近年来,越来越多的可再生能源代替化石燃料应用于丹麦的区域供热。2014年,丹麦约50%的区域供热来自可再生能源(见图11)。这些可再生能源包括生物质、沼气、太阳能、地热能和可再生能源电力。目前,可再生能源在丹麦热力供应中的比重已经稳居首位,超过了天然气和煤炭。
资料来源:State of Green
图11 丹麦区域供热热源结构
在丹麦,生物质资源的利用主要包括木块、木屑和秸秆。1993年以来,丹麦一直在增加大规模生物质热电联产电厂的建设。早期建设的大型燃煤热电联产电厂也在向燃烧生物质转变。多年以来,生物质一直是丹麦能源结构的重要组成部分。除了生物质,垃圾也成为区域供热的一个重要热源。除正常回收以外,丹麦几乎所有的垃圾都能用于能源生产,仅有一小部分垃圾被填埋处理。通常情况下,垃圾被热电联产电厂利用,从而以较高的整体效率生产热量和发电。此外,丹麦还是世界上最大的太阳能区域供热市场。在过去的几年里,丹麦1000平方米以上规模的太阳能供热厂数量显著增加。目前全球超过80%的大型太阳能区域供热项目都位于丹麦。据丹麦能源署发布的官方报告《太阳能供热发展策略》,到2030年,太阳能供热将承担丹麦15%的供热负荷。
储热是丹麦区域供热的一个重要元素。丹麦大型和小型的区域供热系统热电联产厂都设有短期储热设施。短期储热解决方案的主要目的是将电力生产从热电联产中分离出来,让热电联产厂依据电力需求,在不影响供热基础上根据电力市场价格波动合理配置热电联产。而丹麦的季节性储热主要应用于大规模的太阳能供热。太阳能供热系统在夏季能够产出比即时需要的更多热量,随着冬季供热需求达到峰值,很多大型太阳能区域供热系统利用大型季节性储热装置,实现冬天提取夏季储存的多余热量。在丹麦的多宁隆德,结合季节性储热的大型太阳能供热系统覆盖了区域供热年需求的40%。对于丹麦的许多区域供热系统而言,季节性储热变得尤为重要。
丹麦的大型区域供热一般由多个局部输配管网组成,各输配管网之间用长输管网相连。各区域供热管线联网运行,全年365天24小时供热(夏季供应生活热水),温度压力稳定,管网年平均热损失约6%。丹麦的热力管线长度在欧盟各国的热力管线长度排名第一,管线总长度大于3万千米。由于地广人稀,丹麦热力管线基本采用直埋或架空的敷设方式,管材在生产过程中做预拉伸,有效降低了供热管线出现故障的几率。
在供热计量方面,丹麦的供热一次管网敷设到各家各户,每个独立的建筑都有属于自己的换热设备,用户可以按照自己的需求单独、灵活地调节,并通过安装的热计量装置根据各自的实际用量进行缴费,其所缴的费用通常由基础热费和实际用热热费两部分组成。热力公司在互联网上建立了用户用热的信息系统,每个用户可以通过互联网查询自己个人的用热信息。丹麦住房建设部门1996年颁布的条例要求所有建筑物安装热计量装置,违反者将受处罚。通过实施供热计量,丹麦的室内采暖总能耗降低了50%。
3.经验总结
作为区域供热领域的领先国家,丹麦拥有国际领先的绿色技术,以及低成本、高效率和高质量区域供热系统的建设经验,并且还培育出专业性的区域供热产业。丹麦区域供热领域的重要成就是多年积极的能源政策、系统化的供热规划以及有效监管共同作用的结果。
(1)采取积极的能源政策
丹麦是全球利用可再生能源发展最早、成就最显著的国家之一,政府把发展低碳经济置于国家战略高度,并制定出一系列能源发展目标:2020年生物能源在能源结构中占36%,一半的电能来自于风能;2030年国家逐步淘汰使用化石燃料;2035年发电、供热所需能源全部来自生物能;2050年完全淘汰化石燃料,只使用可再生能源。这意味着,到2050年丹麦的可再生能源生产将满足电力、供热、工业和交通运输的全面能源需要。
根据丹麦政府2010年6月颁布的《国家可再生能源行动计划》,明确制定了未来可再生能源的发展目标:到2020年,国内39.8%供热和制冷用能要来自可再生能源。此后丹麦颁布的《能源政策协议》提出支持对太阳能热和生物质进行区域供热的利用。另外,能源税、碳排放税、欧盟的二氧化碳排放交易体系等也给相关项目带来了足够的发展资金。
针对建筑物节能,丹麦早在1961年就开始制定并实行了新建筑节能标准,之后建筑节能标准随着社会的发展不断提高。丹麦政府不仅对新建建筑有标准,而且非常注重对既有建筑的节能改造,并设有专门的政府补贴。现在新建建筑的供热能耗只有1977年的25%左右。2000年,丹麦引入了被动房超低能耗建筑的概念,被动房的认证参考了德国被动房的标准和指标。此外,政府还通过建立财税激励机制、征收建筑采暖燃料税、给予节能投资补贴等手段,推动降低建筑能耗工作。
(2)完善立法加强监管
在丹麦的可持续发展进程中,立法始终扮演着一个非常重要的角色。丹麦政府于1979年通过了第一部《供热法案》,随后经过多次修改,如今依然有效。首部《供热法案》确定的主要原则有:地方政府/市政部门负责新建供热项目的审批;地方政府/市政部门必须保证按照最佳的社会经济效益选择项目;尽可能通过热电联产方式实现供热;必须按照“真实成本”为消费者提供联合供热价格,这意味着供热价格不得高于也不得低于实际的热力生产成本。丹麦的《供热法案》还规定了全国范围热力管网的具体区划。在每个区划内部,通过丹麦供热立法规定了具体的供热方式。这些供热区划包括:分户独立供热系统;通过全国天然气网提供的天然气供热;分散式区域供热;集中式区域供热。当某个建筑物的业主想要为房屋供热,或希望对现有供热单元进行改造,而且该建筑物恰好处于天然气供热或区域供热区划范围内,该供热系统就必须得到市政府的批准。当某个区域供热公司要建设一个新的供热设施、铺设热力管线或向某个新小区提供区域供热时,也必须获得市政管理部门的审批。审批流程通常只涉及区域供热公司和市政当局,但也可能涉及到天然气公司,以及单方或双方的咨询顾问。其主要的审批标准是社会经济性评估,只有展示出最佳净社会效益的项目才能获得优先审批权。
(3)制定系统化的供热规划
区域供热是一个大的系统,具体规划的时候,需要将供热系统和其他能源系统结合起来,从全局层面规划,才能优化供热系统效率。丹麦在供热领域的应用中,着眼于规划的整体性、热源的灵活多样性和设备技术的创新利用。具体来讲,丹麦区域供热有太阳能电锅炉、太阳能供暖燃气、内燃机、热泵等多种供热形式,并可以根据不同地区的整体情况对这些供热设备进行调整,还可以对热能进行储存,需要的时候用来供热和制冷,这些都有助于提升整个供热系统的灵活性。
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近年来,越来越多的可再生能源代替化石燃料应用于丹麦的区域供热。2014年,丹麦约50%的区域供热来自可再生能源(见图11)。这些可再生能源包括生物质、沼气、太阳能、地热能和可再生能源电力。目前,可再生能源在丹麦热力供应中的比重已经稳居首位,超过了天然气和煤炭。
资料来源:State of Green
图11 丹麦区域供热热源结构
在丹麦,生物质资源的利用主要包括木块、木屑和秸秆。1993年以来,丹麦一直在增加大规模生物质热电联产电厂的建设。早期建设的大型燃煤热电联产电厂也在向燃烧生物质转变。多年以来,生物质一直是丹麦能源结构的重要组成部分。除了生物质,垃圾也成为区域供热的一个重要热源。除正常回收以外,丹麦几乎所有的垃圾都能用于能源生产,仅有一小部分垃圾被填埋处理。通常情况下,垃圾被热电联产电厂利用,从而以较高的整体效率生产热量和发电。此外,丹麦还是世界上最大的太阳能区域供热市场。在过去的几年里,丹麦1000平方米以上规模的太阳能供热厂数量显著增加。目前全球超过80%的大型太阳能区域供热项目都位于丹麦。据丹麦能源署发布的官方报告《太阳能供热发展策略》,到2030年,太阳能供热将承担丹麦15%的供热负荷。
储热是丹麦区域供热的一个重要元素。丹麦大型和小型的区域供热系统热电联产厂都设有短期储热设施。短期储热解决方案的主要目的是将电力生产从热电联产中分离出来,让热电联产厂依据电力需求,在不影响供热基础上根据电力市场价格波动合理配置热电联产。而丹麦的季节性储热主要应用于大规模的太阳能供热。太阳能供热系统在夏季能够产出比即时需要的更多热量,随着冬季供热需求达到峰值,很多大型太阳能区域供热系统利用大型季节性储热装置,实现冬天提取夏季储存的多余热量。在丹麦的多宁隆德,结合季节性储热的大型太阳能供热系统覆盖了区域供热年需求的40%。对于丹麦的许多区域供热系统而言,季节性储热变得尤为重要。
丹麦的大型区域供热一般由多个局部输配管网组成,各输配管网之间用长输管网相连。各区域供热管线联网运行,全年365天24小时供热(夏季供应生活热水),温度压力稳定,管网年平均热损失约6%。丹麦的热力管线长度在欧盟各国的热力管线长度排名第一,管线总长度大于3万千米。由于地广人稀,丹麦热力管线基本采用直埋或架空的敷设方式,管材在生产过程中做预拉伸,有效降低了供热管线出现故障的几率。
在供热计量方面,丹麦的供热一次管网敷设到各家各户,每个独立的建筑都有属于自己的换热设备,用户可以按照自己的需求单独、灵活地调节,并通过安装的热计量装置根据各自的实际用量进行缴费,其所缴的费用通常由基础热费和实际用热热费两部分组成。热力公司在互联网上建立了用户用热的信息系统,每个用户可以通过互联网查询自己个人的用热信息。丹麦住房建设部门1996年颁布的条例要求所有建筑物安装热计量装置,违反者将受处罚。通过实施供热计量,丹麦的室内采暖总能耗降低了50%。
3.经验总结
作为区域供热领域的领先国家,丹麦拥有国际领先的绿色技术,以及低成本、高效率和高质量区域供热系统的建设经验,并且还培育出专业性的区域供热产业。丹麦区域供热领域的重要成就是多年积极的能源政策、系统化的供热规划以及有效监管共同作用的结果。
(1)采取积极的能源政策
丹麦是全球利用可再生能源发展最早、成就最显著的国家之一,政府把发展低碳经济置于国家战略高度,并制定出一系列能源发展目标:2020年生物能源在能源结构中占36%,一半的电能来自于风能;2030年国家逐步淘汰使用化石燃料;2035年发电、供热所需能源全部来自生物能;2050年完全淘汰化石燃料,只使用可再生能源。这意味着,到2050年丹麦的可再生能源生产将满足电力、供热、工业和交通运输的全面能源需要。
根据丹麦政府2010年6月颁布的《国家可再生能源行动计划》,明确制定了未来可再生能源的发展目标:到2020年,国内39.8%供热和制冷用能要来自可再生能源。此后丹麦颁布的《能源政策协议》提出支持对太阳能热和生物质进行区域供热的利用。另外,能源税、碳排放税、欧盟的二氧化碳排放交易体系等也给相关项目带来了足够的发展资金。
针对建筑物节能,丹麦早在1961年就开始制定并实行了新建筑节能标准,之后建筑节能标准随着社会的发展不断提高。丹麦政府不仅对新建建筑有标准,而且非常注重对既有建筑的节能改造,并设有专门的政府补贴。现在新建建筑的供热能耗只有1977年的25%左右。2000年,丹麦引入了被动房超低能耗建筑的概念,被动房的认证参考了德国被动房的标准和指标。此外,政府还通过建立财税激励机制、征收建筑采暖燃料税、给予节能投资补贴等手段,推动降低建筑能耗工作。
(2)完善立法加强监管
在丹麦的可持续发展进程中,立法始终扮演着一个非常重要的角色。丹麦政府于1979年通过了第一部《供热法案》,随后经过多次修改,如今依然有效。首部《供热法案》确定的主要原则有:地方政府/市政部门负责新建供热项目的审批;地方政府/市政部门必须保证按照最佳的社会经济效益选择项目;尽可能通过热电联产方式实现供热;必须按照“真实成本”为消费者提供联合供热价格,这意味着供热价格不得高于也不得低于实际的热力生产成本。丹麦的《供热法案》还规定了全国范围热力管网的具体区划。在每个区划内部,通过丹麦供热立法规定了具体的供热方式。这些供热区划包括:分户独立供热系统;通过全国天然气网提供的天然气供热;分散式区域供热;集中式区域供热。当某个建筑物的业主想要为房屋供热,或希望对现有供热单元进行改造,而且该建筑物恰好处于天然气供热或区域供热区划范围内,该供热系统就必须得到市政府的批准。当某个区域供热公司要建设一个新的供热设施、铺设热力管线或向某个新小区提供区域供热时,也必须获得市政管理部门的审批。审批流程通常只涉及区域供热公司和市政当局,但也可能涉及到天然气公司,以及单方或双方的咨询顾问。其主要的审批标准是社会经济性评估,只有展示出最佳净社会效益的项目才能获得优先审批权。
(3)制定系统化的供热规划
区域供热是一个大的系统,具体规划的时候,需要将供热系统和其他能源系统结合起来,从全局层面规划,才能优化供热系统效率。丹麦在供热领域的应用中,着眼于规划的整体性、热源的灵活多样性和设备技术的创新利用。具体来讲,丹麦区域供热有太阳能电锅炉、太阳能供暖燃气、内燃机、热泵等多种供热形式,并可以根据不同地区的整体情况对这些供热设备进行调整,还可以对热能进行储存,需要的时候用来供热和制冷,这些都有助于提升整个供热系统的灵活性。