清華大學山西清潔能源院助力西北首個10MW級低碳供熱"虛擬電廠"正式投運!|每日簡訊
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隨著再生水源熱泵及儲熱系統(tǒng)運行穩(wěn)定，西安高新區(qū)熱力有限公司建設的綜合能源應用項目于11月24日正式投運。該項目為清華大學山西清潔能源研究院、西安交通大學科創(chuàng)企業(yè)與國內首個熱力企業(yè)等聯(lián)合打造的“光水儲智”協(xié)同供熱系統(tǒng)，是陜西省建成投運規(guī)模最大的相變儲熱系統(tǒng)，并實現(xiàn)了在電力交易框架下的“源網荷儲”柔性互動。進一步推動企業(yè)能源結構升級，實現(xiàn)由燃氣化石能源向低碳能源供熱模式的演進，更是產學研深度融合的典范之作。
項目主要由三大運行系統(tǒng)組成：
分布式光伏+再生水源熱泵系統(tǒng)：項目綜合利用產區(qū)屋頂平面與建筑立面光伏技術，分布式光伏總容量達804kWp，綠電“自發(fā)自用”，配置5臺再生水源熱泵機組，將熱網循環(huán)水溫度提升8-10攝氏度并入熱網，供熱能力近40MW，綜合制熱能效比可達4.2以上，達到國家一級能效最高標準，系統(tǒng)能效與經濟性顯著。
納米碳相變材料梯級蓄熱系統(tǒng)：系統(tǒng)設置4座150立方米的納米相變材料梯級蓄熱水罐，耦合1臺深度回收再生水能量的熱泵機組，在電價低谷時段高效存儲多種低成本能源，不僅提升了系統(tǒng)經濟性，也增強了供熱的安全與可靠性。項目采用儲熱密度和溫度品位高的材料，常溫不燃安全性高且原料成本低，并通過納米碳超導強化傳熱，實現(xiàn)充放熱時間<2小時，6000次蓄/放熱衰減5%以內，日最大蓄熱量85吉焦（增容式可擴展至130吉焦），滿足調蓄百萬平米供熱面積1-2小時。
基于虛擬電廠的多能耦合智慧控制平臺：該平臺可依據外部氣象條件與分時電價信號，依托人工智能技術對未來時段電價波動與熱需求進行預判，動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)運行策略，智能選擇經濟性與能效最優(yōu)的設備組合，實現(xiàn)供熱輸出的精準調節(jié)與運行成本最小化，也體現(xiàn)了其作為“電網友好型”低碳供熱系統(tǒng)的技術特征與應用價值。
與傳統(tǒng)燃氣供熱方式相比，該系統(tǒng)圍繞電力交易機制，創(chuàng)新構建了以再生水源熱泵系統(tǒng)、納米碳相變梯級儲熱系統(tǒng)與綜合能源智慧管控系統(tǒng)結合的綜合能源體系，形成了約10MW可調節(jié)電負荷能力的低碳供熱“虛擬電廠”。同時配置高效靈活燃氣鍋爐作為保障，依托數(shù)字孿生技術構建了“源網荷儲”一體化的智慧能碳管控平臺，形成了一套完整、高效的新能源“電代氣”區(qū)域供熱解決方案。
在節(jié)能降碳方面，項目年替代燃氣供熱面積達150萬平方米，預計每年可減少天然氣消耗約1200萬立方米，減少二氧化碳排放約1.7萬噸，具有明顯的節(jié)能與環(huán)保效益。項目在實現(xiàn)能源利用效率最大化的同時，有助于有效控制區(qū)域碳排放，為推動地方綠色低碳發(fā)展提供了可推廣的工程樣板。
項目投運后，預計將推動“風光+熱泵+儲熱+虛擬電廠”等新型技術的規(guī)模化應用，進一步提升區(qū)域能源系統(tǒng)的靈活性與經濟性，為地方能源結構調整與節(jié)能降碳目標貢獻力量。該項目的成功，彰顯了產學研協(xié)同創(chuàng)新在推動能源革命和實現(xiàn)“雙碳”目標中的核心價值。
