2016年6月20日,在IMSIA國際金屬太陽能產業聯盟秘書長黃俊鵬先生的帶領下,來自中國太陽能熱利用產業聯盟的張曉黎主任、上海源恒太陽能公司謝瑞清總經理開展了為期8天的德奧太陽能應用與生態社區考察之旅。
本次行程共實地考察了奧地利格拉茨太陽能集中熱站、德國弗萊堡佤邦社區等五個項目,并與奧地利著名的AEE Intec研究所、德國Fraunhofer研究所,以及德國被動房研究所等研究機構的專家進行了深入的交流,就未來中歐之間,在太陽能區域供熱、太陽能工業熱利用、被動房技術應用與推廣等方面開展豐富的交流和合作??疾靾F還參觀了在慕尼黑舉辦的Intersolar 2016年展會,與參展的中國企業,比如力諾瑞特光熱公司等進行了交流,更重要的是,考察團在展會上發現了不少新鮮的太陽能熱利用系統方面的創新技術。
本次考察取得了豐碩的成果,大家對太陽能熱利用技術的發展趨勢,市場應用的前景等都有了更加深刻的認識。IMSIA國際金屬太陽能產業聯盟本著為行業服務,促進中國的太陽能熱利用行業學習和了解國外先進技術,加強中外合作與交流的精神,希望通過與太陽能熱利用行業的從業者分享本次考察見聞,促進國內太陽能熱利用行業的轉型升級。
一、 項目考察
項目簡介
Gleisdorf位于奧地利styria州,被譽為太陽城,占地面積38.67平方千米,是奧地利日照資源最豐富的地區,常住居民5500戶。Gleisdorf以其眾多可再生能源運用聞名。太陽樹、太陽能道路、多功能光伏防噪墻等足以讓太陽城這個稱號名副其實。從1991年,城市開始大量安裝太陽能光伏板和太陽能集熱系統,目前城市已安裝超過150個太陽能工程,總發電量超過150KW。當地政府部門規定所有新建公共建筑都必須采用光伏電池板、太陽能集熱系統、生物質作為熱源和動力源。
奧地利Gleisdorf太陽能集中供熱系統位于Gleisdorf Stadtwerke,2012年秋季投入使用。該集中供熱系統主熱源為2個850KW木屑鍋爐。2012年,新建1220米區域供熱管網,承擔1936KW供熱負荷。2013年新建管網與小鎮原有區域供熱管網并網,原有區域熱網熱原為天然氣鍋爐,總長2300米,承擔1.5MW供熱負荷,單獨燃氣鍋爐足以滿足高峰負荷需求。
圖為熱站全貌,左上角的黑色物件是風力發電機,這個角度能夠清晰的展示熱站屋頂上覆蓋的平板太陽能集熱器。
整個熱站本身也是一個各項新能源技術的展示和教育平臺。
圖為太陽能光伏技術應用的展示
熱站內太陽能充電車棚
為我們介紹項目的工程師Col說,他自己每天都開一輛小電動車上下班,在上班期間充滿電,正好夠一個來回。因為是公司的員工,使用太陽能充電樁是免費的,每年為他節省不少油錢。
由于能源轉型為采用太陽能和生物質能供熱,小鎮原有的燃煤鍋爐熱站已經廢棄,原燃煤鍋爐的巨大煙囪頂端已經被鳥所占領,成了鳥的一家安樂窩。
圖為coal先生帶領我們參觀他們公司辦公樓所太陽能空調系統
項目簡介
中歐地區最大的太陽能集中供熱項目。奧地利Graz-Süd太陽能熱站于2006年開始建設,到目前為止總計集熱器面積達到7750平米,是奧地利最大的太陽能區域供熱系統。2006年至2008年,項目一期工程在Abfall Entsorgungs Verwertungs GmbH(AEVG)公司屋頂安裝5000平米集熱器。2014-2016年項目二期在一期附近空地增加安裝2750平米集熱器。項目總工采購了5家集熱器制造商6種高溫平板型集熱器,整個系統沒有設置儲熱裝置,太陽能集熱系統直接與區域熱網連接供熱,日最大供熱負荷1.9MWth,年最大供熱負1300MWh,每年二氧化碳減排量達380噸。
SOLID公司Robert先生講解該項目
太陽能集熱場與整個供熱站的換熱站
案例三:奧地利Messequartier Graz小區太陽能集中供熱項目
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項目簡介
奧地利Messequartier Graz小區建筑屋頂安裝700平方米集熱器提供采暖和生活熱水。集熱場規劃設計方:SOLID公司,施工方:DI WAGNER GmbH & Co KG。建筑頂層還設有居民公共活動空間和游泳池,居民滿意度極高。建筑總造價:5700萬歐元,單位面積造價:2700歐元。
與整體建筑風格相適應的太陽能集熱場布置位于屋頂的太陽能集熱場
太陽能儲熱罐
二、 研究機構考察
AEE Intec研究所
簡介
AEE-INTEC研究所成立于1988年,是一個獨立研究機構,位于奧地利格萊斯多夫市,AEE-INTEC研究所主要集中于太陽能領域、低能耗建筑、零能耗建筑和能源效率領域,并處于世界領先水平。近年水資源可持續利用也成為該機構研究重點。
該機構核心科研是資源和能源可持續利用、設備研發以及可高效快速廣泛使用可再生能源的能源體系和系統運行控制策略。這些領域的課題,AEE-INTEC研究所將完成從設備開發、測試、試運行、監控、數據分析、模擬示范等一整套流程,同時研究所還提供技術資訊、技術轉讓、培訓和數據監測等服務。
目前,大約有50人受雇于AEE-INTEC研究所,40人屬于長期受雇,其中有2~3名博士,5~10名碩士及實習生。
AEE INTEC研究所積極與國內和國際研究機構接軌,是歐洲可再生能源研究中心機構(EUREC)和歐洲可再生能源供熱制冷技術平臺成員單位。過去十年,AEE INTEC研究所在奧地利國內、歐洲乃至世界范圍極大促進太陽能熱利用發展。提供服務的機構包括地方和聯邦政府、歐洲委員會、聯合國工業發展組織等。機構科研人員還活躍在國際能源署“太陽能供熱制冷”課題和“EBC實施協議”,歐洲可再生能源研究中心機構,歐洲可再生能源供熱制冷技術平臺和奧地利標準委員會。
考察目的:了解太陽能儲熱技術,Sorption Energy Storage at AEE INTEC laboratory
三、主要發現和結論
奧地利是世界最大,歐洲最發達的太陽能市場之一,一直被看作是其他中歐國家發展的典范。也是繼中國之后世界最大的太陽能熱水器生產國。奧地利太陽能熱水器市場在2009年有5%的增長。
平板集熱器的銷售量占整個奧地利太陽能市場99%的份額。平板式產品的初次安裝成本低;因為容易安裝,這類產品受安裝商的青睞和推廣;和真空管集熱器相比,在遇到常見惡劣天氣時不易碎(例如遇到大雪和冰雹);平板式產品的生產成本較低且利潤較高,所以比較受生產商推廣。在吸收材料方面,銅仍然是主流。
奧地利太陽能熱水器的分銷主要通過安裝公司,其次是專業的采暖和可再生能源批發商。目前奧地利太陽能供應商正在向提供完整的采暖解決方案的方向發展(例如:系統集成)。甚至專業的集熱器供應商也在做出多方面的努力,提出完整的采暖打包方案(包括熱泵和鍋爐),而不僅僅是提供太陽能熱水器。
奧地利的太陽能區域供熱技術以直接并網為主,而不是丹麥那樣需要大規??缂竟潈?。直接并網的成本大幅下降,商業上完全能夠實現,投資回收期大大縮短,但需要熱計量支持。這在國內有挑戰。
奧地利也在積極的探索更大規模的太陽能供熱項目。2015年,奧地利聯邦政府決定關閉格拉茨梅拉赫(Mellach)南部的燃油燃氣熱電聯供廠,2020年以前當地的熱力公司Energie Steiermar必須找到可替代的能源產品。通過與當地的太陽能供熱系統設計公司S.O.L.I.D合作,Energie Steiermar開展了名為Big Solar大規模太陽能區域供熱可行性研究,結果顯示前景光明。該項目的可行性研究參考了丹麥運營成功最大的太陽能集熱場Vojens(集熱器面積:70,000m2,49MW),來探討如何實施太陽能區域供熱工程。
目前,梅拉赫熱電聯供廠提供了格拉茨城市大部分區域供熱熱需求。太陽能集熱系統設計規模由S.O.L.I.D.公司在2015年12月推薦:
450,000 m²高效太陽能集熱器,供熱量為350 MWh–三倍于當前奧地利每年太陽能集熱器安裝量;
Ÿ跨季節儲熱水池容量180萬m³,相當于當地Stubenberg湖的容積; 總投資1.96億歐元。
通過模擬計算表明基于該集熱器面積和儲熱容積,太陽能區域供熱系統供水溫度可以達到85 °C,提供的熱價為35歐元/ MWh,可以與燃氣鍋爐供熱系統相競爭。
1.融資超過16年;
2.投資補貼20%;
3.20%太陽能保證率(245 GWh,其中13 GWh儲熱損失);
4.1000萬歐元凈值;
5.2000萬歐元購買土地;
6.經營成本;
7.化石燃料價格指數1.5%。
S.O.L.I.D.公司還指出發展太陽能區域供熱系統的優點:相比化石燃料供熱價格穩定、供熱穩定。丹麥的案例顯示集熱器安裝在地面更經濟,所以該項目計劃在城市南部的草地上安裝集熱器。
作者:黃俊鵬/國際金屬太陽能產業聯盟