運(yùn)用德國電蓄能技術(shù)解決電網(wǎng)峰谷差問題.doc

運(yùn)用德國電蓄能供熱技術(shù)解決電網(wǎng)峰谷差問題并實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保1 電網(wǎng)及電力供應(yīng)目前存在的問題 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，季節(jié)性電力短缺現(xiàn)象在全國不少地區(qū)發(fā)生。我國電力工業(yè)為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需求也在快速發(fā)展，不斷增加裝機(jī)容量，不斷改善電網(wǎng)運(yùn)行效率和管理水平。但隨著各地用電量的持續(xù)攀升，用電峰值不斷被刷新。與此同時(shí)，電網(wǎng)的峰谷差也在拉大，這不僅導(dǎo)致電網(wǎng)效率下降，電網(wǎng)的虧損，而且嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全。以北京為例，2009年冬季曾達(dá)到用電負(fù)荷的高峰值，而2010年夏季更數(shù)次刷新用電負(fù)荷高峰，峰值負(fù)荷超過1600 萬千瓦，而峰谷差也超過了800 萬千瓦。這種由于用電負(fù)荷分配不合理導(dǎo)致過大的峰谷差進(jìn)而影響到電網(wǎng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定的局面不改變將影響我國電力工業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的健康?？沙掷m(xù)發(fā)展。2電力需求側(cè)管理的意義和必要性雖然發(fā)電側(cè)可以調(diào)峰，但其調(diào)峰能力有限，且是以犧牲機(jī)組壽命、能源利用率、高投資等為代價(jià)的。而加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，通過峰谷電價(jià)等政策引導(dǎo)可以分流電力資源的需求，有效地緩解電力供需矛盾，最大限度地保障社會(huì)電力的供應(yīng)，提高電力資源的利用效率，從而提高國家能源的利用效率。- 通過電力需求側(cè)管理還可減少和延緩電力系統(tǒng)裝機(jī)容量和電網(wǎng)建設(shè)，減少一次能源的消耗與污染物排放，提高環(huán)境質(zhì)量。- 加強(qiáng)電力需求側(cè)管理不僅可以合理分配和使用電力資源，同時(shí)還提高了電網(wǎng)運(yùn)行效率和安全穩(wěn)定性。而電網(wǎng)運(yùn)行效率的提高將使發(fā)電廠和電網(wǎng)同時(shí)受益。- 加強(qiáng)電力需求側(cè)管理不僅提高了電力資源的利用效率，還為國民經(jīng)濟(jì)各部門，各行業(yè)對(duì)電力，石油天然氣等能源形式使用的多樣性提供了更大空間，這將有助于提高國家整體能源安全。- 隨著我國核電站建設(shè)步伐的加快，核電在未來電網(wǎng)中的比例會(huì)進(jìn)一步增高。而目前因核電技術(shù)所限，核電功率輸出不能快速調(diào)節(jié)。如不采取適當(dāng)措施加以管理，電網(wǎng)的峰谷差還會(huì)進(jìn)一步加大。鑒于全國范圍電網(wǎng)存在峰谷差過大而帶來的一系列問題，2010年底國家發(fā)改委已發(fā)文明確要求加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，并將其上升到節(jié)能減排重要措施的高度，體現(xiàn)出國家對(duì)這一問題的高度重視。3電力需求側(cè)管理的可能性及技術(shù)手段不少發(fā)達(dá)國家在其工業(yè)化進(jìn)程中也遇到過類似的問題。他們?cè)陔娏π枨髠?cè)管理方面積累了不少經(jīng)驗(yàn)以及成熟的技術(shù)和方法可供我們參考。除抽水蓄能電站外，電蓄能技術(shù)在電力需求側(cè)管理方面占有重要地位。與抽水蓄能電站相比，電蓄能技術(shù)是目前解決電網(wǎng)峰谷差及環(huán)保問題的最為直接，現(xiàn)實(shí)和有效的手段。在國際上已是成熟技術(shù)， 并無需國家投資。電蓄能技術(shù)是利用蓄熱機(jī)組，蓄熱電鍋爐，蓄冷空調(diào)等設(shè)備，在電力供應(yīng)處于低谷狀態(tài)時(shí)蓄熱或蓄冷，待需要時(shí)使用的技術(shù)和設(shè)備。 該技術(shù)和設(shè)備直接大量使用低谷時(shí)的電力負(fù)荷，平衡電網(wǎng)峰谷差，提高電網(wǎng)效率，減少環(huán)境污染。在我國目前是一種兼顧社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)。它的推廣使用將產(chǎn)生重大效益。蓄熱式機(jī)組（或鍋爐）的優(yōu)點(diǎn)：a利用優(yōu)質(zhì)的二次能源電能，無需儲(chǔ)存場(chǎng)地和設(shè)備，使用時(shí)不產(chǎn)生任何廢物，有利于環(huán)境保護(hù)，不僅一次性投資具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行成本較燃油和燃天然氣更低。b對(duì)發(fā)電和供電企業(yè)來說，錯(cuò)峰用電，減少電網(wǎng)高峰時(shí)的壓力，開辟了新的用電市場(chǎng)，提高了電網(wǎng)負(fù)荷率。c熱效率高，熱效率達(dá)98，遠(yuǎn)高于燃煤、燃油燃?xì)忮仩t的55和90。d使用壽命較燃油燃?xì)忮仩t更長，維護(hù)成本更低。e因無燃油和燃?xì)廨斔蛦栴}，系統(tǒng)安全性更好。蓄熱式機(jī)組或鍋爐廣泛適用于賓館、醫(yī)院，療養(yǎng)院，學(xué)校，機(jī)關(guān)及商務(wù)辦公樓和居住小區(qū)，尤其是對(duì)環(huán)保和消防要求較高的大中城市和地區(qū)。綜上所述，如果國家關(guān)于加強(qiáng)電力需求側(cè)管理的政令得以落實(shí)，電蓄能技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，其結(jié)果將是所有相關(guān)方均因此項(xiàng)政策而受益：- 電廠和電網(wǎng)在獲得供電效率和電網(wǎng)運(yùn)行安全性提高的同時(shí)增加了銷售收入；- 用戶獲得了清潔，安全可靠和低成本的采暖（制冷）方式；- 國家和社會(huì)在擁有持續(xù)安全的電力保障的同時(shí)還獲得了低碳和節(jié)能減排的社會(huì)效益。4德國的電蓄能技術(shù)德國在上世紀(jì)30年代后鋼鐵，化工，造船，重型機(jī)械制造，鐵路，公路等行業(yè)的迅速發(fā)展使得電力需求旺盛，裝機(jī)容量增長很快。在滿足了電力負(fù)荷高峰需求后，電網(wǎng)的峰谷差也同時(shí)拉大，從而直接影響到電網(wǎng)的運(yùn)行安全。從這時(shí)起，電蓄能技術(shù)得到了重視和發(fā)展。二戰(zhàn)后五十年代起至七十年代末，隨著戰(zhàn)后重建和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，德國工業(yè)再次步入快車道，而德國的電力工業(yè)又再次面臨三十年代的老問題。這期間歐洲核電站的興起和發(fā)展又推高了電網(wǎng)的峰谷差。在這一系列問題的出現(xiàn)和演變過程中，德國的電蓄能技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善，其中電蓄熱技術(shù)始終居于全球最高水平。目前，德國德諾特/舒勒-奔馳公司是在這一特殊領(lǐng)域擁有全球最先進(jìn)最成熟的電蓄能（熱）技術(shù)的生產(chǎn)廠，產(chǎn)品直接用于供熱（與其他機(jī)組聯(lián)合用于制冷）。而在蓄能（熱）機(jī)組方面該公司更是歐洲唯一一家能夠開發(fā)，制造大功率蓄能（熱）設(shè)備并有幾十年使用經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。電蓄熱機(jī)組的構(gòu)成:A 外殼B 保溫層: 由多層特種保溫隔熱材料制成, 每日熱能泄漏或損失可控制在2%/以內(nèi)。這是目前國際的最好水平。C 發(fā)熱管: 由耐高溫合金鋼制成。D 鐵-鎂金屬蓄熱介質(zhì)(性能參數(shù)見附表)。E 熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)-水-熱交換器。F 其他控制和連接部件。電蓄熱機(jī)組的工作原理:（圖中：1-發(fā)熱元件；2-保溫層；3-蓄熱材料；4-換熱器；5-循環(huán)風(fēng)機(jī)）A 熱量產(chǎn)生: 首先由機(jī)組內(nèi)的電阻發(fā)熱管將電源轉(zhuǎn)化為熱量B 熱量儲(chǔ)存: 熱量產(chǎn)生后被儲(chǔ)存在高密度儲(chǔ)能熱介質(zhì)中。此介質(zhì)儲(chǔ)能能力巨大（1.2kwh/m3*）, 最高儲(chǔ)能溫度達(dá)700度。C 熱量控制: 為使儲(chǔ)存的熱量得到有效利用, 在安放儲(chǔ)熱介質(zhì)的特種合金鋼箱內(nèi), 包有多層保溫隔熱材料, 以防止熱量散失。D 熱量釋放: 被儲(chǔ)存的熱量通過內(nèi)置循環(huán)風(fēng)機(jī)有序地向外釋放, 其風(fēng)扇由一臺(tái)無級(jí)調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。E 熱量輸送: 利用風(fēng)扇將空氣送入儲(chǔ)熱介質(zhì)中的風(fēng)道加熱后, 通過機(jī)箱風(fēng)道進(jìn)入機(jī)組底部的熱交換器內(nèi), 并和循環(huán)水交換, 被加熱的循環(huán)水由循環(huán)泵送入輸熱管線內(nèi), 達(dá)到供熱目的。電蓄能機(jī)組體積適中, 儲(chǔ)熱量巨大, 出水溫度從25-90任意調(diào)節(jié). 對(duì)回水溫度和出水溫度之差無特殊限制。電蓄熱機(jī)組的技術(shù)參數(shù)該公司的電機(jī)組可根據(jù)不同功率需求進(jìn)行模塊式組合。電蓄熱機(jī)組的應(yīng)用范圍電蓄熱機(jī)組可以直接穩(wěn)定地供應(yīng)30-90的熱水, 所以在采暖時(shí)它可與目前所有的水循環(huán)采暖系統(tǒng)連接。 在供熱時(shí)它可與一切水循環(huán)采暖系統(tǒng)連接! 當(dāng)在中央空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí), 在冬季可直接向系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)盤管供應(yīng)熱水, 以達(dá)到供熱采暖的目的。 在夏季向溴化鋰吸收式制冷機(jī)供90的熱水, 通過熱水型溴化鋰吸收式制冷機(jī)向空調(diào)系統(tǒng)中提供7冷水, 以達(dá)到制冷的