電能替代推廣技術(shù)

1、電能替代1 電能替代的背景1）國(guó)家政策導(dǎo)向在環(huán)保壓力下，存在 “煤、油改電 ”客觀需求。國(guó)務(wù)院大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃提出到 2017 年，全國(guó) PM10濃度普降 10%，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域的 PM2.5濃度分別下降 25%、20%和 15% 左右的目標(biāo)。供熱方面，明確要求全面整治燃煤小鍋爐， 加快推進(jìn)集中供熱、“煤改電 ”工程建設(shè)。全國(guó)各地取消燃煤鍋爐的巨大需求為 “煤改電”提供了客觀條件。交通方面， PM2.5 指標(biāo)控制壓力也為車(chē)船“油改電”提供了客觀條件。2）油氣行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)天然氣價(jià)格明顯偏低，價(jià)格國(guó)內(nèi)外倒掛問(wèn)題嚴(yán)重，未來(lái)天然氣價(jià)格不可避免要大幅上調(diào)。我國(guó)天然氣發(fā)展前景不容樂(lè)

2、觀，一是國(guó)內(nèi)氣源端規(guī)劃尚未完全確定，與相關(guān)油氣企業(yè)尚未達(dá)成共識(shí)；二是存在較大的價(jià)格上漲壓力；三是進(jìn)口氣源的不確定性較大，受?chē)?guó)際政治環(huán)境和國(guó)際氣價(jià)波動(dòng)的雙重影響，難以保障穩(wěn)定、可靠的供應(yīng)。所有的一次能源都可以轉(zhuǎn)換為電能，電能相對(duì)于煤炭、石油、天然氣等能源具有更加便捷、安全和清潔的優(yōu)勢(shì)，而且可以較為方便地轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能等其他形式的能源并實(shí)現(xiàn)精密控制。電能的這些特性使其在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中得到廣泛應(yīng)用，電氣化已經(jīng)成為現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。隨著能源價(jià)格比對(duì)關(guān)系逐步趨于合理，石油、天然氣價(jià)格將不斷上漲，電能在終端能源消費(fèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)1進(jìn)一步增強(qiáng)?！懊?、油改電 ”的最主要競(jìng)爭(zhēng)來(lái)自“煤、油改氣” ，而石油

3、、天然氣對(duì)外依存度較高，油氣源保障不足、價(jià)格優(yōu)勢(shì)逐步喪失，大規(guī)模實(shí)施“電能替代”成為必然選擇。3）保障國(guó)家能源安全我國(guó)國(guó)內(nèi)能源資源與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈逆向分布，油氣消費(fèi)嚴(yán)重依賴進(jìn)口，決定我國(guó)將長(zhǎng)期保持以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。相對(duì)于傳統(tǒng)的輸煤至負(fù)荷中心、再將煤轉(zhuǎn)化為電能的就地平衡發(fā)展方式，在煤炭基地將煤就地轉(zhuǎn)換成電能并通過(guò)特高壓電網(wǎng)輸送至負(fù)荷中心的發(fā)展方式，具有明顯的損耗低、效率高、更環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，即使考慮線損，西部、北部低價(jià)電送到京津冀和長(zhǎng)三角等負(fù)荷中心仍具有經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等大規(guī)模、集約化發(fā)展，客觀要求我國(guó)必須實(shí)現(xiàn)能源資源的大范圍、 高效率優(yōu)化配置。 建設(shè)特高壓電網(wǎng)，把西部、北部廉價(jià)

4、的火電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和西南水電遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸送到東部，在能源終端消費(fèi)環(huán)節(jié)實(shí)施以電代煤、以電代油 ( 氣) ，解決東中部地區(qū)能源消費(fèi)瓶頸問(wèn)題，是保障我國(guó)能源安全可靠供應(yīng)的必然選擇。4）特高壓電網(wǎng)建設(shè)為電能替代奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想已經(jīng)引起全球的深刻反響，實(shí)施“兩個(gè)替代 ”是全面解決經(jīng)濟(jì)、 能源電力與環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略途徑， 特高壓電網(wǎng)建設(shè)為大規(guī)模、大范圍應(yīng)用風(fēng)電、水電、光伏發(fā)電等清潔能源實(shí)施電能替代提供了堅(jiān)強(qiáng)保障。5）新技術(shù)應(yīng)用助力電能替代廣泛推廣2港口岸電、碳晶電采暖、納米微晶儲(chǔ)熱等新技術(shù)應(yīng)用，降低了終端用戶選擇電能替代的成本，為實(shí)施電能替代提供了更多的選擇途徑。

5、6）扎實(shí)推進(jìn)電能替代根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的實(shí)施方案，國(guó)家電網(wǎng)公司將大力宣傳、倡導(dǎo)電能替代能源消費(fèi)理念。緩解城市霧霾困擾，在城市集中供暖、商業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域大力推廣熱泵、電采暖、電鍋爐、雙蓄等電能替代技術(shù)。積極推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)和軌道交通發(fā)展。深化研究電動(dòng)汽車(chē)充換電商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，加快制定完善充換電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系。在確保電網(wǎng)安全運(yùn)行、規(guī)范電網(wǎng)接入的基礎(chǔ)上，支持社會(huì)相關(guān)方開(kāi)展充換電設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)；結(jié)合電鐵和各地城市軌道建設(shè)規(guī)劃，主動(dòng)做好配套供電電源和供電服務(wù)設(shè)施建設(shè)，積極推動(dòng)交通領(lǐng)域電氣化，提升城市發(fā)展品質(zhì)。在居民生活領(lǐng)域積極推廣 “家庭電氣化 ”，引導(dǎo)社會(huì)淘汰高污染、低效率的用能方式。為了推動(dòng)電能替代，國(guó)家

6、電網(wǎng)公司還將完善協(xié)同工作機(jī)制，加強(qiáng)城市配電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，開(kāi)辟綠色通道，實(shí)現(xiàn)電能替代工程從業(yè)擴(kuò)報(bào)裝到送電全過(guò)程 “一站式 ”服務(wù)；充分發(fā)揮國(guó)家電網(wǎng)公司節(jié)能服務(wù)體系作用，支持節(jié)能公司以合同能源管理等市場(chǎng)化方式為用戶提供電能替代相關(guān)的咨詢、設(shè)計(jì)、施工等全方位服務(wù)。發(fā)揮能效服務(wù)網(wǎng)絡(luò)作用， 推介電能替代技術(shù)， 引導(dǎo)用戶實(shí)施電能替代；發(fā)揮技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)，積極開(kāi)展有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究，做好技術(shù)儲(chǔ)備和支撐，促進(jìn)電能應(yīng)用技術(shù)更新升級(jí)，推動(dòng)社會(huì)廣泛應(yīng)用；強(qiáng)化電能替代培訓(xùn)與經(jīng)驗(yàn)交流，普及電能替代知識(shí)，推廣成功經(jīng)驗(yàn)。公司推進(jìn) “兩個(gè)替代 ” 發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)深入人心， 在 2015 年公司“兩會(huì) ” 和營(yíng)銷工作會(huì)上都

7、進(jìn)行了 周密部署和要求， 各省公司3認(rèn)真組織、 貫徹落實(shí)， 形成了公司上下大力推進(jìn)電能替代的良好態(tài)勢(shì)。2 重點(diǎn)推廣的電能替代技術(shù)1）電鍋爐充分利用國(guó)家淘汰燃煤小鍋爐的有利契機(jī)，在城鄉(xiāng)集中供熱、紡織服裝等行業(yè)大力推進(jìn)具有經(jīng)濟(jì)性的蓄熱式、 直熱式電鍋爐， 力爭(zhēng)完成 80 億千瓦時(shí)替代電量。 重點(diǎn)在河北、 山東、 山西、 湖北、吉林等公司實(shí)施電鍋爐項(xiàng)目； 福建、 江蘇公司實(shí)施 “電鍋爐 +熱泵” 、 “電鍋爐 +燃?xì)忮仩t ” 等組合替代項(xiàng)目。電鍋爐屬于集中式的電采暖系統(tǒng)，多用于一幢樓宇或建筑密集的商業(yè)小區(qū)供熱。與傳統(tǒng)集中供熱方式一樣，在該系統(tǒng)中，熱水被電鍋爐加熱后由熱力管道輸送至各用戶房間。 電鍋爐

8、有普通、蓄熱兩種，普通電鍋爐不帶蓄熱功能，國(guó)內(nèi)電采暖推出初期被大量使用，但不能充分利用夜間的廉價(jià)電，且進(jìn)一步加大電網(wǎng)的峰谷差，普通電鍋爐逐漸被蓄熱式電鍋爐所替代，蓄熱式電熱鍋爐采用低谷電蓄熱，可削峰填谷，縮小電力供應(yīng)峰谷差，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，得到電力部門(mén)推薦，用戶可享受低谷電價(jià)。電鍋爐蓄熱系統(tǒng)主要分為電阻式電鍋爐和電極式電鍋爐， 由電鍋爐、蓄熱泵、供熱泵、板換、蓄熱罐、軟化水設(shè)備、定壓系統(tǒng)、蓄熱控制系統(tǒng)以及相應(yīng)管道、閥門(mén)組成，可以加熱水、蒸汽、導(dǎo)熱固體、導(dǎo)熱油等多種輸出介質(zhì)，大規(guī)模供熱可多臺(tái)串聯(lián)成組運(yùn)行，安裝方便，效率高。其中，電阻式鍋爐適用電壓380V，單臺(tái)容量為 0.2 42MW的中小型電鍋爐

9、蓄熱系統(tǒng)（特殊定制最大可達(dá)6MW），爐體與動(dòng)力柜一體，體積較小。電極式鍋爐適用電壓320KV，單臺(tái)容量 1MW70MW的中大型電鍋爐蓄熱系統(tǒng)，造價(jià)較高。根據(jù)具體實(shí)施條件和需求不同， 通常供熱面積在3 萬(wàn)以下的住宅建筑，建議采用電阻（電熱管）鍋爐蓄熱系統(tǒng)；供熱面積3 萬(wàn)與 6 萬(wàn)之間，根據(jù)建筑及施工現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，電熱管鍋爐蓄熱或電極鍋爐蓄熱都可以選擇；供熱面積在6 萬(wàn)以上，建議采用電極鍋爐蓄熱系統(tǒng)。表 3.1 電阻式、電極式與固體蓄熱式鍋爐技術(shù)特性類電熱轉(zhuǎn)換方式別項(xiàng)電阻式電極式固體蓄熱式目主要 主要由爐體、電熱管、構(gòu) 動(dòng)力柜、控制系統(tǒng)（含成 溫度、壓力、安全保護(hù)單等控制）等組成。元參數(shù)輸入電

10、壓 380V，說(shuō)輸出功率 0.26MW明主要由爐體、浸沒(méi)式三相電極、壓力容器、膨脹罐、循環(huán)水泵、控制 主要由儲(chǔ)能體、 變頻風(fēng)保護(hù)系統(tǒng)（含安全閥、 扇、熱交換器、控制柜短路及接地保護(hù)、 聲光等組成。報(bào)警、壓力、溫度、排污）等組成。輸入電壓 320kV，輸入電壓 0.466kV輸出功率 170MW輸出功率 0.1100MW爐體與動(dòng)力柜一體，外可以直接使用高壓進(jìn)線接入鍋爐，因此省去接部電纜（或母排）直接了普通電鍋爐所需要外部電纜（或母排）直入接到動(dòng)力柜上即可供的變壓器、低壓柜、低接接到動(dòng)力柜上即可特?zé)?。因此需要增容或新壓保護(hù)、低壓電纜及配供熱點(diǎn)建配變，低壓柜及電纜套電力施工等一系列等配套電力投入電力

11、投資。可實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱， 尤其電蓄熱爐可根據(jù)優(yōu)化應(yīng)適合小范圍供熱場(chǎng)合，適合于 8-10 萬(wàn)以上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活安用大規(guī)模供熱需要多臺(tái)串的建筑群。適用于城市裝布置，既能集中安場(chǎng)聯(lián)。適用于家庭供暖、集中供暖、風(fēng)電消納以裝，也可以分散安裝，合賓館、辦公等場(chǎng)所及工礦企業(yè)等需要供不會(huì)影響建筑物及園暖蓄熱的企事業(yè)單位。區(qū)整體美感。5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可串聯(lián) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可串聯(lián)成成組運(yùn)行； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 可串聯(lián) 功率大，在 10%到組運(yùn)行；成組運(yùn)行；100%的范圍內(nèi)可以做特 爐體與動(dòng)力柜一體， 儲(chǔ)熱功率大，體積到無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；點(diǎn)體積小，安裝方便；小，安全可靠； 啟動(dòng)速度快；分 安全，不會(huì)發(fā)生干燒 輸出溫度連續(xù)可 運(yùn)行噪音

12、??；析現(xiàn)象；調(diào)，控制簡(jiǎn)單方便； 安全，不會(huì)發(fā)生干 適用5 萬(wàn)以下供熱 無(wú)大型蓄熱罐，整燒現(xiàn)象；面積。體投資額降低。 適用10萬(wàn)以上面積。2）新型智能碳晶電暖器碳晶電供暖技術(shù)是近幾年興起的新型智能電采暖技術(shù)，是通過(guò)特殊工藝方法把碳素晶體涂在特定的絕緣基材上，以對(duì)流及紅外輻射的方式對(duì)外傳遞熱量，制熱效果好、電熱轉(zhuǎn)換率高（98%以上）；這種供暖系統(tǒng)一般配以智能控制系統(tǒng)，可控制到每臺(tái)電暖器，做到功率連續(xù)可調(diào)，可依需定時(shí)、定量供熱，對(duì)于學(xué)校用戶，可比傳統(tǒng)燃煤鍋爐供暖節(jié)省費(fèi)用50%以上，對(duì)于辦公樓、大型綜合性建筑等用戶，也可大幅節(jié)約供暖費(fèi)用。優(yōu)勢(shì)分析：? 熱效率高系統(tǒng)電熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 98%以上。? 輻射

13、傳熱6碳晶電暖器與普通電暖器的最大優(yōu)點(diǎn)是增加熱輻射，升溫速度快。碳晶電熱板在電場(chǎng)作用下，碳分子團(tuán)在電場(chǎng)作用下發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)，每個(gè)碳分子點(diǎn)，以遠(yuǎn)紅外線和對(duì)流的形式對(duì)外傳遞熱量，會(huì)產(chǎn)生大量的波長(zhǎng) 8-18u 的遠(yuǎn)紅外線，受熱體接收到遠(yuǎn)紅外線后，能量被吸收轉(zhuǎn)換為熱能，使受熱體的溫度升高，可大大增加傳熱效果。? 對(duì)流效果好碳晶板本身的發(fā)熱原理和模式?jīng)Q定了其對(duì)流效果遠(yuǎn)好于普通電源器，產(chǎn)品制造時(shí)針對(duì)碳晶電暖器的發(fā)熱原理及模式，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化， 可找到了適合對(duì)流的最佳結(jié)構(gòu)模式； 同時(shí)，在安裝時(shí)結(jié)合房間整體空間的綜合考量，把電暖器安裝在最佳位置，可大大提高對(duì)流和熱循環(huán)速度，使室內(nèi)溫度場(chǎng)均勻，得熱速度快，房間可在

14、很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到制熱效果（碳晶電暖器通電 2 分鐘即可達(dá)到國(guó)家規(guī)定的表面85 攝氏度要求，整個(gè)房間溫度達(dá)到設(shè)備取暖要求一般通電20 或 30 分鐘即可）。? 控制系統(tǒng)先進(jìn)、智能，節(jié)能率高A、碳晶組件控制器采用含微處理器的“整周波開(kāi)閉 ”技術(shù)連續(xù)控制加熱功率，不產(chǎn)生諧波，無(wú)噪音；B、數(shù)據(jù)集中器集中器除具備市面上采用的RS485接口外，還具備短程無(wú)線接口和公網(wǎng)無(wú)線接口，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)布線困難時(shí)，可利用公開(kāi)免費(fèi)的頻段實(shí)現(xiàn)集中器與加熱組件的短程無(wú)線通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)碳晶電暖器、每個(gè)房間的精確監(jiān)控。7C、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和節(jié)能分析項(xiàng)目可建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，既能滿足一個(gè)辦公樓、一個(gè)學(xué)校、一個(gè)建筑群、一個(gè)園區(qū)的的統(tǒng)一監(jiān)控，又

15、能滿足一個(gè)跨行政區(qū)域、跨地域的綜合監(jiān)控分析平臺(tái)，并與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。3）水蓄冷技術(shù)水蓄冷技術(shù)就是一種有效地獲取分時(shí)電價(jià)差效益、節(jié)省電制冷或電制熱運(yùn)行電費(fèi)的技術(shù)。在國(guó)外已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)正在大面積推廣應(yīng)用。水蓄冷技術(shù)是以水為介質(zhì)，將夜間電網(wǎng)多余的谷段電力( 低電價(jià)時(shí)) 與水的顯熱相結(jié)合來(lái)蓄冷， 以低溫冷凍水的形式儲(chǔ)存冷量， 并在用電高峰時(shí)段 ( 高電價(jià)時(shí) ) 使用儲(chǔ)存的低溫冷凍水來(lái)作為冷源的空調(diào)系統(tǒng)。水蓄冷技術(shù)主要是利用水的溫差來(lái)貯存水的顯熱。水的比熱為1.0Kcal/kg ·。在壓力為1 個(gè)大氣壓、溫度為4時(shí)，水的密度最大，此時(shí)為1000kg/m3。隨著水溫的升高，其

16、密度不斷減小。如果不受到外力擾動(dòng)，一般容易形成冷水在下，熱水在上的自然分層狀態(tài)。但水在4以下時(shí)物性卻出現(xiàn)明顯的非規(guī)律性變化，此時(shí)隨著水溫的降低，其密度卻在不斷減小。因而水蓄冷可利用的水溫下限為 4。水蓄冷時(shí)一般是414，水蓄熱的溫差較大，一般是40-95 。由于獲取分時(shí)電價(jià)差效益，蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低。分時(shí)電價(jià)差值越大，用戶得益越多。采用蓄能空調(diào)技術(shù)，不僅能為業(yè)主節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，更重要的是能平衡國(guó)家電網(wǎng)的壓力，有利于國(guó)家電網(wǎng)的安全運(yùn)行。84）熱泵技術(shù)熱泵 (Heat Pump) 是一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置，熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位

17、熱能，經(jīng)過(guò)電力做功， 然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。 通常地源熱泵消耗 1kWh的能量，用戶可以得到 4kWh以上的熱量或冷量。按熱源種類不同分為：空氣源熱泵，水源熱泵，地源熱泵，雙源熱泵（水源熱泵和空氣源熱泵結(jié)合）等。5）港口岸電技術(shù)港口岸電技術(shù)是指采用陸地電源對(duì)靠港船舶供電的技術(shù)。目前船舶靠港期間為滿足船上冷藏、空調(diào)、加熱、通訊、照明等電力需求，需利用船舶輔機(jī)燃油發(fā)電。船舶燃油發(fā)電受船舶自身設(shè)備質(zhì)量、規(guī)模、燃油品質(zhì)等局限性影響，燃油利用率不高、損耗9嚴(yán)重，且產(chǎn)生的過(guò)剩電能不能儲(chǔ)存，造成了大量能源的浪費(fèi)，同時(shí)由于輔機(jī)怠速狀態(tài)下船用高含硫量燃油不充分燃燒，排放大量硫氧化合物、氮氧化合物

18、、 揮發(fā)性有機(jī)化合物、 柴油顆粒污染物等廢氣。據(jù)測(cè)算，一艘中型集裝箱船靠港期間一天排放的PM2.5污染物即相當(dāng)于 50 萬(wàn)輛國(guó) IV 重型貨車(chē)一天的排放量，嚴(yán)重影響港口城市空氣質(zhì)量。岸電系統(tǒng)的收益來(lái)源于船舶用電和用油之間的差價(jià)，碼頭用電價(jià)格經(jīng)折算后約 0.8 元/kWh，而目前船舶的用油折算成電價(jià)后為3-4元/kWh( 如果對(duì)船舶用油的強(qiáng)制要求執(zhí)行到位，成本將更高 ) 。? 岸基供電系統(tǒng)：指由岸邊向船舶供電的電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)變壓變頻電源，將高壓變電站輸入的高壓電源變換到與船舶受電系統(tǒng)接口一致的電源，并輸送到碼頭船舶的接入點(diǎn)。? 船岸連接設(shè)備：連接岸上電源和船舶受電設(shè)備之間的電纜和設(shè)備，包括電纜卷筒、 連接電纜、接插頭、接電箱等，電纜連接時(shí)必須滿足快速連接和存儲(chǔ)的要求。? 船舶受電