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电锅炉初投资低但运行费用高，在煤改电的压力下，很多地方政府和用能单位仓促之间上马电锅炉集中供暖，但很快就发现费用太高，运营难以为继。最后不得不改为运行费用更为节能的空气源热泵！
今天，我们就来看这样一个案例。 2018年，大同灵丘县县政府邀请太原中储能能源科技有限公司开展分布式可再生清洁能源集中供热试点，选取了嘉和雅苑二期小区为实验点，安装了蓄热式电锅炉来满足冬季采暖的需求，采用大水箱蓄能的方式利用了谷电的优惠，但是采暖季成本还是很高，达到了27.3元/㎡。
通过方案调整，2020年增加了2台60P的超低温热泵采暖机组，配合蓄热式电锅炉进行多能互补，采暖季电费成本降低至21.38元/㎡，节能效果十分突出。该项目位于山西省大同市灵丘县，为新建小区，一共有3栋楼，每一栋楼共5层，共132户，建筑面积约14700㎡，供暖面积约13638.92㎡。建筑保温情况一般，室内末端地暖，为房地产开发商统一铺设。山西省大同市灵丘县县城采用煤炭集中供热的形式，满足冬季居民取暖，近几年由于大气环境治理和节能降排的整体大环境，县财政对于煤炭锅炉居民用户每年13元/㎡的补助，总计年补助费用高达几千万，压力非常大。为控制煤炭消费和降低碳排放，灵丘县政府积极响应省政府的号召，进一步优化供热能源结构，鼓励引导社会资本投入建设，采取市场化运作方式，推进分布式清洁能源供暖项目，减轻政府供热补贴的财政压力。供暖室外设计温度参数为-16℃，大同冬季平均温度为-8～7℃，最冷月1月的日均最高气温为0℃，日均最低气温为-18℃，历史最低温为-30.7℃。2018年，太原中储能能源科技有限公司选定灵丘县嘉和雅苑二期小区为试点项目，供热时间为每年的11月1日到次年的4月15日，居民收费标准为19.8元/㎡。项目采用BOT的模式，太原中储能能源科技有限公司灵丘县分公司负责热源站的建设，2018～2019年间，安装蓄热式电锅炉，作为供暖的热源设备，充分利用谷电的优惠来降低采暖费用。冬季采暖单位热负荷指标按照45W/㎡计算，因此安装了一个750kW的蓄热式电锅炉。
根据项目实施经验，按照1万㎡配置120～130吨的水箱计算，该项目设计安装180～200吨的水箱，但是由于安装场地有限，最终选择安装一个150吨的不锈钢水箱（无特殊保温），并连同电锅炉一起放在设备间。
经过两个采暖季的运行，太原中储能灵丘分公司对采暖的运行成本进行了统计——采暖季的总能耗为1046650度电（采用峰谷平电价，分别为0.3009元、0.5109元、0.7367元/度），采暖季能源成本约为27.3元/㎡。
冬季居民取暖收费标准为19.8元/㎡，政府补助7元/㎡，而实际供热成本为29.4元/㎡（含人工、设备维护成本，约2.1元/㎡），尽管这个成本已经低于县政府煤锅炉供热的费用，但是总体而言投资方还是亏损，有很大的提升空间。为此，太原中储能灵丘分公司一方面向政府申请电费的补贴，另一方面采取多能互补的形式继续改造供热系统。太原中储能灵丘分公司通过技术论证和多种能源对比分析，决定在目前的热源基础上加装空气源热泵作为互补热源。
考虑到大同地区冬季气温低和安装场地的限制，最终安装了2台60P的超低温采暖机组，热泵主机安装在设备间附近，并安装了隔音板降噪。为了保证空气流通和热泵机组的运行能效，在机组蒸发器所在的位置全部做了开口处理。
项目设计为供回水24小时循环供热，保证室内供暖需求。水箱内安装换热器，回水管经过换热器换热后供水到末端，热源端根据天气和供热需求来加热水箱内的水，温度一般保持在40℃以上。制热系统采用电锅炉+空气源热泵两种能源协同使用，互相补充满足用户的采暖需求。考虑到冬季夜晚其温度，因此优先采用蓄热式电锅炉进行谷电蓄能，且蓄热式电锅炉每天的总运行时间不超过谷电的8小时。空气源热泵的运行时间段和时长根据天气而定，气温高的时候则缩短蓄热式电锅炉的运行时间，但是控制在只在平电和谷电时段。储能系统能够满足极端天气下用热储备，降低主设备的初投资。同时，特殊情况下（比如电力故障），储能系统可以满足4～6小时内末端的用热需求。据项目负责人提供的监控数据显示，项目所在地2021年1月份的最低气温出现在5日和6日，达到了-29℃。采暖季期间，业主室内平均温度保证在20℃左右，部分区域室内平均温度超过了22℃，效果稳定，得到了业主们的高度认可。运行成本方面，从2020年11月1日开始运行，2021年4月15日结束，总时间约165天。根据太原中储能灵丘分公司提供的缴费信息，总能耗为639255.6度电，电费为291632.74元，再加上人工工资和设备维护保养费用，总成本为324632.74元，相比原来的单一热源，成本实现了大幅下降，节能效果十分突出。19.8元/㎡的居民收费标准再加上政府7元/㎡的供热补贴，该项目收取的采暖费总额为365523.56元，实现了约4万元的盈利。
该项目采用的是BOT模式，因此项目运营方的目的在于盈利，同时帮助政府实现减排和减轻财政压力的目标，电锅炉+空气源热泵多能互补的形式，不仅符合政府的环保要求，而且成本也大大降低，项目投资方实现了扭亏为盈。“前两年采用电锅炉，每一年都是亏损的，现在采用电锅炉+空气源热泵多能互补的形式，效果好且费用低，也得到了政府和业主们的一致认可。目前我们正在做相关报告，提交给政府相关部门，争取获得更多的清洁取暖补贴政策，同时将多能互补的分布式集中供暖在灵丘县广泛推广。”该负责人还介绍到，由于安装位置的限制，只能安装两台热泵机组，如果能够增加一到两台设备，相信项目实际的运行成本会更低。在后期的推广中，我们将因地制宜地利用多种清洁能源互相补充，合理搭配，降低供热成本。
版权：感谢东莞市哈唯新能源科技有限公司业务经理谭次国，太原中储能灵丘分公司郑建光、王晓叶接受本微记者采访，并提供项目信息和图片支持！
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