21世紀經濟報道記者李德尚玉 實習生董世捷北京報道 隨著北京環球影城的游覽熱度持續走高,環球影城內的CCHP能源中心項目因為清潔能源利用率達到了100%而受到了越來越多的關注。
環球影城內的CCHP能源中心項目由北京燃氣能源發展有限公司負責建設和運營,采用了燃氣冷熱三聯供技術、冰蓄冷等低碳節能技術。
清潔能源100%利用率是否值得復制推廣?清潔能源和可再生能源有什么區別?應當如何平衡可再生能源的節能減碳效果和較高投資成本之間的關系?近日,帶著以上問題,21世紀經濟報道(以下簡稱“21世紀”)專訪了北京燃氣能源發展有限公司總經理白一。
白一表示,可再生能源使用需因地制宜,既要考慮經濟效益,也要考慮具體的城市資源、項目策劃。企業如果盲目使用可能會導致后期經營效果不佳,難以繼續推廣可再生能源技術。
企業使用可再生能源要注意兩點
《21世紀》:“雙碳”目標提出后,北京燃氣能源發展有限公司在技術方面如何助力這一目標實現?
白一:北燃能源為踐行“雙碳”目標,使用了燃氣冷熱電三聯供、光伏、冰蓄冷、地源熱泵、空氣源熱泵等近十種技術,我主要介紹三種。
第一,燃氣冷熱電三聯供技術。此前大部分企業都直接使用鍋爐燒燃氣供應熱水,燃氣直接燃燒溫度可達到1000-2000攝氏度,但其實冬天供暖的熱水溫度50-80攝氏度就夠了,用這么高的熱量供應這么低溫度的熱水,燃氣的綜合利用效率是比較低的。因此,我們公司開始進行燃氣綜合利用和梯級利用,主推燃氣冷熱電三聯供技術,即在燃氣燃燒完后,先將高溫煙氣用于發電,發電后剩余的排煙溫度還能達到300-600攝氏度,此時再將其用于供熱,無形中就減少了很多碳排放,節能效果比常規供熱技術高出30%-40%左右。我們在環球影城CCHP項目上也運用了該技術。
第二,地源熱泵技術。燃氣冷熱電三聯供技術將燃氣作為一次能源輸入生產熱、冷和電,燃氣雖然是清潔能源,但依然屬于化石能源的范疇。隨著可再生能源應用的普及,我們公司開始轉向使用地源熱泵技術,即往地底打100-150米的管道,冬天從地底取熱供給居民使用,夏天再把熱灌回地底。相當于把大地當成一個蓄熱體,冬天往外抽熱,夏天往里灌熱。
第三,地源熱泵與燃氣冷熱電三聯供耦合供應技術。地源熱泵和燃氣冷熱電三聯供的技術耦合性特別好。
一是經濟效益方面,因為地源熱泵技術是靠電驅動,讓供熱或制冷介質實現在建筑和土壤間的循環,而三聯供正好是將發電后的余熱用于供熱制冷,這使得供能企業可以使用自己生產的電驅動地源熱泵實現供熱制冷,而燃氣三聯供的發電成本是遠低于市政電價的,大大提高了企業的經濟效益。
二是穩定性方面,不管電網的情況如何,供能企業始終都可以給能源系統自主進行供電。
三是熱量平衡方面,地源熱泵有一個很大的問題——保持土壤里的熱量平衡,即冬天取出來的熱要差不多等于夏天灌回去的熱,否則設備在幾年內就不能再穩定使用了。但在實際的項目運行上,常常難以保證冬天取的熱和夏天灌回的熱完全一致,此時三聯供最后排放的余熱就可以用于平衡熱量。
《21世紀》:什么樣的地方更適合進行可再生能源的布局?
白一:新建項目比較適合,因為可以從一開始就進行管道、設備等布局。但是,可再生能源較高的投資成本、運行成本是制約因素,比如光伏發電系統存在“靠天吃飯”的問題,必須有太陽照射才能發電,因此它只有白天能發電。再比如空氣源熱泵,通過和空氣交換熱量實現供熱,其投資成本要低于同樣使用可再生能源的地源熱泵。
空氣源熱泵也存在幾個問題。
一是運行成本高??諝鉄岜迷诘蜌鉁丨h境中運行時存在效率衰減,在冬季較長的城市會導致運行成本增加。
二是出水溫度不高??諝庠礋岜玫某鏊疁囟却蟾旁?5攝氏度左右,如果居民家中安裝的是對出水溫度要求較高的暖氣片,尤其在有換熱站的供熱系統中,供應起來就比較吃力,需要配置其他高溫熱源拉動供水溫度,而同時使用兩套系統必然會導致投資成本增加。
三是占地和噪音問題??諝庠礋岜眯璋惭b在有空氣流通的位置,可能會占據大量空地,運行時發出的噪音若離居民區較近也可能會對居民生活產生影響,噪聲處理的成本也將隨之增加。
《21世紀》:清潔能源100%利用率是否值得復制推廣?
白一:目前,我國尚處在從清潔能源向可再生能源逐漸過渡和認同的過程中,對可再生能源的使用需要因地制宜,企業如果盲目使用可能會導致后期經營效果不佳,難以繼續推廣可再生能源技術。
站在能源企業的角度,推廣可再生能源建議重點考慮兩個方面。一是經濟實操性,企業能否承擔較大的前期投資,或能否找到可以負擔較高冷熱成本的用戶。二是供能穩定性,企業要提前想好可再生能源不穩定性發生時的應對方案。
節能減碳技術兼顧效益與安全
《21世紀》:環球影城CCHP能源中心項目你們采用了哪些節能減碳技術?
白一:環球影城CCHP能源中心項目比較看重經濟性和運行穩定性,因此我們采用了燃氣三聯供技術結合冰蓄冷的技術路線用以兼顧經濟效益、供能安全穩定性和靈活性,再加上我們此前已經有很多三聯供項目的實際運行案例,所以環球影城方對我們的技術方案相對比較認可,最終促成了這項合作。
項目建設過程中,整個管道的預制化率達到了90%以上,也在和美方的配合過程中滿足了他們比較高的建設標準和技術細節要求。
此外,環球影城CCHP能源中心項目還使用了冰蓄冷技術,并通過利用峰谷電差提高效率,降低運行費用。
第一,環球影城全年都需要供冷,尤其是夏天最熱的白天時段,因此其冷負荷大,供冷成本占機房總成本比例特別大。
第二,現在北京工商業是峰谷平的電價,白天電價是0.8-1.3元,夜間電價比較便宜,大概0.5-0.6元。冰蓄冷技術是在晚上大家幾乎不需要用電的時候,使用雙工況制冷機將能源儲存起來,到了白天最熱的時候依靠夜里儲存的能源供冷,這樣可以大量減少白天的用電量,提高電網的使用效率。
《21世紀》:你們在北京城市副中心能源站項目中,如何在運用節能減碳技術的同時保證系統安全性?
白一:我們會在使用可再生能源的同時輔以清潔能源進行保供,比如在使用地源熱泵技術時輔以燃氣或電力補充其供冷供熱功能,平抑地源熱泵的不穩定性。
在北京城市副中心能源站項目中,我們選擇了鍋爐、電制冷作為尖峰負荷時的調峰設備,同時也可以在地源熱泵的土壤溫度無法達到時作為補充配合。我們將鍋爐、發電機最后排出的煙氣進行了深度回收,與地源熱泵土壤側的水又進行了一次換熱。這樣,既能將排出的煙氣溫度控制在25攝氏度以下,同時也能給地源熱泵的土壤再灌回一些熱,使其冬季的運行更穩定。同時,在北京城市副中心能源站項目中,我們還使用了水蓄能技術,利用夜間低價的谷電儲存冷熱水用于次日白天的供應,平抑白天的峰電電價。
《21世紀》:智慧能源管控平臺的“智能化”體現在哪些方面?對節能減碳起到了哪些作用?
白一:我們基于供能系統和設備性能的不同,有針對性地自主研發了具有多種控制邏輯的智慧能源管控平臺。智慧能源管控平臺的應用,在優化項目運行,減低能源成本,促進節能減碳等方面起到了十分積極的作用。
舉兩個例子,一個是根據實時的負荷變化,智慧能源管控平臺會自動調整水泵的開啟臺數與運行頻率,在保證供能質量的同時,提升系統了能效;另一個是根據季節性的負荷變化,自動調整各個設備的出力和能源品質,比如在夏季七、八月最熱的時候,智慧能源管控平臺會自動將出水溫度調節至6-7攝氏度,而在九月將出水溫度升至10攝氏度左右,滿足末端用戶的需求同時也能相應降低了能耗。