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比如,大哥本哈根区域供暖系统就是一个大型的区域供暖系统。它是目前丹麦最大的区域供暖系统,供暖年产量达35拍焦耳。该套供暖系统东西向长约50千米。
通常情况下,小型分散式区域供暖系统的单个输送管网供应量不超过1000家热用户。热量由一台基本负荷机组和一台或多台尖峰负荷备用机组产生。通常基本负荷机组指的是一个以天然气为燃料的热电联机组,或以生物质(如秸秆或木屑)为燃料的锅炉,或城市固体废物处理厂;而尖峰负荷备用机组指的是以油或天然气为燃料的简单锅炉,成本投入较少。一些小型电厂近年又安装了太阳能供暖或电热锅炉。
近年来,人们越来越多地将可再生能源用于区域供暖。部分原因在于某些位于大型区域供暖区的热电联产电厂已使用生物质代替了化石燃料。
公共供暖计划与市场现状
丹麦政府于1979年通过了第一部供暖法,规定由当地政府部门负责研究该地区具备发展公共供暖的潜力。
自从1979年法律通过后,其他成功的政策也陆续地出台。毫无疑问,规划法在发展初期是最重要的环节,它能够成功地开拓市场。在规划法出台之后,又出台了一些经济刺激性政策,确保为区域供暖和热电联产的持续发展提供经济保证。
现在所有集中式热电联产电厂和大多数分散式热电联产电厂的电价都和市场电价保持一致。因此,电厂必须力图按照现货市场的电价优化生产,而市场电价是每1小时定1次的。这就意味着在电价高时,热电联产电厂要同步产出最多的电和热,而在电价低时,它们尽力减少产量。要做到这一点,就要灵活运用系统里的蓄热器。
除了现货市场上的售电收入外,大多数分散式热电联产电厂可以获得补助。原本该补助是作为一种上网电价补贴,根据电力输送的时间不同有3个等级的补贴,但现在已转变为固定年度补贴。
关于税收方面,因为使用生物质免交供暖税,而使用化石燃料要交税,受此激励,所有丹麦厂商会选择使用生物质作为燃料。此外,对于以生物质为燃料所发的电能,热电联产电厂还可获得在市场电价基础上另加150丹麦克朗/兆瓦时的补贴。
与独立的供暖设备相比,建造区域供暖系统要求对基础设施投入大量资金,尤其是区域供暖管网的投资成本很高。但在另一方面,却降低了区域供暖系统的运行成本,减少了对环境的影响。
如果是通过高效节能的热电联产装置产生的热量或使用工厂(如炼钢厂)产生的废热,上述优势则更加明显。
评估区域供暖的可行性时,要考虑到一定年限。从“生命周期”角度看,在许多情况下区域供暖是最可行的,当然这取决于特定地区的供热需求和供热需求的集中度。
虽然前期的基础设施投入较大,但因为此举能够降低后期每年的运营成本,所以若干年后即可将成本收回。高质量的区域供暖设备也是如此,虽然比起劣质设备一次性支付费用较高,但因为维护费用较低,所以成本往往也是可以收回的。
从技术层面考虑,区域供暖系统的使用年限通常可达40年到50年。
未来所承担的角色
丹麦区域供暖系统有望在未来实现两大目标:2020年,风力发电将占全国供电量的50%;2035年,全部使用可再生能源进行发电和供热。
实现第一个目标所带来的挑战在于平衡风力发电在整个发电系统中的比例。如果把大量风力发电并入系统中,某些情况下,风力发电仅能满足很小部分的用电需求,而其他一些时候它的发电量却能满足大部分甚至超过用电需求。
使用不同的技术手段可以提高区域供暖和热电联产系统的灵活性,并整合风力发电。这包括蓄热、电热锅炉和热泵、风轮机旁路。
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