遠距離供熱在為城市提供多元化熱源的同時,可大幅提升能源利用效率、降低碳排放,正成為一種經濟、可靠的綠色低碳供暖新模式。
▲圖為世界最大火力發電廠——大唐托克托發電廠
在內蒙古自治區,世界最大火力發電廠——大唐托克托發電公司“引熱入呼”長輸供熱項目11月16日投運。項目通過68.4公里的長輸供熱管網,將熱源由托克托縣送入呼和浩特市城區,滿足呼和浩特市居民冬季用暖需求。
在山東省,我國首個跨地級市核能供熱工程——國家電投“暖核一號”三期核能供熱項目11月25日投運。位于山東煙臺的海陽核電在為海陽市供暖的同時,供暖區域延伸到威海乳山市,跨區零碳熱源互享成為現實。
通過長距離供熱管道將熱電廠的熱能輸送到城市供暖,是近年來多地探索的新路徑。多地實踐證明,遠距離供熱在為城市提供多元化熱源的同時,可大幅提升能源利用效率、降低碳排放,正成為一種經濟、可靠的綠色低碳供暖新模式。
多個項目陸續落地
公開信息顯示,大唐托克托發電公司對4臺60萬千瓦空冷機組實施供熱改造,通過加裝高背壓凝汽器、切缸改造,實現乏汽余熱+抽汽多模式供熱,并通過長輸管網將熱源送入呼和浩特市城區,目前已完成7、8號機供熱改造。4臺機組供熱改造完成后,供熱能力將增至5300萬平方米。
作為內蒙古自治區、呼和浩特市兩級政府的重點工程,該項目總投資70.45億元,包括建設68.4公里長輸管網、36.5公里市區配套管網、2座中繼泵站和1座隔壓換熱站。項目投運后,先行并入富泰熱力光明分公司熱網,替代由燃煤鍋爐房供熱的500萬平方米供熱面積。隨后,將陸續并入巴彥、山水等燃煤鍋爐房以及紅山口等燃氣鍋爐房熱網,當年可提供2000萬平方米以上供熱能力。
大唐集團表示,作為呼和浩特市新增熱源點,此次供熱改造將有效解決呼和浩特市城區熱源結構單一、熱電聯產比例較低等諸多頑疾,進一步緩解城市空氣質量問題,加快推動呼和浩特市以及內蒙古自治區綠色低碳發展。
國家電投“暖核一號”三期跨區核能供熱項目的亮點之一。就是開創“核電廠+政府平臺+長輸管網公司+供熱公司”供熱商業新模式。據《中國能源報》記者了解,此次供熱可覆蓋乳山市主城區630萬平方米,預計可替代原煤消耗23萬噸,減排二氧化碳42萬噸。今冬明春供暖季,“暖核一號”合計供暖面積將達1250萬平方米,滿足約40萬人口的清潔取暖需求。
上述兩個項目之外,山東省“石熱入濟”長距離供熱項目一期也已于近日正式運行。來自國家能源集團山東石橫熱電廠的余熱,通過80多公里的長距離輸熱管道,為濟南提供清潔熱源。下一步,項目將配合即將開工的“聊熱入濟”南線工程,于2025年采暖季形成供熱能力7000萬平方米。
供暖新模式經濟性 需關注
在山東省熱電設計院院長劉博看來,長輸供暖模式的興起,有兩個基礎支撐條件:一是我國長輸供暖技術不斷提升和成熟,二是我國北方地區采暖面積不斷增加催生出新的用能需求。
“小型熱電的定位為分布式熱電,靠近用戶側比較近,但是30萬千瓦以上的大型熱電機組一般距離用能側負荷中心相對較遠,這由它的特性決定。當前,隨著大溫差長輸供熱技術推廣,可以實現100公里內的供熱、供暖需求。另外,市場用暖需求增加也為長距離供熱創造了條件。”劉博告訴《中國能源報》記者。
與小型燃煤鍋爐供暖相比,大型熱電供暖在環保性和能源利用效率方面更具優勢。據國家能源集團山東石橫熱電有限公司“石熱入濟”項目主管郭峰介紹,大機組燃燒比較充分,鍋爐效率也較高。例如,30萬千瓦熱電機組與燃煤小鍋爐都給一個100平方米的房屋供暖,一個供暖季,30萬千瓦機組大約可節約標煤1噸。”
“熱電聯供對電廠的熱能利用更加充分,節能環保效益明顯。”劉博解釋,“如果一座電廠平時的綜合熱效率在50%左右,采暖季時,通過長輸供熱充分利用熱能,電廠綜合熱效率能提高到70%—75%,綜合利用效率大約提高1/4左右。”
據了解,由于需建設大管徑、長距離供熱管道,長距離供暖技術在管道保溫措施和施工技術方面要求較高,管道單位距離的一次投資較大、運行成本也相對較高。另外,一般當供暖距離超過20公里,中間需建設中繼泵站,中繼泵站的投資和運行成本也較高。那么,在發揮環保優勢的同時,如何保證長距離供熱的經濟性?
劉博告訴《中國能源報》記者:“一條長輸供熱管道,不管是30公里還是60公里,投資造價都很高。因此用能側的采暖面積一般不能低于1000萬平方米,如果末端采暖面積只有幾百萬平方米,就沒有經濟性,長輸供暖就沒有必要。在中心城市或地級市,有一兩千萬平方米以上供熱面積的城市,長輸供熱一般具備經濟性。”
平衡靈活調峰和可靠供熱
要推廣應用遠距離供熱,需要具備什么條件?
劉博指出:“一個城市是否適合采用長輸供暖模式,需要考慮幾個因素。首先是用能側的用熱需求,也就是供暖面積是否能夠支撐起經濟性;其次是有沒有其他更適合的替代方案。暖是一種低品位能源,解決的途徑比較多,如果城市周邊有非電的工業余熱,比如鋼廠或者化工廠產生的大量余熱相當于廢熱,比電廠余熱成本低得多。如果城市周邊有大型工業余熱產能,就不利于電廠遠距離供熱的推廣,當然這還得看具體應用場景。”
當前,為提高能源利用效率,發電企業都在積極推進煤電機組節能降碳、供熱、靈活性調峰“三改聯動”。在劉博看來,節能、供熱、靈活性調峰三者是一個“不可能三角”。
“長輸供暖大部分涉及的是30萬千瓦以上的煤電機組,但這部分機組現在還面臨著對電網調峰的問題。如果煤電機組在采暖季承擔了供暖任務,那么其調峰能力就會很弱甚至喪失。也就是說,如果要保障供熱可靠性,對電網貢獻靈活性的可靠度就會降低。如果要保障對電網消納新能源的可靠性,對供暖可靠性又會有影響。”劉博坦言。
劉博指出,單從技術上看,大機組遠距離供熱的可靠性沒有任何問題,主要在于政策影響,因為它還需要配合電網調度調峰。“政策上如果能給遠距離供熱開個口子或者能打通堵點,其供熱可靠性是很有保障的。”