針對新能源消納的電能替代分析探討

鄭永征

國網內蒙古東部電力有限公司扎魯特旗供電分公司， 內蒙古通遼扎魯特旗 ?029100

摘要：電能替代簡單來說就是利用電能替代各種能源，尤其是替代不可再生能源，從而起到緩解能源問題的作用，同時還能有效減少能源消耗造成的環境污染、全球變暖等問題。本文簡單介紹新能源消納的電能替代，并分別對新能源消納視野下具有發展潛力的分散式電采暖、港口岸電、熱泵、電窯爐、電（蓄熱）鍋爐、電蓄冷空調等電能替代技術加以探討。

關鍵詞：新能源消納;電能替代;應用發展

1新能源消納視野下具有發展潛力的電能替代技術

在新能源消納背景下，電能替代技術的發展必然需要以具有高度實踐性作為基礎，以提高新能源消納水平為目標，讓新能源能夠得以有效推廣、充分應用，真正促進對新能源的廣泛、高效應用，優化電力系統，全面提高用電效率，減少電能損耗與浪費等。而且為了適應新能源發展，有必要從技術、政策與市場、調度運行管理三大層面加以優化。從技術層面看，加大煤電機組靈活性改造力度，積極推動抽水蓄能電站事業建設，促使自備電廠承擔共同調峰職責，能夠有效提高系統靈活性以及電網調峰消納能力。再加上擴大電網覆蓋范圍、發展智能配電網、加快推進需求側響應等手段，能夠為新能源消納的實現提供技術層面支持。而從政策與市場方面看，營造有利于新能源消納的政策環境，逐步推進全國性資源優化配置，探索建立輔助服務市場，能夠進一步提高系統靈活性，增強新能源消納。而從調度運行管理層面看，加強對新能源功率預測的管理，優化高比例新能源運行控制手段，增加系統慣量，優化跨區通道運行方式，同樣可以進一步提升新能源消納水平。

2電能替代技術

2.1分散式電采暖技術

分散式電采暖指利用電熱膜等設施設備，將電能轉化為熱能輻射放熱，從而在日常采暖中發揮電能替代作用。該技術在實際應用時通常可使用三種設施設備，分別為電熱膜、發熱電纜與碳晶電熱板。其中發熱膜在通電后能夠將電能轉化為熱能，利用薄膜實現熱輻射，從而發揮采暖作用。電熱膜供暖系統是典型的面式供暖系統，其應用于房屋建筑采暖時具有無污染、減碳作用明顯、充分利用電能、分戶供暖、分室調溫、安全可靠、噪音小等優勢，深受廣大群眾喜愛，是電能替代形式中極具應用價值的一種。而發熱電纜則是以電力為能源，利用合金電阻絲或者碳纖維發熱體遠紅外進行通電發熱，是典型的線式發熱設備。發熱電纜應用于地面輻射供暖系統之中，在溫控器的作用下，發熱電纜通電后熱線發熱并運行，將熱能通過熱傳導和輻射方式進行傳導。碳晶電熱板則是利用碳素晶體發熱板在電場作用下碳分子團因為分子運動并產生熱量，熱量通過遠紅外輻射與對流星世界進行傳遞的原理進行發熱采暖。碳晶電熱板低溫輻射采暖系統有著電能與熱能轉換率高、整個平面同步升溫、連續供暖、熱平衡效果好等優勢，是采暖電能替代中具有巨大發展潛力的一種。

2.2港口岸電技術

港口岸電技術主要是實現針對傳播化石燃料發動機的電能替代。當船舶停靠于港口時，由于岸上供電系統較為完善，可以直接實現對船舶的電能供應，同時可以不再使用化石燃料發電機，基于新能源消納實現電能替代。一般來說，新能源消納視角下的港口岸電技術應用大多是依靠海上的風能發電，解決船舶靠港時的電能問題之外，促進風能消納，減少環境污染。在應用港口岸電技術時，最關鍵的一點在于確保岸電功率不低于船舶停泊后所有必需電力設施用電功率之和，否則可能對船舶正常運行造成影響，甚至存在供電不穩定等情況。港口岸電系統主要可分為兩部分，分別是位于岸上和船舶上的供電系統和變電系統，當前通常采取高壓變頻變壓技術進行分離設計，在港口碼頭處配置高壓變頻變壓裝置，同時在船舶上安裝降壓變壓器，采取IT供電模式，能夠占用更小船舶空間，進一步拓展港口岸電技術的實用性。

2.3熱泵技術

熱泵指以循環方式迫使熱量從低溫物體流向高溫物體的機械裝置，從本質上來說其就是一種熱量提升裝置，其在通電工作后往往只需要消耗很少一部分電能，便能從環境介質中提取數倍于電能的熱能，從而實現提升溫度并加以利用。簡單來說，熱泵就是從周圍環境中吸取熱量，并將這些熱量傳遞給高溫物體，能夠充分利用低品位能源，節約大量高品位能源。時至今日，熱泵已經發展成包含空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵、水源和空氣源相結合的雙源熱泵等多種新式，在供熱方面有著不小的應用空間。

2.4電窯爐技術

電窯爐技術就是基于供電來替代傳統窯爐并實現供熱的技術，并且可以實現對玻璃等非金屬礦物制品的煅燒加工，能夠有效減少改善窯爐產生的環境污染問題。當前電窯爐主要是利用電阻加熱，通過電子程序進行自動化、智能化調控，同時依靠電能輻射與導熱實現氧化氣氛燒制，具有操作簡單、熱效率高、安全性強、溫度精確可控、降溫快、清潔打掃方便、節能環保、成本低等諸多優勢。

2.5電鍋爐技術

電鍋爐是基于電能替代傳統燃煤鍋爐的一種形式，其在工業、服務性采暖中有著不小應用價值。而電蓄熱鍋爐則包含有蓄熱子系統，能夠實現對熱能的儲存，從而根據實際采暖需要更加高效地利用熱能，具有熱能利用效率高的優勢。

2.6電蓄冷空調技術

電蓄冷空調技術是指在新能源發熱量較多或者電網低谷時間，將制冷的冷量用蓄冷設備加以儲存，這樣便可實現電網高峰時間直接釋放儲存冷量來滿足空調負荷需要，既能提高新能源消納水平，也能協調電網運行。當前蓄冷空調主要以冰和水作為蓄冷介質，包含冷卻循環水系統、冷凍循環水系統、乙二醇循環系統三部分。

結束語：

綜上可知，電能替代的應用、發展受新能源消納影響較大。只有提高新能源消納水平，創造良好的技術、政策、市場環境，才能逐步引導并實現電能替代，依靠電能替代各種不可再生、環境破壞性強的能源，兼顧經濟發展、能源保護和生態環境保護，為人類社會的可持續發展提供有力支持。

參考文獻：

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