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百分百科技:綜合能源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)分析報告

瀏覽數(shù)量: 23     作者: 百分百科技     發(fā)布時間: 2022-07-05      來源: 醫(yī)院綜合能源改造

當(dāng)前,雙碳目標(biāo)對我國能源發(fā)展提出了更高的要求。如何通過電、熱、冷、氣等多能互補(bǔ)和用戶側(cè)多元互動的智慧能源利用,開展綜合能源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)成為行業(yè)聚焦的問題。為此,《綜合能源服務(wù)百家實(shí)踐案例集》編委會通過透析案例數(shù)據(jù)形成了關(guān)鍵技術(shù)的報告,供行業(yè)參考。

本次《案例集》關(guān)鍵技術(shù)分析報告由編委會副主編、國網(wǎng)江蘇綜合能源服務(wù)有限公司技術(shù)經(jīng)濟(jì)中心周強(qiáng)主任發(fā)布。報告主要分為四個部分:技術(shù)分類、創(chuàng)新技術(shù)、可復(fù)制技術(shù)和報告總結(jié)。以下是報告的具體內(nèi)容。

一、技術(shù)分類

技術(shù)分類從能源領(lǐng)域,能源專業(yè)技術(shù)和數(shù)字平臺技術(shù)三個維度分析。能源領(lǐng)域從這些案例涉及了哪些領(lǐng)域,比如供電、供暖、供熱、供水、供壓還是其他的一些系統(tǒng)。能源技術(shù)是從案例涉及到源、網(wǎng)、荷、儲、四個環(huán)節(jié)分析得到。數(shù)字平臺已經(jīng)是綜合能源服務(wù)的標(biāo)配,針對涉及到的數(shù)字平臺技術(shù)建設(shè)應(yīng)該從哪里入手,是能源管理還是設(shè)備運(yùn)維,還是新的調(diào)控還是規(guī)劃模擬,這方面也做了簡單的分析和總結(jié)。

能源領(lǐng)域如圖得出的三個結(jié)論,首先供電、供暖、供冷的系統(tǒng)是能源服務(wù)重點(diǎn)的領(lǐng)域,這里面占比最大的是供電系統(tǒng)是35%、供冷系統(tǒng)是33%,供熱系統(tǒng)是10%,涉及工業(yè)用能的占比較低,這方面主要和案例集工業(yè)領(lǐng)域收集案例數(shù)量有關(guān),也體現(xiàn)了生產(chǎn)工藝或工業(yè)公輔系統(tǒng)領(lǐng)域綜合能源服務(wù)的復(fù)雜性和高門檻,目前在工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)的企業(yè),相對來說還是鳳毛麟角。


從能源領(lǐng)域的分布情況看,與去年報告發(fā)布結(jié)果基本保持一致,體現(xiàn)了綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)領(lǐng)域的多樣性和穩(wěn)定性。當(dāng)然我大膽預(yù)測一下,明年有可能會發(fā)生一些變化,因?yàn)榻衲晔悄茉搭I(lǐng)域國家政策出臺最為密集的這么一個年份,跟2018年作為綜合能源服務(wù)的元年一樣,這個年份可以作為綜合能源服務(wù)的新的里程碑,無論是雙碳、電改和電價放開、限電,都會對綜合能源服務(wù)產(chǎn)生了一個大的沖擊,所以明年整體的項(xiàng)目可能有很大的差異,或者說到明年發(fā)布的時候會有比較大的變化了。

從能源專業(yè)技術(shù)來看,涉及能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的案例數(shù)量仍然是最多的,能源生產(chǎn)的環(huán)節(jié)仍然是當(dāng)下能源專業(yè)技術(shù)應(yīng)用最主要的領(lǐng)域,占比達(dá)到了將近一半,達(dá)到了45%。其次,技術(shù)應(yīng)用有了明顯的上升,一方面是儲和存的技術(shù)發(fā)展日趨成熟,另一方面也說明了用戶的需求在增加,同去年第一屆發(fā)布相比,整體的分布基本上保持一致,傳輸?shù)脑谕@個環(huán)節(jié)略有下降,使用這個環(huán)節(jié)略有上升。

從數(shù)字平臺技術(shù)來看,數(shù)字平臺技術(shù)的模塊成為綜合能源服務(wù)基本的配置,而數(shù)字平臺技術(shù)里面能源管理模塊是數(shù)字平臺基本的功能,大多數(shù)數(shù)字平臺技術(shù)案例里都有采集監(jiān)測統(tǒng)計(jì)分析的供能,這個占到61%比例。第二個隨著電力市場化改革的不斷深入,需求響應(yīng)的價值和價格不斷為市場的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可,預(yù)計(jì)在未來會有較多的應(yīng)用場景,今年多次提到“以后的電力系統(tǒng)是以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”,對我們電網(wǎng)企業(yè)來說最大的任務(wù)來說怎么支撐以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),這里面除了儲能就是挖掘用戶側(cè)的可調(diào)節(jié)資源,需求響應(yīng)是其中很重要的一個手段。

隨著云平臺應(yīng)用不斷廣泛化,能源數(shù)據(jù)安全的要求將會越來越高,我們可喜的看到這次案例里面有兩個案例提到了能源數(shù)據(jù)安全的事情??梢灶A(yù)見到數(shù)字平臺技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用場景和空間,因?yàn)闊o論是傳統(tǒng)的能源行業(yè)還是以后的國家能源數(shù)據(jù)的安全性是第一位的。

二、創(chuàng)新技術(shù)

創(chuàng)新技術(shù)方面介紹兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),第一個是熱源塔熱泵,它是充分利用冬季濕冷地區(qū)空氣中水蒸氣潛熱而研究、開發(fā)的一種新型熱泵系統(tǒng),冬季的時候利用冰點(diǎn)低于零度的熱媒,高效提取低溫環(huán)境下相對濕度較高的空氣中的低品位熱能,實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮芟蚋邷責(zé)崮艿膫鬟f,達(dá)到制熱目的。夏季熱源塔相當(dāng)于是一座高效冷卻塔,將熱量高效率的排到大氣中實(shí)現(xiàn)制冷。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

熱源塔熱泵應(yīng)用于冬季濕冷地區(qū)時具有較高的能效比和較廣的適用范圍。冬季,由于無結(jié)霜困擾,能源塔提取低品位能的性能比風(fēng)冷熱泵穩(wěn)定,整個冬季機(jī)組的平均能效比在3.5以上;夏季,由于能源塔是按照冬季提取顯熱負(fù)荷能力設(shè)計(jì)的,起到高效冷卻塔的作用,換熱效率更高。機(jī)組的平均能效比在4.5以上。

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適用范圍

熱源塔熱泵系統(tǒng)特別適用于冬季陰雨連綿、空氣濕度大、陰冷潮濕地區(qū),如秦嶺、淮河一線以南的夏熱冬冷區(qū)域。從氣象參數(shù)條件來看,特別適用于冬季室外計(jì)算空氣干球溫度不低于-8℃、計(jì)算相對濕度不低于60%的氣候條件。

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應(yīng)用展望

目前相對于傳統(tǒng)的方式來說,熱源塔熱泵的系統(tǒng)更復(fù)雜,增加了一層放熱系統(tǒng)和相應(yīng)的設(shè)備,熱媒溶液濃度控制復(fù)雜,運(yùn)維成本和故障率相對比較高,主要因?yàn)檫@個技術(shù)還是相對比較新的技術(shù),應(yīng)用還不是特別多,所以這方面的經(jīng)驗(yàn)可能還相對缺乏。

但因?yàn)闊嵩此岜眉夹g(shù)在特定的氣候區(qū)域有比較好的綜合能效,隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動控制、運(yùn)維保養(yǎng)這些方面逐步的完善,我們預(yù)計(jì)熱源塔技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,這個是第一個我們推薦的創(chuàng)新技術(shù)。

第二個是制冷領(lǐng)域的,磁懸浮的制冷機(jī),主要的技術(shù)原理是利用磁懸浮的軸承技術(shù)來替代常規(guī)的軸承,壓縮機(jī)采用永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子,在不產(chǎn)生磨損且完全無油運(yùn)行情況下實(shí)現(xiàn)高能效的制冷功能,因?yàn)闆]有摩擦損失,無須潤滑油,沒有額外的換熱效率下降,效率比一般的水冷機(jī)更高一些。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

技術(shù)特點(diǎn)一個是效率高,相對于傳統(tǒng)的冷機(jī)提高到30%以上,COP可以達(dá)到6-7,IPRV可以達(dá)到11-12。另外適應(yīng)能力強(qiáng),對電網(wǎng)的沖擊小,體積也相對較小,維護(hù)成本比傳統(tǒng)的冷機(jī)降低一半,噪音也更低壽命也更長,所以優(yōu)點(diǎn)是很多的,唯一的一個缺點(diǎn)就是成本會比普通的會更高一些。

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適用范圍

適用于負(fù)荷波動大,特別是部分負(fù)荷或低負(fù)荷占比時間長,同時高峰負(fù)荷保障要求又高的場合;適用于對噪音敏感的場合;適用于缺乏運(yùn)行維護(hù)能力的用戶;適用于更關(guān)注設(shè)備全生命周期運(yùn)營成本的用戶;在改造項(xiàng)目中,適用于冷負(fù)荷增加但供電容量不足的場合等。

在百家案例集中120個案例里面有4個案例應(yīng)用了該技術(shù),像宜興中醫(yī)院能源托管項(xiàng)目,把原有2臺溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組替換為2臺制冷量為837萬kJ的磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組,結(jié)合冷機(jī)膠球清洗系統(tǒng)、采用醫(yī)用專用空氣處理設(shè)備等,整個項(xiàng)目預(yù)計(jì)年節(jié)能率可達(dá)17%。另外一個是中航光電中央空調(diào)系統(tǒng)能源站。項(xiàng)目采用1臺磁懸浮水冷冷水機(jī)組和2臺高效離心冷水機(jī)組為建筑面積約6.67萬m2廠房供冷,采用“BOOT”(建設(shè)-擁有-經(jīng)營-轉(zhuǎn)讓)商務(wù)模式,靜態(tài)投資回收周期約為7.5年。

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應(yīng)用展望

磁懸浮的制冷機(jī),這個技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟,國內(nèi)外主要的冷機(jī)供應(yīng)商都有磁懸浮的冷機(jī),唯一的問題是購置成本或者說初投資相對比較高,但從設(shè)備的全生命周期經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看,仍然是有較好的經(jīng)濟(jì)性。

因此,即使在全球的大型冷水機(jī)組市場整體下滑情況,出現(xiàn)了冷機(jī)的增長,達(dá)到了將近10%。國內(nèi)的磁懸浮冷機(jī)的銷量同比增長要接近18%。隨著我們國家對于能效提升的要求越來越高,我們也可以預(yù)見到磁懸浮智能機(jī)會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

三、可復(fù)制技術(shù)

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第一,空氣能源熱泵,它的技術(shù)特點(diǎn)是冷熱一體化,不需要專門的冷凍計(jì)劃和鍋爐房,占地面積小、安裝簡單、自動化運(yùn)行程度高、壽命也比較長,全生命周期的綜合成本比較低。

使用的領(lǐng)域也很廣泛,除了嚴(yán)寒地區(qū)以外,目前都有空氣能源熱泵產(chǎn)品可以選用,而且現(xiàn)在熱泵的技術(shù)發(fā)展也很快,像超低溫的所謂的空氣能源熱泵也出現(xiàn)了。現(xiàn)在的空氣能源熱泵契合條件跟原來相比已經(jīng)是更加寬廣。從使用的場所來看,各類的分布建筑都可以采用空氣能源熱泵,園區(qū)內(nèi)的建筑也是很多空氣能源熱泵使用的場景。

在百家實(shí)踐案例集中,空氣能源熱泵在7個案例當(dāng)中得到了應(yīng)用,典型的案例就是北京房山區(qū)的分布式電采暖智慧化的集成管理項(xiàng)目。這個項(xiàng)目是針對整個北京的房山區(qū)的學(xué)校開展了鍋爐供暖的經(jīng)濟(jì)能源改造,其中有9個子項(xiàng)采用了空氣能源熱泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鍋爐,實(shí)現(xiàn)了提高能效環(huán)境保護(hù)和減排二氧化碳的目標(biāo)。

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第二,電鍋爐,這個產(chǎn)品在很多供暖方面的專家不是很認(rèn)可,他們普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為這產(chǎn)品很不合算,但是隨著國家現(xiàn)在雙碳目標(biāo)的提出,可能電鍋爐仍然有很多應(yīng)用的場合和場景。該產(chǎn)品特點(diǎn)是以電為能源,結(jié)構(gòu)簡單、干凈環(huán)保、調(diào)節(jié)速度快、范圍廣、安全系數(shù)高、占用的空間小、熱效率也比較高,當(dāng)然和熱泵是不能比的,結(jié)合蓄能設(shè)計(jì)可以充分的利用,運(yùn)行的費(fèi)用不能說低也還能接受。

適用的領(lǐng)域,特別是在可再生能源的領(lǐng)域,以及峰谷電價差比較大的地區(qū),結(jié)合蓄能設(shè)施有相對比較可以的經(jīng)濟(jì)性。隨著可再生能源的發(fā)電的比例不斷提高,以及國家對于碳減排目標(biāo)的重視,從長遠(yuǎn)來看還是有很廣泛的應(yīng)用場景。

在百家實(shí)踐案例集的三個案例中得到了應(yīng)用,基本上用的都是國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)單位會多一些,因?yàn)閲W(wǎng)整個都在搞電能替代,這個是電能替代運(yùn)用很廣泛的一種形式。

目前案例在安徽綜能案例的縣醫(yī)院改電的項(xiàng)目,這個項(xiàng)目用了800千瓦的電熱鍋爐和136個立方的蓄熱水箱代替了原來的燃煤鍋爐,每年可以節(jié)約能源費(fèi)用將近70萬,替代電量大概65萬度。

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第三,分布式光伏,現(xiàn)在國家提出了以新能源為主的新型電力系統(tǒng),分布式光伏可以說是成倍的增長,實(shí)際上把原來對分布式光伏的發(fā)展提高了一個等次,帶來一個后果就是分布式光伏的投資建設(shè)成本也是在上漲,這個需求也是上游硅料出貨量減少導(dǎo)致供貨不足的緣故,從今年5月份、6月份一直到現(xiàn)在,單瓦分布式光伏的造價3.3元,3.5元,現(xiàn)在已經(jīng)漲至4元以上。

分布式光伏在百家實(shí)踐案例集中的31個案例中得到了應(yīng)用。典型案例是佛山美的洗滌5.5MW分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。該項(xiàng)目利用美的50000m2彩鋼瓦屋頂建設(shè)5.5MWp的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),25年累計(jì)發(fā)電量12438萬kWh,平均每年發(fā)電量為 497.55萬kWh,“自發(fā)自用”比例超過80%,平均每年減少二氧化碳排放約390t。

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最后一個是智慧能源管理平臺,前面已經(jīng)提到,平臺已經(jīng)成為了綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的標(biāo)配,目前在百家實(shí)踐案例集中81個項(xiàng)目得到了應(yīng)用,典型案例是城市級碳達(dá)峰碳中和綜合平臺應(yīng)用案例解析項(xiàng)目。該項(xiàng)目聚焦經(jīng)濟(jì)增長、能源安全、碳排放、居民生活“四個維度”,圍繞農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、交通、能源、居民生活6大領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)全品類能源生產(chǎn)、供給、存儲、消費(fèi)數(shù)據(jù)匯聚和在線監(jiān)測,融合政府決策、宏觀經(jīng)濟(jì)、地域特色等多維度信息,打造地市級雙碳平臺。

四、關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)

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綜合能源服務(wù)的技術(shù)種類繁多,應(yīng)用廣泛,技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)環(huán)節(jié)明確相對穩(wěn)定,技術(shù)應(yīng)用主要在供電、供網(wǎng)、供熱、供冷系統(tǒng)。應(yīng)用的主要環(huán)節(jié)是能源的生產(chǎn)環(huán)節(jié),這些是我們綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)。同時使用環(huán)節(jié)、存儲環(huán)節(jié)也在增長,值得關(guān)注,以能源管理平臺代表的數(shù)字平臺技術(shù)應(yīng)用日趨廣泛,但數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用深度仍值得探索,未來具備較大發(fā)展?jié)摿Α?/span>

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隨著國家政策引導(dǎo)、電力市場化改革、數(shù)字技術(shù)及能源技術(shù)的進(jìn)步,綜合能源服務(wù)技術(shù)也在不斷創(chuàng)新,本書案例中具有一定創(chuàng)新性的技術(shù)包括熱源塔熱泵和磁懸浮制冷機(jī)。創(chuàng)新是未來的發(fā)展趨勢和潮流,同時也是增量市場空間和高收益率產(chǎn)品及服務(wù)的主戰(zhàn)場。綜合能源服務(wù)從業(yè)機(jī)構(gòu)和人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這些創(chuàng)新技術(shù)及組合模式,制定切合自身資源及特點(diǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略和路線圖,抓住市場機(jī)遇。

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典型可復(fù)制技術(shù)包括空氣源熱泵技術(shù)、電鍋爐技術(shù)、分布式光伏和智慧能源管理平臺等。這些已大規(guī)模應(yīng)用的成熟典型可復(fù)制技術(shù)是當(dāng)下綜合能源領(lǐng)域服務(wù)的核心和重點(diǎn),也是綜合能源服務(wù)領(lǐng)域相關(guān)機(jī)構(gòu)和從業(yè)人員工作的主戰(zhàn)場,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和把握。

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