能效提升进行时丨“能源梯”让每一点能源最大限度利用!
发布时间:2021-11-30
转载:浙电e家

摘要:能效提升进行时丨“能源梯”让每一点能源最大限度利用!

救火有“登云梯”,美如画的有“梯田”风景,但有一种“梯”,你可能没有见过。它可以变废为宝,可以大幅提高能源利用率,还可以减少碳排放。这个“梯”就是“能源梯”。

 

“能源梯”完整表述是“能源梯级利用”,是指某一个已经使用过的产品已经达到原生设计寿命,再通过其他方法使其功能全部或部分恢复并继续使用过程。

 

为什么要搞这个“梯”呢?

 

国网杭州供电公司能源大数据中心杨翾博士介绍:“习近平总书记提出‘四个革命、一个合作’能源安全新战略重要论述,其中就重点强调了能源消费革命。但是目前来看,能源消费侧管理还存在不同程度的粗放管理、不够精细的情况。如果把这些能源都能利用起来,就可以用更少的能源做更多的事。所以我们推进能源梯级利用,在能源消费侧‘吃干榨尽’,让每一点能源被最大限度利用。”

 

在杭州,国网杭州供电公司搭建起能源高效转化利用的“能源梯”,让余热、废旧电池、零散小水电等能源梯级利用,为地方经济发展提供多种能源协同供应和梯次利用的一体化解决方案,推动全社会能效提升。

 

“循环梯”回收蒸汽热力年减碳2000吨

“供电公司服务真周到,不仅保障我们用电,还指导我们利用余热回收。”11月2日,在杭州市萧山区瓜沥党山工业园区的杭州奔马化纤纺丝有限公司厂房内,4条纺织定型生产线紧张运转。奔马化纤纺公司副总经理赵成方,采纳了国网杭州供电公司给出的“一企一策”建议,带着技术人员在纺丝生产线车间内,测量蒸汽回收机组的安装点位,为企业即将开展的余热回收改造项目做好准备。

 

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∎ 杭州奔马化纤纺丝公司屋顶光伏

 

化纤纺织业用能需求旺盛,也是传统的碳排放大户。近日,中共中央国务院关于《贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中明确指出要推广园区能源梯级利用等节能低碳技术。为帮助企业用好余热资源,引导工业园区参与节能减排,国网杭州供电公司组建专业技术组,为企业提供方案设计、建设、并网等一揽子服务。

 

“原先厂里蒸汽用完就直接排掉了,很浪费。现在奔马化纤四条纺丝线分别新增一套蒸汽余热回收机组,通过服务企业余热发电项目并网,厂里的用能系统经过余热循环再利用改造,防止热量散失。”国网杭州市萧山区供电公司工作人员介绍,利用蒸汽凝结水余热回收进行闪蒸后循环利用,企业纺丝生产过程一年可以节约蒸汽将近6000吨,减少二氧化碳排放2000吨,相当于一年为账户“充值”140万千瓦时电量,降低生产成本120万元。

 

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∎ 通过蒸汽余热回收,纺丝生产过程一年可以节约蒸汽将近6000吨|姚靖霖 摄

 

据悉,杭州目前有纺织印染类规上企业约246家,每年综合能耗约160万吨标准煤,其中热力消耗约占综合能耗的55%。如果通过余热发电改造,对蒸汽热力进行梯级利用,按蒸汽热力回收率10%测算,预计可降低综合能耗5.5%,相当于节约9万吨标煤。在杭州萧山区、钱塘区等地,化纤纺织产业园区分布密集,实施余热、余压及工业副产品等能源回收和综合利用,市场潜力巨大。

 

“动力梯”让电池变身5G充电宝

近年来,随着我国电动汽车市场快速发展,动力电池退役量也快速增加,梯次利用退役电池可以提升动力电池全寿命价值,降低储能系统成本,因而受到广泛关注。

 

位于杭州临平区超山风景区南门的5G信号塔脚下,杭州市首座蓄电池梯次利用改造的5G基站平稳运行。根据测算,5G基站功耗约为4G基站的3.5倍,改造后,就好比给基站增加了一块“充电宝”,可以晚间用谷电进行充电,白天峰电时放电供能,每天电费可下降一半,预计年节约电费3.6万元。

 

超山风景区的白马坑通信基站原有后备电池为24块铅酸电池,储能容量20千瓦时,如有停电备用电池仅可支持一小时的用电量。在加入了二次利用的蓄电池阵列后,可保障即使基站断电24小时,也不影响市民上网的信号和速度。

 

“当电动汽车所使用的磷酸锂铁动力电池容量衰减至80%以下时,电池面临退役,而退役后的动力电池仍然具有相当的容量。我们便联合运营商在站点内安装了10块国产新能源汽车退役电池,共计容量100千瓦时电能,结合能源控制系统,与原有后备电池共同为基站提供电力供应,可以有效解决5G基站的大功耗问题。”当地供电公司的工作人员介绍说,“仅杭州余杭区有的850多个站点,如运用蓄电池梯次利用改造后相当于一个超过11万千瓦时的电能资源池,所储电能超过两座10千伏西坝储能电站。”

 

“梯次电池利用基站储能系统以后,电费更便宜,而且增加了基站备用电源时长,安全性、稳定性大大提升。”中国移动杭州分公司技术经理王国东表示。

 

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∎ 供电公司工作人员对杭州首个梯次电池单体进行电压测试|张德峰 摄

 

眼下,新能源汽车动力蓄电池梯次利用正处于起步阶段,市场前景广阔。随着技术的成熟、成本的下降、市场的规范,退役电池的梯次利用将在储能市场中占据越发重要的地位。杭州每年有9万吨动力电池退役,动力电池的利用开发成为巨大的资源池。在杭州万向集团、杭州彩虹充换电站等地纷纷尝试开展退役电池储能改造,作为园区后备电源和调峰电源,还可为园区节省电费,为行业提供了电池回收梯次利用的全新方向,推动行业进一步挖掘动力电池的剩余价值。

 

“流域梯”管住水足迹汇聚绿色潮流

10月12日12点15分,杭州临安大明山风景旅游区内四座梯级电站水流湍急。当地调控分中心发令后,从马啸一级水电站开闸放水满出力,下流小水电按照调度梯级调度指令依次开始发电。在水库满容情况下,水资源最大利用率较原来用户自发电模式提升30%左右。

 

水电站作为电网调峰的重要手段,能够有效调节电力生产、供应、使用之间的动态平衡,助力大电网平稳运行。临安地区山高水长,境内水电资源丰富,有小水电站76座,且流域地形呈现明显的阶梯特征,但长期以来山区小水电“各自为战”。

 

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∎ 淳安木瓜水库|蒋哲峰 摄

 

水电梯级协同控制成为国网杭州供电公司挖掘当地丰富水电资源的有力举措。为了挖掘水电绿色能源潜力,国网杭州市临安区供电公司组建专家队伍,对西部山区水电资源以流域为单位进行收集,结合气象水文信息,建立电站阶梯拓扑关系结构模型。

 

同时通过5G通信手段,组建流域水电资源实时联络管理平台,并根据流域时间阶梯、机组容量和负荷特性,科学调度流域电站启、停电机,实现流域内负荷逐级、顶峰消纳,减少功率在电网的传输损坏的同时,又有效降低发电企业的水资源浪费。

 

“光伏发电的软肋是晚上不能发电,而水电的‘短腿’是存在丰枯水期变化,新能源靠天吃饭带来了灵活调节需求。”国网杭州供电公司调控中心方式计划室主任廖培说,通过数字化的信息系统和市场化的管理手段,把杭州全域星罗棋布小水电梯队排列、统一调配,让原本海量的无序资源变得有序可调节,帮助电网全天候24小时为电源输送和负荷供能服务,可以最大限度挖掘本地水电30万千瓦顶峰潜力。

 

当太阳光照强时,多用光伏发电,水电或停用或少发;当天气不好或夜晚影响到光伏出力时,则通过控制系统及时调节,让水电多出力。这样,将水电和光伏发电“打捆”送出,可使原本具有间歇性、波动性和随机性的光伏电源实现平稳并网,从而降低对电网的影响。

 

在杭州临安马啸二级电站,国网杭州供电公司更“联手”当地小水电站,因地制宜,在现有西部山区配网网架基础上激活水电资源,共同开展“水电微网系统”改造建设,在符合电网自愈条件的地点全面开展10千伏水电微网系统建设工作,让易受灾害冲击的山区电网薄弱点全部用上“自愈电”,实现“断网不断电、山村电自愈”的目标。

 

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​∎ 供电公司工作人员对马啸二级电站水轮机微机调速器进行现场调试、检查|郭芳 摄

 

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