編者按：這兩年冬天，中國北方進(jìn)入供暖季后，風(fēng)電光伏棄風(fēng)棄光率大增，原因是燃煤熱電廠必須要供熱，以熱定電，供熱增加，發(fā)電也增加，結(jié)果把風(fēng)電光伏的額度擠掉了。丹麥區(qū)域能源體系中有強(qiáng)大的儲熱能力，使熱能消耗與電力生產(chǎn)分離，也就是說以熱定電不再是教條，火電廠可以深度調(diào)峰，在供熱得到保障的同時，風(fēng)電光伏可以發(fā)得更多。——何繼江
儲熱有很多優(yōu)勢。儲熱能夠提高區(qū)域供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，一方面將熱能的消耗從電力生產(chǎn)中分離出來，另一方面可以應(yīng)用可持續(xù)性更強(qiáng)的熱源?！狹orten Jordt Duedahl 丹麥區(qū)域供熱委員會業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理
儲熱的價值
區(qū)域供熱的一個特征是，熱水可以被儲存，或者是日儲存，或者是從夏季到冬季的跨季儲存。儲熱不同于其他存儲或任何產(chǎn)品, 因為它斷開了生產(chǎn)時間與消耗時間的聯(lián)系。對于區(qū)域供熱而言, 這意味著從熱電聯(lián)產(chǎn)廠，太陽能集熱器，剩余風(fēng)電和工業(yè)余熱等方式中得到的熱可被儲存起來，在需要的時候直接使用。在丹麥，集中和分散區(qū)域供熱的熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP)地區(qū)均有儲熱設(shè)施。
逐日儲熱的解決方案主要可讓熱電聯(lián)產(chǎn)廠依據(jù)其電力需求優(yōu)化配置其熱電聯(lián)供，并且仍然能夠在需要時提供熱量。
隨著大規(guī)模的儲熱，利用更多本被浪費的能量成為可能。大規(guī)模熱存儲考慮到
從將熱量從溫暖季節(jié)儲存到到寒冷季節(jié)。熱量可從多種來源收集，例如：太
陽能集熱器、熱電聯(lián)產(chǎn)以及非穩(wěn)定生產(chǎn)的工業(yè)流程等。
日常儲熱
丹麥區(qū)域供熱網(wǎng)的一個非常重要的元素是短期儲熱。短期儲熱的主要目的將電力生產(chǎn)從熱電聯(lián)產(chǎn)中分離出來。如此，熱電聯(lián)產(chǎn)廠可以在不影響供熱的基礎(chǔ)上根據(jù)電力市場價格波動合理配置熱電聯(lián)產(chǎn)。這樣一來，熱電聯(lián)產(chǎn)廠將只在當(dāng)電力價格比較高時(通常在早上和下午)生產(chǎn)電(與熱)，并簡單地將區(qū)域供熱熱水存儲起來直至需要的時候。在丹麥,大型和小型的區(qū)域供熱系統(tǒng)都利用短期儲熱。短期儲熱引入一種靈活的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保型能源系統(tǒng)，對于優(yōu)化整個系統(tǒng)至關(guān)重要。
日常儲熱也用于區(qū)域供熱系統(tǒng)的外部產(chǎn)熱，而外部產(chǎn)熱不能被區(qū)域供熱公司所控制。這些熱源可以是那些一天或一周中生產(chǎn)量不一的工廠余熱，例如,只有在漁船卸貨時才生產(chǎn)的漁業(yè)。在這期間如果有多余的熱量，它們可以儲存在較小的日常儲熱庫中。
季節(jié)性儲熱
如今,在丹麥的季節(jié)性儲熱主要應(yīng)用于大規(guī)模的太陽能集熱,在夏季它能夠產(chǎn)出比即時需要更多的熱量。季節(jié)性儲熱庫通常是一個坑，即在地面上的大洞,在底部設(shè)有內(nèi)襯,洞中充滿水,并被一個浮動的保溫層所覆蓋。其他解決辦法是地下水存儲系統(tǒng),多余的熱量可以在較低的溫度下存儲，然后通過熱泵在較高的溫度下被利用。地下水儲熱系統(tǒng)對于那些沒有多余空間建設(shè)礦井儲熱的城市而言有重要意義。這兩個儲熱系統(tǒng)的可以儲存熱量數(shù)周或數(shù)月，直到在秋季和冬季熱量需求上升時被消耗掉。
對于丹麥許多的區(qū)域供熱系統(tǒng)而言，季節(jié)性儲熱將變得越來越重要，充分利用本被浪費的能量，是綠色轉(zhuǎn)型中的一個重要元素。
風(fēng)電供熱與儲熱
在丹麥，超過42%的電力來自風(fēng)力發(fā)電。由于風(fēng)力發(fā)電的波動性，丹麥經(jīng)常有售價非常低廉的剩余電力，而目前沒有有效的方式可以直接存儲電力。
通過短期和長期儲熱的結(jié)合，多余的電力可以用于區(qū)域供熱。在電價合適時，區(qū)域供熱企業(yè)可以通過鍋爐或者熱泵直接使用電來生產(chǎn)熱水。
大規(guī)模儲熱
全球最大的坑道儲熱系統(tǒng)容積為205000立方米,結(jié)合70000平方米的太陽能供熱站, 是一種高效且成本低廉的減少二氧化碳排放量的方法。
Flemming Ulbjerg, Ramboll能源高級顧問
減少化石燃料與消費價格
在丹麥沃延斯的區(qū)域供熱企業(yè),供應(yīng)丹麥的大部分熱能來源于一種新的生產(chǎn)設(shè) 施——太陽能電池板。
由于電力價格低廉,為了盈利, 生產(chǎn)熱已經(jīng)變得越來越重要。這一變化是一個重新審視另類產(chǎn)熱方法的機(jī)會。目前在沃延斯，太陽能供熱站及坑道儲熱供應(yīng)當(dāng)?shù)責(zé)嵊脩裟隉崃啃枨蟮?5%。 該太陽能儲熱的總投資是1600萬歐元。該工廠的熱價為40歐元/ 兆瓦,低于丹麥天然氣產(chǎn)熱的平均熱價60歐元/兆瓦。
季節(jié)性儲熱提高了靈活性
在四月中旬至九月底的夏季期間,該太陽能熱力站可供應(yīng)100%的熱需求,主要主要生活用熱水。此外，該太陽能供熱站在夏季擁有巨大的過剩產(chǎn)能，并將余熱儲存到大性坑式儲熱庫。
從十月開始,熱量供應(yīng)部分來源太陽能供熱站，部分來源于坑式儲熱庫。熱庫儲熱同行在年底被用盡。計算得出儲熱損失只占總需求的6%–8%。除去儲熱庫的熱損失，有45%的凈太陽能傳遞給熱網(wǎng)。
季節(jié)性儲熱庫有幾個游泳池那么大。在用幾個月的時間將水填滿儲熱庫之后,下一步是用一個浮動保溫層覆蓋儲熱庫表面。隨后加熱水和儲壁也要花費幾個月的時間。當(dāng)儲熱庫被完全加熱后即可以投入使用。
評析
1、在丹麥，熱電聯(lián)產(chǎn)地區(qū)均有儲熱設(shè)施。這個舉措確實好，建議中國也依此實行。這對大中小型的發(fā)電設(shè)施顯然會增加一些麻煩，發(fā)電全額上網(wǎng)最簡單，而要接入熱網(wǎng)匹配熱負(fù)荷，顯然要麻煩很多。不過為了能源轉(zhuǎn)型，為了治理霧霾，麻煩一些也應(yīng)該干啊。
2、如果熱電聯(lián)產(chǎn)廠只在當(dāng)電力價格比較高時生產(chǎn)電與熱，并且系統(tǒng)最優(yōu)，這需要電力價格有波動性，我們目前的峰谷電價還不夠，呼喚電力現(xiàn)貨市場，“無現(xiàn)貨，不市場”。
3、有了儲熱設(shè)施，多余的電力可以用于區(qū)域供熱，棄風(fēng)棄光能充分發(fā)揮其價格。在風(fēng)電光伏裝機(jī)量不斷增長的情況下，非常低廉的剩余電力將會越來越多。
4、在這個熱電耦合的系統(tǒng)中，通信與能源的深度融合，實現(xiàn)的功能有：對波動性的風(fēng)電光伏進(jìn)行智能監(jiān)控；發(fā)電時段的智能化調(diào)控；儲熱系統(tǒng)構(gòu)成強(qiáng)大的靈活性資源；廉價的剩余電力因應(yīng)現(xiàn)貨市場的價格智能化地進(jìn)入制熱模式，這使得系統(tǒng)里的可再生能源比例可以進(jìn)一步提高，這構(gòu)成了能源互聯(lián)網(wǎng)的一個重要應(yīng)用情景。
5、幾個游泳池那么大的儲熱庫！夠壯觀吧！用浮動保溫層覆蓋儲熱庫表面來保溫，這技術(shù)聽上去有些土，不過，好像樸實有效。儲熱損失只占總需求的6%–8%。中國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)可以考慮這種技術(shù)，尤其像西藏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，陽光好，土地多，其他能源外運進(jìn)去成本高，可以率先搞些示范。
6、太陽能供熱站的供熱價格低于天然氣供熱價格！吃驚，這事太值得認(rèn)真調(diào)研。
