丹麦清洁供热经验：储热将热能消耗与电力生产分离

　　这两年冬天，中国北方进入供暖季后，风电光伏弃风弃光率大增，原因是燃煤热电厂必须要供热，以热定电，供热增加，发电也增加，结果把风电光伏的额度挤掉了。丹麦区域能源体系中有强大的储热能力，使热能消耗与电力生产分离，也就是说以热定电不再是教条，火电厂可以深度调峰，在供热得到保障的同时，风电光伏可以发得更多。

——清华大学能源互联网创新研究院政策发展研究室主任何继江

　　储热有很多优势。储热能够提高区域供热系统的经济性，一方面将热能的消耗从电力生产中分离出来，另一方面可以应用可持续性更强的热源。

——Morten Jordt Duedahl 丹麦区域供热委员会业务发展经理

　　区域供热的一个特征是，热水可以被储存，或者是日储存，或者是从夏季到冬季的跨季储存。储热不同于其他存储或任何产品， 因为它断开了生产时间与消耗时间的联系。对于区域供热而言， 这意味着从热电联产厂，太阳能集热器，剩余风电和工业余热等方式中得到的热可被储存起来，在需要的时候直接使用。在丹麦，集中和分散区域供热的热电联产 (CHP)地区均有储热设施。

　　逐日储热的解决方案主要可让热电联产厂依据其电力需求优化配置其热电联供，并且仍然能够在需要时提供热量。

　　随着大规模的储热，利用更多本被浪费的能量成为可能。大规模热存储考虑到从将热量从温暖季节储存到到寒冷季节。热量可从多种来源收集，例如：太阳能集热器、热电联产以及非稳定生产的工业流程等。

　　丹麦区域供热网的一个非常重要的元素是短期储热。短期储热的主要目的将电力生产从热电联产中分离出来。如此热电联产厂可以在不影响供热的基础上，根据电力市场价格波动合理配置热电联产。这样一来，热电联产厂将只在当电力价格比较高时（通常在早上和下午）生产电（与热），并简单地将区域供热热水存储起来直至需要的时候。在丹麦，大型和小型的区域供热系统都利用短期储热。短期储热引入一种灵活的经济性和环保型能源系统，对于优化整个系统至关重要。

　　日常储热也用于区域供热系统的外部产热，而外部产热不能被区域供热公司所控制。这些热源可以是一天或一周中生产量不同，如果有多余的热量，它们可以储存在较小的日常储热库中。

　　如今，在丹麦的季节性储热主要应用于大规模的太阳能集热，在夏季它能够产出比即时需要更多的热量。季节性储热库通常是建一个蓄水池，这个蓄水池被一个浮动的保温层所覆盖，利用其地下水存储系统，多余的热量可以在较低的温度下存储，然后通过热泵在较高的温度下被利用。

　　对于丹麦许多的区域供热系统而言，季节性储热将变得越来越重要，充分利用本被浪费的能量，是绿色转型中的一个重要元素。

　　在丹麦，超过42%的电力来自风力发电。由于风力发电的波动性，丹麦经常有售价非常低廉的剩余电力，而目前没有有效的方式可以直接存储电力。

　　通过短期和长期储热的结合，多余的电力可以用于区域供热。在电价合适时，区域供热企业可以通过锅炉或者热泵直接使用电来生产热水。

　　全球最大的水体储热系统容积为205000立方米，结合70000平方米的太阳能供热站，是一种高效且成本低廉的减少二氧化碳排放量的方法。

　　Flemming Ulbjerg, Ramboll能源高级顾问指出：

　　在丹麦沃延斯的区域供热企业，供应丹麦的大部分热能来源于一种新的生产设 施——太阳能集热器。

　　由于电力价格低廉及盈利， 生产热已经变得越来越重要。这一变化是一个重新审视另类产热方法的机会。目前在沃延斯，太阳能供热站及水体储热供应当地热用户年热量需求的45%。 该太阳能储热的总投资是1600万欧元。该工厂的热价为40欧元/ 兆瓦，低于丹麦天然气产热的平均热价60欧元/兆瓦。

　　在四月中旬至九月底的夏季期间，该太阳能热力站可供应100%的热需求，主要主要生活用热水。此外，该太阳能供热站在夏季拥有巨大的过剩产能，并将余热储存到大型水体储热库。

　　从十月开始，热量供应部分来源太阳能供热站，部分来源于坑式储热库。热库储热同行在年底被用尽。计算得出储热损失只占总需求的6%–8%。除去储热库的热损失，有45%的净太阳能传递给热网。

　　季节性储热库有几个游泳池那么大。在用几个月的时间将水填满储热库之后，下一步是用一个浮动保温层覆盖储热库表面。随后加热水和储壁也要花费几个月的时间。当储热库被完全加热后即可以投入使用。

　　1、在丹麦，热电联产地区均有储热设施。这个举措确实好，建议中国也依此实行。这对大中小型的发电设施显然会增加一些麻烦，发电全额上网最简单，而要接入热网匹配热负荷，显然要麻烦很多。不过为了能源转型，为了治理雾霾，麻烦一些也应该干啊。

　　2、如果热电联产厂只在当电力价格比较高时生产电与热，并且系统最优，这需要电力价格有波动性，我们目前的峰谷电价还不够，呼唤电力现货市场，“无现货，不市场”。

　　3、有了储热设施，多余的电力可以用于区域供热，弃风弃光能充分发挥其价值。在风电光伏装机量不断增长的情况下，非常低廉的剩余电力将会越来越多。

　　4、在这个热电耦合的系统中，通信与能源的深度融合，实现的功能有：对波动性的风电光伏进行智能监控，发电时段的智能化调控，储热系统构成强大的灵活性资源，廉价的剩余电力因应现货市场的价格智能化地进入制热模式，这使得系统里的可再生能源比例可以进一步提高，这构成了能源互联网的一个重要应用情景。

　　5、几个游泳池那么大的储热库，用浮动保温层覆盖储热库表面来保温，这技术听上去有些落后，不过，好像朴实有效。储热损失只占总需求的6%–8%。中国的乡镇地区可以考虑这种技术，尤其像西藏的乡镇，阳光好，土地多，其他能源外运进去成本高，可以率先搞些示范。

　　6、太阳能供热站的供热价格低于天然气供热价格。