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陕鼓动力技术总监张瑾:经济可行的离散型制造业企业微网成为电力消费升级的新风口

北极星输配电网  来源:电力头条APP    2018/7/26 17:15:46  我要投稿  

北极星输配电网讯:不管是分布式能源还是能源微网都成为电力消费升级的新的风口,分布式能源系统主要也是想解决一是能源安全的问题,同时也想对治污减霾也贡献出力量,动能在转换过程中,在综合利用和余能利用方面还是有很大的潜力和市场巨大需求。陕鼓动力技术总监张瑾在2018中国微能源网技术与应用会议演讲“经济可行的离散型制造业企业微网解决方案”时表示  ,电力头条APP将对大会进行全程直播,如需了解更多的会议直播,请联系微信号:13693626116

观看直播请点击:2018中国微能源网(能源互联网)技术与应用大会暨展览会现场直播

陕鼓动力技术总监张瑾

张瑾:各位同行、专家,各位老师,大家下午好!今天把陕鼓动力在能源微网方面的工作和实践和大家进行分享,跟前面几位角色不太一样,陕鼓是从设备起家,开始做工业服务,EPC,现在在能源行业内做能源综合利用探索的企业。

陕鼓动力最开始做鼓风机,通过几十年的发展,陕鼓有14个产业团队,18家运营工厂,一个上市公司和12海外机构的综合型的组织。陕鼓从1968年建厂,到现在正好是50年,通过主板陕鼓动力板块,主要做压缩机和能源回收开始主板上市,一路通过产业链的扩张,并购了捷克的汽轮机公司,在印度成立服务公司,在欧洲成立研发中心,逐步完成海外布局。

陕鼓动力的业务相对比较窄,主要聚焦在能源转换以设备为圆心的三大业务板块的扩展,首先一开始是做能源转换装备制造,之后进行工业服务,主要做EPC,包括对旋转设备提供远程在线以及数据服务。基于此,近十年开始做能源基础设施运营,主要是在钢厂,和热点联产电力、气体、水务包括园区能源基础设施运营的情况。举个例子,陕鼓抑制作能量回收,近20年来,大概在能源回收方面总功率达到16GW,相当于五分之四的三峡。

从十九大能源发展的政策、全球能源互联网的号召、电力发展现状,工业能耗高等情况,多种数据可以看出来,中国平均能耗远远高于国际先进水平,尤其在西部,陕西或者包括中部,河北省,这些能源消耗大省也高于北京、上海这些城市。从城市的环境问题来看,尤其在北方,冬季的雾霾大家都有切身的感受,从园区的角度建设,近几年的发展,包括国家批园区的建设速度,园区应该是在工业领域发展的一驾马车,但是规划的时候也是规划多头技术供应分散,发展粗放,如果想发展的好,或者想赚钱的话,可能还需要依靠政府补贴。对于这样的问题,陕鼓动力把这些问题进行收集,从园区的能源供给的市场方向来看,因为今天各位都是在电力方面的专家,从陕鼓动力的角度来看,会觉得像能源供应的方式比较单一。比如说,刚才讲到电的方面,现在已经有自备电和大电网的电联合调配,在供热、供冷、供水,包括污水处理,中水回用,这些方面都还存在单一的供能方式,供应每一单元都相对比较分散,同时规划和现实的进度相互不体匹配。基于此,刚才也讲到现在不管是分布式能源还是能源微网都成为消费升级的新的风口,分布式能源系统主要也是想解决一是能源安全的问题,同时也想对治污减霾也贡献出力量,动能在转换过程中,在综合利用和余能利用方面还是有很大的潜力,同时面对市场的巨大需求,陕鼓动力提出来一个分布式能源系统解决方案。

分布式能源是什么,为什么做,这个大家都听的比较多,现在介绍一下陕鼓动力在这方面做的专业化+一体化的解决方案。在能源微网方面提出的概念是叫能源互联岛,陕鼓在做这件事情的时候,可以参考一下在这件事情上构建的模型,在面对需求侧,不管是园区或者是综合性楼宇,或者是商业体,从需求侧的角度来讲,需求无非就是冷热,冷也是热的一种,包括电,水,以及在生产过程中所需要的工艺能源的供送。传统的方式,考虑到从供给侧,传统的方式来讲,首先会考虑到集中式,如果大电网有就用电网,如果自来水,热力公司,整个城市的垃圾处理都有的话,只考虑集中式。但集中式会带来前面说到的一系列的问题,随着能源产业的发展,陕鼓动力提出要大量使用清洁能源,鼓励大家使用可再生资源,就把分布式概念提出来了。在做整个能源规划的时候,在模型建立的第一点,首先是把集中式和分布式集中进行了考虑,也就是说在一个区域,面对一个区域供给需求侧的时候,考虑它的资源禀赋,看看可再生资源有什么,清洁能源有什么,从大的能源网,电网,水网提供的能源是什么,进行综合的考虑。同时陕鼓动力因为在工业领域做了很多年的能源回收,余能回用的经验,大家很容易理解,在能源产生的同时,能源本身也是在排放的。把能源产生同时的余热,废气,包括垃圾,污水,同时进行回收再利用,放到这个模型,面对需求侧的能源需求情况下,同时考虑供给侧和排放侧,按时按需按质向用户端提供他们想要的能源的解决方案,这就是陕鼓在能源互联岛方面构建的模型。

陕鼓动力的方案主要是想把之前说到每个业务都是分离的,这个很好理解,比如现在在家里生活的时候,买电肯定是用电卡,每个业务分离的不厚,意味着提供这个业务的服务商都是独立的,提供电力的电厂就没有余能回用吗,比如说污水处理厂难道不需要电吗,没有余能吗,所以在业务各自为政的情况下,导致了在一个小区域内,在能源消费的时候还是有巨大的能源的浪费。所以希望在一个小的区域内,把整个区域内的冷热电,风水费物质流和能量流,加上现在谈到的信息流,包括区域的能源的安全,包括消防、环境监测、人员管理、楼宇自动化等信息化全部做一个综合的集合,统一规划和管理,实现资源的集约化。

为了实现能源互联岛技术,陕鼓动力的技术还是从工业领域走过来的,在工业领域做了这样的经验,做了一个示范项目的改造。因为陕鼓动力是三线企业,1968年建厂,1972-1975年工厂的布局已经全部完成,当时整个工厂从圈上来看,能源还是非常分散的,有污水处理厂,制冷设备,锅炉房,空压机,站房,每个业务单元都有设备管理,都有控制系统,都有人员管理,在这里面是有很多同类项可以进行合并。同时,在能源自己产品的过程中还是有排放,就会造成厂区的能耗比较高。基于这样一个探索,对厂区进行了改造,改造的原则一是集中设计,多元联合,统一管理。可以看到有很多分散的点,把提供能源和消耗能源的功能全部集中在这个厂房,占地面积只有3300平,但是设置成了立体的四层,污水处理厂放在了负一二层,一层全部放的是设备间,二层集中办公和参观的通道,屋顶放了一些光伏,包括空压机设备,送风的设备,都放在顶层,也就是把之前的供热、供冷,污水处理,包括新水控制,储能,三联供这些功能都放在了这里,我们进行了改造。还是有很多的改造,在电方面反而是我们的短板,我们在这里的技术核心反而是在冷热水方面的运用,比如在热方面,做了热力系统的改造,在改造过程中,原来的功能方式非常单一,单一会造成什么问题呢?比如说原来的供能方式,三年前还是燃煤,政府一纸文下就把锅炉拆了,时间非常短,又面对着给厂区和家属区供暖的压力,就上了一个天然气锅炉,之后运行也没有问题,可是它非常贵,每年要用于供暖的补贴,扣除了居民正常按面积交之后还需要补350万到400万,正好陕鼓动力又一直在做多元联合的能源互联网的研发项目,最先想改造的是供热系统。现在叫多元联合智能供热和供冷系统,这里有三个关键词语五,第一是多元,第二是联合,第三是智能。

好处有以下几点:第一解决安全性高的问题,去年冬天非常明显,那个地方是有气荒的,供暖前期出现了非常严重的问题,但是这个系统在当时就非常好,供暖初期天气不太冷,用地源热泵和储能完全可以支持厂区的供暖,所以安全性高了。第二在夏季供冷的时候,夏天电也比较紧缺,这时候可以利用系统里的冷热电三联供装置,加上储能,晚上把能量进行储存,白天来满足厂区供冷的情况,缓解了电的压力。第二个关键词是联合,虽然多源,但是每一个独立就可以完成负荷供应的情况,在整个系统里陕鼓在原来工业领域做了很多设备上的一键启停的控制,这个设备里也是一样的,会根据天气的变化,以及厂区的总负荷的变化,看哪个气出力大一点还是电出力大一点,都是通过算法算出来,首先就是经济性最优,比如像地源热泵、储能,会优先用掉,不足的时候用天然气补充。第三个就是智能,现在都是玩数据的时代,无论是西门子和GE都讲到了对数据的模拟,真实的运行数据一定是非常宝贵的财富,前期策略很好制定让它运行,运行过程中会产生很多数据,实际数据和天气数据,以及模拟运行的数据会有偏差,慢慢数据积累多的情况下,可以做数据校对,或者为作为做大数据分析的时候,有一个数据校验的工作。设计这套系统最大的初衷就是经济性优先,一定要省钱,因为这属于纯能源消费的企业,尤其是作为供辅系统,整个产品的成本就降低了,从这个角度来说,整个运营下来,去年冬天的运营数据,直接能源成本,不包括人和管理成本,直接能源成本,水电气下来省了32%左右。

目前陕鼓动力也是在做能源管理体系,通过这个项目可以总结出来,整个算法,精义性优先还是排放性优先,现在陕鼓动力也在做投资运营的项目,从投资的角度来说,投资成本最低及运营成本比较好的情况下是怎么样的配置,包括一键启停的技术。运营过程中的动态策略调整,巡检等,陕鼓做设备起家,对设备健康包括能源设备运行过程中做的事还是做了比较多的工作。示范项目改造以后的效果,占地面积减少了49%,把原来分散的集中在一起,运营成本降低了53%,供暖那块下降了三分之一,这个运营成本加了自来水的成本,另外加了一部分人工成本,运营人员减少了58%,可再生能源利用率达到30%—62%。因为在冬天的时候有天然气、地源热泵,天然气会占到整个负荷的三分之二,可再生资源占三分之一,冬天的时候可再生资源利用率低一些;夏天的时候白天地源热泵+储能,可再生资源利用率高一些,万元产值能耗下降了31%,全年CO2减排量为1520.73t,相当于种了83100棵树。

能源站也是按照绿色建筑实践的标准。陕鼓能源互联岛的特点是:梯级利用,余能利用,高效利用,能源互联。陕鼓核心产品,包括有燃机、电、热泵和储能,还有余能,包括设备里的烟气和低温水的利用。服务淋浴包括流程工业、智慧城市和军民融合三方面。

另外分享两个项目情况,一个是在化工区域能源互联岛的布置,在整个区域内是以蒸汽为主,把里面的蒸汽、冷热电,包括压缩空气,因为化工厂还需要纯氧补入,还有氮氧,包括水和固废,做了整个区域的互联。同时还考虑办公区和外供,这是化工园区。另外,这个是跟陕西省国资委的课题,今年来不及实施,发改委会组织一些论坛讨论,每个圈的中心系是西安市污水处理厂的资源,圆圈是污水处理厂供能半径,现在为了解决城市供能问题,政府也确实想了很多办法,大量使用清洁能源。原来用传统方案的话,污水处理厂只能解决两公里内的供暖的问题,刚才看了它很分散,没有办法跟现在的管网结合,比如陕鼓把能源互联的概念嵌进去以后,以污水处理厂为例,两公里内,把热源取出来,同时现在有一个主管网截取,把管网的余热进行提取,同时把周边电厂的余热进行收集,同时电厂晚上还有负荷可以放出来,加上电储能,把整个供暖面积扩大,满足一些大的区域供暖的问题,这个方案的实施靠政府的力量多一些,因为涉及到了热电厂,管网,污水处理,这个方案也在供专家评审。

剩下就是在特色小镇方面做的工作,主要是把分时供应的概念加了进去,考虑到在不同建筑物内,人们使用能源的时间不一样,把这个加进去做了一些调控。基本上陕鼓主要是做设备和工程多一些,做一些具体的业务。谢谢

(发言为电力头条App根据速记整理,未经本人审核)

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