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“动力梯”:把退役电池变成“充电宝”

作者:张蕾 张德峰 郭芳 来源:国家电网报 发布时间:2021-12-02 浏览:

中国储能网讯:如何实现能源利用最大化,让能源被“吃干榨净”?实现能源的梯级利用,已经成为一种解决方案。

10月24日,《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》发布,明确指出要推广园区能源梯级利用等节能低碳技术。

为了让宝贵的能源得到充分利用,浙江杭州供电公司正在不同领域探索推进能源梯级利用的可行性方案。

“目前来看,能源消费领域还不同程度上存在不够精细的情况。以去年的数据为例,浙江省单位地区生产总值能耗0.41吨标准煤每万元,是全球平均水平的1.1倍,仍有较大的提升空间。如果在能源消费侧实现‘吃干榨净’,就可以用更少的能源做更多的事。所以我们推进能源梯级利用,让能源得到最大限度的利用。”杭州供电公司能源大数据中心杨翾博士说。

“循环梯”:回收蒸汽热力

“供电公司服务真周到,不仅保障我们用电,还指导我们开展余热回收。”11月26日,在杭州市萧山区瓜沥党山工业园区的杭州奔马化纤纺丝有限公司的厂房内,4条纺织定型生产线正在运转,奔马化纤纺丝有限公司副总经理赵成方按照杭州供电公司提出的“一企一策”用能建议,带着技术人员在纺丝生产车间内勘查蒸汽回收机组的安装位置,为企业即将开展的余热回收改造项目做好准备。

化纤纺织业是浙江省支柱产业之一,用能需求旺盛。为帮助企业用好余热资源,引导工业园区参与节能减排,杭州供电公司组建了涵盖营销、调度、通信、继电保护等专业的技术团队,给企业提供方案设计、建设、并网等一揽子服务。

“原先厂里的蒸汽用完就直接排掉了,很浪费。现在奔马化纤计划为四条纺丝生产线各新增一台蒸汽余热回收机组。我们服务企业余热发电项目并网,助力厂里的用能系统实施余热循环再利用改造,可以防止热量流失。”杭州萧山区供电公司员工冯军说,在纺丝生产过程中将蒸汽凝结水余热回收利用,一年可节约蒸汽近6000吨,相当于减少二氧化碳排放2000吨。

在萧山、钱塘等区,化纤纺织产业园区十分密集。园区内的企业实施余热、余压、工业副产品等回收和综合利用潜力巨大。杭州目前有纺织印染类规模以上企业246家,每年综合能耗量为160万吨标准煤,其中热力消耗约占综合能耗的55%。如果在这些企业中实施余热发电改造,以10%的蒸汽热力回收率来测算,预计每年可降低综合能耗5.5%,相当于节约9万吨标准煤。

“动力梯”:把退役电池变成“充电宝”

近年来,随着我国新能源汽车产业快速发展,动力电池的退役量也快速增长,梯级利用退役电池可以提升动力电池的全寿命价值,降低储能系统成本。

在杭州市临平区的5G通信基站储能系统建设过程中,使用退役的动力电池成为一种新的探索。不久前,在临平区超山风景区南门外,杭州市首座采用蓄电池梯级利用改造方式建设的5G基站投入运行,这是由杭州供电公司员工联合三大通信运营商共同改造完成的。位于超山风景区的白马坑通信基站原有24块铅酸电池,储能容量共20千瓦时,如遇停电,备用电池仅可支撑基站1小时的用电量。杭州供电公司员工在白马坑通信基站内安装了10块总容量100千瓦的国产新能源汽车退役电池。这些退役电池与基站原有后备电池共同为基站供电,可保障即使基站断电24小时,也不影响居民上网。

“5G基站的能耗是4G基站的3.5倍,改造后,就好比给基站增加了一块‘充电宝’,可以在晚间给备用电池充电,在白天由备用电池为基站供能,预计基站改造后,每年可节约电费3.6万元。”中国移动杭州分公司技术经理王国东说,“电池梯级利用于基站储能系统后,电费更便宜了,而且基站备用电源时长增加了,基站的安全性、稳定性提升了。”

“当新能源汽车所使用的磷酸锂铁动力电池容量衰减至80%以下时,就要退役。而退役后的动力电池仍然具有相当的容量,还可以梯级利用。我们便联合通信运营商在基站内安装了10块国产新能源汽车退役电池,可以满足5G基站的用能需求。”杭州余杭区供电公司员工叶万成说,仅杭州市余杭区就有850多个基站,如实施蓄电池梯级利用,相当于新增一个容量超过11万千瓦时的电能资源池。

当前,新能源汽车动力蓄电池梯级利用正处于起步阶段,市场前景广阔。随着这项技术日益成熟,成本逐渐下降,市场日趋规范,退役电池的梯级利用将发挥更加重要的作用。杭州市每年有9万吨动力电池退役,动力电池的开发利用可成为巨大的资源。

“氢气梯”:让园区“零碳”运转

11月30日,在杭州市钱塘区临江高科园的格力智慧园区内,氢电耦合示范工程正在建设当中。按照计划,氢电耦合示范工程将于今年年底前建成投运。届时,这样的生产场景即将成为现实——智能化生产线上机械臂挥舞,氢能接驳车接送员工上下班,氢能物流叉车搬运原料和产品,整个园区“零碳”运转……

氢电耦合就是利用电网谷电制氢,将富余的谷电转化为绿色氢能存储起来,再在用电高峰时使用氢燃料电池发电,以实现电网的削峰填谷。在不影响园区正常生产的同时,氢电耦合技术能够助力用电负荷大幅下降。

“钱塘区地域面积广,太阳能和风能资源丰富,我们和格力园区合作利用新技术消纳这些能源,将直流电接到制氢用电系统里,制备出氢气后转化为氢能,在用电高峰时再通过氢燃料电池发电,供给园区使用。”杭州供电公司互联网办公室主任樊立波说,利用日间高峰时段产生的光伏发电和夜间谷电进行电解水制氢,每小时可制氢气约200立方米。

格力智慧园区能效管理负责人钱博算了一笔经济账——项目投产后,园区可利用光伏发电与电网谷电制备氢气和氧气,氢气可供园区内氢燃料大巴车和物流车使用,氧气可供空调生产的焊接环节使用,系统运行产生的余热可供高温注塑使用,每年可为园区节约生产成本约256万元。

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关键字:动力电池梯次利用

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