朱婧 ,潘方圓 ,王靜 ,任川山
(1. 國網(北京)綜合能源規劃設計研究院有限公司,北京100052;2. 中國中建設計集團有限公司,北京100037;3. 中國建筑設計咨詢有限公司,北京100120)
近年來,隨著國內可再生能源利用的爆發式增長,能源供應與需求曲線錯配,導致棄風、棄光現象頻發。為解決可再生能源消納、清潔供暖需求及供熱煤改氣導致的冬季氣荒問題,電供熱技術在多個電能豐沛、環保壓力突出區域獲得較多應用,相應的在民用建筑中采用電供熱的需求開始顯現。
電供暖項目可選用的技術路線較多。為保證其可實施性,應針對項目所采用的技術方式進行經濟性比較分析,經測算后,結合項目自身特點,選擇最為合適的技術路線。不同地區針對電供熱均有相應的條文及限制規定,不可一概而論。同時各地區氣候條件存在差異,而且電價不同,供暖期不同,均會導致項目投資回收期變化。決策人員應依據項目實際情況,測算可行性,落實工程采用電供暖方案所享有的政策支持,根據投資規模,融資難度,最終選擇合適的技術路線和商業模式。本文對京津冀及山東地區的電供暖技術應用進行分析。
單位供暖面積內采暖全年耗熱量采用式(1)計算[1]:
式中,C1為修正系數,取 0.0864;n 為實際供暖天數,d;Qh為單位供暖面積熱指標,kW/m2,居住建筑取45W/m2,公共建筑取65W/㎡;ti為室內計算溫度,℃;ta為采暖期室外平均溫度,℃;toh為采暖室外計算溫度,℃;C2為節能率,當用戶采暖系統采用分室控制、分戶計量后,全年耗熱量比集中連續供熱時減少,節能率取75%。取值及計算結果如表1 所示。
表1 取值及計算結果
全蓄熱和半蓄熱在不同電價下,單位供暖面積電供暖費用計算如下:
式中,Qha為單位供暖面積內采暖全年耗熱量,GJ/m2;n1為平電價;n2為谷電價;h1為尖峰電時長;h2為高峰電時長;h3為平電時長。
半蓄熱,蓄存尖、峰時段熱量,蓄熱量68.75%,平電直供,依據供熱時長,計算得出鍋爐裝機量、換熱設備容量可降低25%。
單位供暖面積電供暖費用計算結果如表2 所示。
表2 單位供暖面積電供暖費用計算結果
投資回收期=建設成本(1+折舊率)-供暖集資費/電供暖年節省運行費用
其中:建設成本如表2 所示;年折舊率=(1-5%)/20×100%=4.75%(預計使用壽命取20 年,預計凈殘值率取5%);供暖集資費、接口非依據各地政策通知,取0;電供暖年節省運行費用=市政供暖價格-電供暖費用,北京市政供暖價格居住建筑取 24 元/m2,公共建筑取 42 元/m2,電供暖費用如表 3 所示。此外,不同區域市政供暖價格有差異,因此,采用谷電價格[元/(kW·h)]與市政供暖價格[元/(年·m2)]的價格比作為比較基準,結果更具參考性。
表3 建設成本
投資回收期(年)計算結果(北京)如表4 所示。
各地區執行峰谷電價、供暖天數、冬季采暖室外計算溫度均有不同,結合現行谷電價格整理計算結果如表5 所示。
表4 投資回收期計算結果(北京)
表5 京津冀地區電供暖與市政供暖費用比較
綜上,通過設計估算,采用電供熱方式,受制于能源利用效率的問題,單從運行費用角度來講,是無法與熱泵、冷熱電聯供相比較的。但是隨著我國可再生能源占比的進一步提高,以及對環境保護要求的日益嚴苛。電供熱模式作為熱電聯產、市政供熱無法充分覆蓋區域的補充部分,是具備可行性的。在獲得優惠電價的前提下,其運行費用并未大幅度超過市政供熱收費。同時,此類項目,通常由業主或專業能源公司運行管理,通過運行管理挖掘潛力,提高節能效果,將進一步降低運行費用。