建議|將太陽能區域供熱納入國家能源“十四五”規劃項目
李連孝
今年四月,國家能源局綜合司就做好可再生能源發展“十四五”規劃編制工作下發了通知(國能綜通新能〔2020〕29號),明確提出,要“高度重視可再生能源供熱等非電利用,因地制宜推動生物質、地熱能、太陽能等非電利用方式,顯著提升可再生能源在北方地區清潔取暖中的比重,推動可再生能源非電利用在我國能源轉型中發揮更大作用。
由此,重電輕熱的能源利用格局首次被官方打破,以太陽能等為代表的可再生能源熱利用迎來轉型發展的重大歷史機遇。但是,太陽能供暖能否享受類似光伏補貼的公民待遇?
按照“優先開發當地分散式和分布式可再生能源資源,大力推進分布式可再生電力、熱力、燃氣等在用戶側直接就近利用,結合儲能、氫能等新技術,提升可再生能源在區域能源供應中的比重”要求,建議將太陽能區域供熱納入太陽能資源豐富地區的“十四五”規劃的項目。
太陽能區域供熱(solar district heating,簡稱SDH)是由太陽能集熱設施、儲熱設施、換熱設施、輔助加熱設施組成,并通過區域熱管網為熱用戶進行供熱的采暖系統。
從國際經驗看,太陽能區域供熱技術成熟,具有可市場化和運行成本低的特點。據CCMSA清潔供熱分會陳講運秘書長近期翻譯的國外文獻顯示,太陽能區域供熱(SDH)在歐洲發展迅速,目前有300座容量超過350千瓦時的電廠投入運行。其中,丹麥市場繁榮發展,奧地利,德國和瑞典等國家都實現了良好的增長,過去5年的平均市場增長率每年超過35%。其優勢為“至少25年穩定的成本”“無排放,100%可再生和本地化”“有300多家工廠在運營,已有20多年的回報經驗。這說明太陽能區域供熱在市場上完全可行,系統成熟有效”。
在中國,到2019年已有多個太陽能區域供熱項目運行。其中,在太陽能資源豐富的西藏自治區的薩嘎縣、仲巴縣和浪卡子縣等地已建成一些示范項目,北京市延慶區也有太陽能跨季蓄熱與熱泵結合綜合供暖的工程案例。
其中,由中九建設工程集團負責薩嘎縣城集中供暖系統的交鑰匙工程的集熱面積達到19136平方米,儲熱容積為9000立方米。除太陽能集熱場外,該項目還包括一個供暖中心,該供暖中心可容納三臺1兆瓦的水源熱泵和三臺1兆瓦的燃油鍋爐。
我國已經掌握了太陽能區域供熱關鍵環節的創新技術,并具有中國自主的知識產權。以薩嘎縣城集中供暖項目為例,太陽能集熱設施由德州金亨新能源自主研發生產,產品名稱為EFPC115大平板,該產品根據西藏地區太陽輻照強度大、海拔跨度大、氣壓低、冬季時間長、晝夜溫差大的條件特性專為采暖供熱設計,經國家太陽能質量監督檢驗中心檢測,技術水平達到國際一流。
該產品適合機械吊裝作業,具備快速安裝特點。同時,降低了安裝工人的勞動強度,因減少大量的連接件用量,降低了系統的安裝成本。
此外,金亨新能源還相繼開發了適合分布式采暖的一系列采暖集熱器,型號主要有STC500以及HHC600等,產品可滿足工程和戶用采暖的多種類型的建筑需求。
在儲熱方面,中國積累了一定的經驗并付諸實踐應用。由丹麥科技大學樊建華教授主導設計并在邢臺成功建設了全國首例跨季蓄熱水池,阿康桑瑪克大型太陽能系統工程有限公司在浪卡子縣也是利用跨季蓄熱水池。在北京市延慶區的跨季蓄熱則以土壤為蓄熱體。根據采暖體量,有的還采用鋼罐作為蓄熱容器。
在能源利用智慧化方面,北京創意博和包頭漢諾威等公司具有相當豐富的實踐經驗,通過互聯網平臺+硬件+算法的綜合創新技術方式,賦予供暖互聯網思維,使供暖系統運行更加科學、高效。
在學術和理論方面,中國積極借鑒歐洲國家太陽能區域供熱的成功經驗,積極開展供熱技術國際學術交流。其中,由丹麥科技大學博士黃俊鵬和中國建筑金屬結構協會清潔供熱分會的陳講運秘書長多次組織中丹供熱技術交流會,就系統建設中的集熱、蓄熱、儲熱、換熱、用熱的關鍵技術與國內專家進行探討。組織并撰寫了《中國清潔供熱現狀與發展趨勢報告》等學術論文,結合清潔取暖的目標和當前完成情況等現實,預測發展趨勢并提出“充分重視生物質能、太陽能等可再生能源在清潔取暖中的應用”“盡快制定可再生能源清潔取暖的指導意見和實施規劃”“加強對清潔取暖項目實際效果的實時監測”“建立清潔取暖的長效保障機制”“加強綠色金融對清潔取暖的支持”以及“鼓勵清潔供熱商業模式創新”的建議。
目前,可再生能源“十四五”規劃編制在即,我們希望各新能源企業、各研究機構和相關的學會和協會積極行動起來,按照(國能綜通新能〔2020〕29號)通知要求,協助政府相關部門做好調研工作,明確本地區太陽能源消費占一次能源消費的比重,并建立相應的指標體系,納入本地區能源“十四五”規劃。力爭把太陽能區域供熱這項運行成本低、易市場化、技術成熟的項目納入國家能源“十四五”規劃,使太陽能在我國能源轉型中發揮更大作用。