢,還需要各方協調、創新,共同推動新時代能源革命的到來。


在供給側,非化石能源取代化石能源的條件初步具備


要實現非化石能源對化石能源的大規模替代,最主要的是解決風、光等新能源的經濟性和電力供應的不穩定性問題。基地式規模化的開發、能源技術的不斷進步、智能控制技術的廣泛應用,為我們提供可行解決方案。


“2毛錢”上網電價,能源生產大規模清潔替代的轉折點。隨著新能源發電技術的不斷突破和日益成熟,其開發成本逐漸降低。當上網電價接近“2毛錢”時,新能源建設及生產成本優勢將更加明顯,非化石能源將加速替代傳統化石能源。根據國際可再生能源署(IRENA)數據顯示,2010年至2018年,可再生能源發電成本大幅下降,其中太陽能發電全球平均成本下降75.7%,陸上風力發電下降25%。


在世界某些地區,陸上風能和太陽能光伏發電的成本可達到每千瓦時0.04美元,巴西某光伏項目最新中標價格僅為1.75美分/千瓦時,折合人民幣度電成本僅為0.12元,“2毛錢”新能源上網電價已具備同火電標桿電價同臺競爭的潛力。我國風光資源豐富,內蒙古、新疆等地風光資源開發1/60,即可滿足全國電力需求。相比于分布式能源開發,大規模集中開發新能源,一方面可通過規模效應降低造價,另一方面由于大規模開發風電、光伏能有效互補,提升風光整體利用效率,實際生產效益有所增加。


2018年,我國陸上風電項目平均單位千瓦造價約為7100元,部分地區風電項目單位千瓦造價已低于6000元;光伏全年平均單位千瓦造價約5500元,部分光伏電站單位千瓦造價已低于4500元。如在內外蒙選取年利用小時3000小時以上的區域,建設1~2億千瓦的風電,其風資源是充沛的,上網電價可達0.2元/千瓦時。又如在青藏高原、柴達木盆地等區域建5~10億千瓦光伏,其光資源利用小時數可達到2000小時,單位造價也可實現4000元/千瓦,原預測2023年可達到的0.2元/千瓦時的上網電價,目前就可實現。


儲能和需求側管理可以有效改善新能源的不穩定性。近年來,儲能技術的快速發展及成本持續下降,使其在新能源領域的應用越來越廣泛。它不僅能使新能源更有效的利用,減少棄風棄光,還可以平抑發電出力,提高電能質量,使更多的“2毛錢”新能源得到消納。同時,當新能源的發電成本降到“2毛錢”或更低時,通過針對性的電力需求側管理,可以為新能源的不穩定性問題找到新的解決方案。如調整峰谷電價差,谷段電價設定在0.1~0.2元/千瓦時,峰段電價設定在0.9~1.0元/千瓦時。通過價格信號鼓勵需求側的用戶在谷段多用電、峰段多放電,使蓄電、蓄熱、蓄冷、蓄氫等多種能源形式、多種設備資源得到合理有效的利用。通過時間、空間兩個維度的調節,解決新能源出力與負荷同時率差的問題,進而降低新能源不穩定特性對能源供需的影響,促進新能源大規模利用。


智能控制技術為能源轉型提供了保障。大數據、云計算、物聯網、移動互聯網等先進信息技術與能源行業正在深度融合。各種智能控制技術使得能源資源配置更加靈活高效,多能互補、智能電網、車網互聯等技術在“源—網—荷—儲”各領域實現快速突破,更加智慧、柔性更高的新一代電力系統正在加速形成。同時,城市級、園區級、系統級能源智慧控制系統也得到了廣泛應用,為能源電力系統帶來了“智慧大腦”,使能源電力資源能在更大范圍內實現靈活高效配置,實現出力和負荷的動態匹配,促進了不穩定非化石能源的消納。


在消費側,大規模電能替代初具經濟性


在能源消費側,除了工業用戶,供暖和交通是最主要的兩個終端用能領域。如上所述,在新能源上網電價下降的前提下,通過拉大峰谷電價差,特別是降低谷電價格,如“2毛錢”,可以實現大規模電能替代,以電為核心的能源消費新時代將加速到來。


電供熱可取代天然氣供熱。1立方天然氣燃燒后的熱值約36兆焦,1度電的熱值約為3.6兆焦,即10度電產生的熱值與1立方天然氣熱值相當。當采用天然氣鍋爐和直熱式電鍋爐進行供暖時,考慮管網及換熱站損失后,兩者系統供熱效率相當。以北京地區商業天然氣及銷售電價估算,若以2毛錢清潔電力為熱力生產原料時,考慮輸配成本、稅收、線損折價等因素,其終端銷售電價可控制在4毛錢以內,使直熱式電鍋爐供熱具有同天然鍋爐氣供熱相當的經濟性,若采用空氣源熱泵等更先進技術,其經濟性將更加明顯。“2毛錢”的用電價格可實現電供熱對天然氣供熱的加速取代。


電制氫可實現燃油替代。若以“2毛錢”的清潔電力制氫,平均60度電可制1公斤氫氣,1公斤氫氣可使氫能汽車實現100公里續航里程,考慮氫氣儲運、加氫設備及加氫站運行維護成本,1公斤氫氣的終端使用價格約在40~50元左右,百公里用能成本約0.4~0.5元。因此,考慮技術成熟度及各環節成本下降趨勢,當制氫度電成本為“2毛錢”時,氫能汽車則具有汽油汽車同樣的經濟性,可大規模實現對燃油車的替代。


能源轉型新階段的展望


新能源“2毛錢”上網電價和消費側“2毛錢”谷電價格,是能源轉型進入新階段的重要標志。前者使供應側清潔能源大規模替代化石能源成為可能,后者使消費側電能大規模替代化石能源成為變得可行。能源轉型進入新階段,必將帶來能源生產方式、消費觀念和社會生態的變化。“清潔主導、電為主體”的能源格局是發展的方向和趨勢。基地式規模化開發與儲能配合將成為主要的清潔能源開發方式。利用遠方輸送來的清潔電力及本地開發的分布式清潔能源,氫能小鎮、零碳小鎮將大量出現,形成無碳、無煤、無油、無天然氣城鎮能源發展的新模式、新思路。


當前,推動“2毛錢電價”新時代來臨,仍需從“源—網—荷—儲”等方面進行“綜合配套改革”,以體制機制為保障,以各級政策為引導,以技術創新為手段,以市場競爭為動力,才能實現能源革命的“全面突破”,加速能源革命進程。

此文關鍵字:空氣源熱泵 熱泵 新能源

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