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【技术前沿】供暖技术推陈出新,熔盐蓄热辛集试水
发布时间:2017-05-02   浏览次数:
 

 近阶段,随着对清洁供暖的广泛关注,各项供暖技术也在推陈出新,弃风弃光或谷电加热熔盐蓄热供热(以下简称“熔盐蓄热供热”)就是业界较为关注的一项。2016年5月17日,包括两院院士近20位专家对该技术用于集中供暖进行可行性论证后认为,上述技术可行,是燃煤替代、解决北方雾霾的有效技术途径之一,也是国家大气污染防治行动计划、国家可再生能源消纳、电力削峰填谷等国家政策明确支持和推广的技术。那么,熔盐蓄热供热技术真正落地用于集中供暖的效果如何?是否具有复制推广的价值?近日,记者对此进行了走访调查。 

  示范工程落地“皮都”:从光热发电到集中供暖的新尝试

  河北省辛集市育红街崇阳小区原本只是一个普通的城中村改造小区,因为“尝鲜”新技术供暖而受到很多关注,2016~2017年整个供暖季,前来探访取经的人络绎不绝。

  示范工程为何选择落地辛集?国家太阳能光热产业技术创新战略联盟专家委员会副主任马重芳表示:“辛集素有‘中国皮都’之称,以皮革、机械、化工、农产品加工等为支柱产业,长期处于雾霾严重的核心区,且崇阳小区属于典型的城中村新建区,因此示范工程首选辛集具有典型的示范意义。”

  据了解,辛集示范工程计划供暖面积13.3万平方米,投入运营的一期7.5万平方米,末端采暖方式为地暖,热源是低谷电(当日22时至次日6时),室内温度为20~24摄氏度。“按最冷的1月计算,加之新建小区需要‘烤楼’而增加成本,整个供暖期的单位面积供暖运行电费成本为21.6元/平方米。2月8日以后,电费成本降至14.4元/平方米。按设计期测算,电费成本为16.8元/平方米。现在看来,该测算值与实际运行情况基本吻合。”熔盐蓄热供热示范工程投资方、运营方相关负责人李亚栋说。

  那么,熔盐蓄热用于供暖堪称新技术,到底“新”在哪里?

  熔盐蓄热供热技术的核心是利用弃风弃光的电能或夜间廉价的低谷电,将熔盐电加热器中的熔盐加热储能,携有大量热能的高温熔盐储存在高温罐中,供热时,热盐泵将高温熔盐输送至熔盐蒸汽发生器,高温熔盐将热量传递给循环热水,产生蒸汽或热水,从而实现建筑供暖和工业供热。换热后的熔盐回流到低温罐,在下一个弃风弃光或低谷电时经冷盐泵输送至熔盐电加热器进行蓄热,完成一个热循环。

  “熔盐是世界上公认的最佳高温传热蓄热介质。国际上,熔盐蓄热技术主要用于光热发电,还未见在集中供暖领域有所使用,而且至今也没有相关公开文献报道,国内更是没有先例。所以熔盐蓄热供热技术应用于供暖领域,河北辛集属于国际首创。”马重芳说。

  传热与能源利用北京市重点实验室主任吴玉庭认为,熔盐蓄热供热技术完全取代燃煤供暖锅炉,真正实现了绿色供暖的煤改电工程改造。据其测算,上述7.5万平方米的示范工程一年可替代燃煤559吨,可减排二氧化碳1511吨、粉尘56吨、二氧化硫4.8吨、氮氧化物4.2吨。

  采访过程中,辛集市政府有关负责人直言,目前肩扛两大压力,一是GDP,另一个就是应对雾霾,尤其是散烧煤的治理。熔盐供暖的首要好处就是不烧煤和零排放,这对饱受雾霾之苦的 “皮都”辛集尤为重要。

  对此,马重芳感慨:“现在很多地方政府为治雾霾都下了指标,尤其在散烧煤的治理上绞尽脑汁,凡是可行的新技术或新思路他们大都愿意尝试。打好蓝天保卫战,既要温度又要蓝天,这就给清洁供暖新技术提供了一展身手的机会。”

  经济性评估良好:低谷电政策支持及多重应用是关键

  一项新技术要具备复制推广的可能,经济性很重要。

  吴玉庭为记者进行了这样的分析:熔盐蓄热供热示范工程建设成本为80~140元/平方米,除燃煤和天然气供暖外,其建设成本在供暖系统中最低。同时,营运成本可调控,当低谷电价为0.28元/千瓦时,年营运成本17元/平方米;当低谷电价为0.2元/千瓦时,年营运成本12元/平方米;当电价为0.15元/千瓦时,年营运成本为9元/平方米。许多省份已出台在低谷电价基础上的政府电价补贴,达到了0.2元/千瓦时。再次,采暖费有上调空间,现行采暖费是执行燃煤标准,北京地区“煤改气”采暖费已提至31元/平方米。

  “熔盐蓄热供热示范工程对我们投资人的诱惑力在于资金回收快,收益年限长,先收费,后供暖。项目建设周期短,平均只需3~5个月。从建设上来讲,占地面积小,只需燃煤供暖占地面积的10%~20%。”李亚栋说。

  “现在看来,熔盐技术不但可以用在光热发电上,也可用于清洁能源供暖,而且是切实可行的新思路。”马重芳表示,熔盐蓄热供热,计划今年继续扩大示范力度,实施数百万平方米供暖,明年达到数千万平方米,2020年实现3亿平方米以上的建筑供暖目标。

  吴玉庭认为,目前清洁供暖技术推广遇到的普遍问题是供暖成本高于燃煤供暖,大部分地区的供热价格采用燃煤供热价格,对企业而言利润微乎其微。推广清洁供暖技术,必须提高供热价格,或采用初投资补贴或清洁能源价格补贴。如辛集示范工程只有将供暖价格提高到30元/平方米,或者谷电价格降到0.15元/千瓦时以下,才有复制推广的经济基础。

  不容忽视的是,熔盐蓄热供热技术用于供暖等民生工程,毕竟一年的供暖期只有4个月左右,势必造成余下月份系统闲置,设备利用率降低。那么熔盐蓄热供热技术如何发挥出更大的价值呢?

  “熔盐蓄热供热,从低温熔盐罐抽出的200摄氏度低温熔盐至500摄氏度后进行存储,利用高温熔盐储存的热量实现24小时的建筑供暖和工业供热。供应稳定的高温工业蒸汽和热空气,这是水蓄热供热无法实现的。”马重芳告诉记者,如此应用,辛集诸多的工业企业就不必强行停产来应对雾霾治理。

  对此,李亚栋表示,工业用电执行的工业电价,峰谷电价差别更大,且工业用热四季都需要,因此熔盐蓄热工业供热的年收入是民用供暖的数倍,初投资可在2~5年内回收。

  吴玉庭对记者表示,熔盐蓄热还可用于间歇工业余热的回收,将不连续的余热转化为连续的余热利用。也可用于热电厂的蓄热,利用该装置在白天发电高峰期(此时产余热高峰期却是供热低谷期)存储满足供热后剩余的热量,以在夜间发电低谷期间供热量不足时释放所蓄热量来补充发电余热的供热量不足,节省常备补热锅炉所用能量。当然,还可用于独立熔盐蓄热调峰电站。