享譽全球的丹麥，部分得益于斯堪的納維亞半島的風景和安徒生童話，卻也和它的高效節(jié)能密不可分。丹麥是全球能效最高的國家之一。
丹麥之所以能在短短幾十年間做到提高能效，減少碳排放，其中最重要的原因就是區(qū)域供暖(DH)和熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)的廣泛使用，而它的實現(xiàn)本身就像一個神話。
1903年，丹麥建成了第一座熱電聯(lián)產(chǎn)電站。這是一座垃圾焚燒電站，既可以在處理垃圾的同時不影響環(huán)境，又可以給新建的醫(yī)院提供電力、熱力等，從而實現(xiàn)一舉兩得。
20世紀20至30年代期間，人們以當?shù)匕l(fā)電站產(chǎn)生的廢熱為熱源建造了區(qū)域供暖系統(tǒng)。區(qū)域供暖也向部分城市地區(qū)供暖，這占丹麥總供暖量約4%。在此之后，熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域供暖技術在丹麥各個城市得到廣泛應用，20世紀70年代，約30%的家庭得益于區(qū)域供暖系統(tǒng)。
1973年到1974年能源危機爆發(fā)時期，人均能源消耗量急劇增長。這使人們清楚地意識到節(jié)約能源的必要性，建筑供暖用能也不例外，只有這樣才能減少對燃料進口的依賴，降低用戶的供暖開銷。所以人們決定不僅要在丹麥的大型城市興建節(jié)能高效的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，也要將其推廣到中小型城市。
如今，63%以上的丹麥家庭都使用來自區(qū)域供暖的熱量采暖，這些熱量不僅用于建筑物供暖，還可以用于生活熱水。丹麥擁有6個大型集中區(qū)域供暖區(qū)域，每年總產(chǎn)熱量約為60拍焦耳，此外，還擁有400個小型分散的區(qū)域供暖區(qū)域，每年總產(chǎn)熱量約為75拍焦耳。
2013年，丹麥區(qū)域供暖量達到134拍焦耳。72.8%的區(qū)域供暖熱量來自于熱電聯(lián)產(chǎn)，與獨立的供暖和發(fā)電系統(tǒng)相比，節(jié)省了約30%的燃料。過去幾十年內小型熱電聯(lián)產(chǎn)機組提供的區(qū)域供暖熱量顯著提升?，F(xiàn)在丹麥共有約670座集中式和分散式熱電聯(lián)產(chǎn)機組。
通常，丹麥大型的區(qū)域供暖系統(tǒng)由傳輸管網(wǎng)相連的多個輸配管網(wǎng)組成。熱量產(chǎn)自多種不同類型熱源廠，如大型煤、生物質或天然氣開采工廠、城市垃圾處理場、工業(yè)余熱和尖峰負荷鍋爐。
比如，大哥本哈根區(qū)域供暖系統(tǒng)就是一個大型的區(qū)域供暖系統(tǒng)。它是目前丹麥最大的區(qū)域供暖系統(tǒng)，供暖年產(chǎn)量達35拍焦耳。該套供暖系統(tǒng)東西向長約50千米。
通常情況下，小型分散式區(qū)域供暖系統(tǒng)的單個輸送管網(wǎng)供應量不超過1000家熱用戶。熱量由一臺基本負荷機組和一臺或多臺尖峰負荷備用機組產(chǎn)生。通?；矩摵蓹C組指的是一個以天然氣為燃料的熱電聯(lián)機組，或以生物質(如秸稈或木屑)為燃料的鍋爐，或城市固體廢物處理廠;而尖峰負荷備用機組指的是以油或天然氣為燃料的簡單鍋爐，成本投入較少。一些小型電廠近年又安裝了太陽能供暖或電熱鍋爐。
近年來，人們越來越多地將可再生能源用于區(qū)域供暖。部分原因在于某些位于大型區(qū)域供暖區(qū)的熱電聯(lián)產(chǎn)電廠已使用生物質代替了化石燃料。
公共供暖計劃與市場現(xiàn)狀
丹麥政府于1979年通過了第一部供暖法，規(guī)定由當?shù)卣块T負責研究該地區(qū)具備發(fā)展公共供暖的潛力。
自從1979年法律通過后，其他成功的政策也陸續(xù)地出臺。毫無疑問，規(guī)劃法在發(fā)展初期是最重要的環(huán)節(jié)，它能夠成功地開拓市場。在規(guī)劃法出臺之后，又出臺了一些經(jīng)濟刺激性政策，確保為區(qū)域供暖和熱電聯(lián)產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展提供經(jīng)濟保證。
現(xiàn)在所有集中式熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和大多數(shù)分散式熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的電價都和市場電價保持一致。因此，電廠必須力圖按照現(xiàn)貨市場的電價優(yōu)化生產(chǎn)，而市場電價是每1小時定1次的。這就意味著在電價高時，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠要同步產(chǎn)出最多的電和熱，而在電價低時，它們盡力減少產(chǎn)量。要做到這一點，就要靈活運用系統(tǒng)里的蓄熱器。
除了現(xiàn)貨市場上的售電收入外，大多數(shù)分散式熱電聯(lián)產(chǎn)電廠可以獲得補助。原本該補助是作為一種上網(wǎng)電價補貼，根據(jù)電力輸送的時間不同有3個等級的補貼，但現(xiàn)在已轉變?yōu)楣潭甓妊a貼。
關于稅收方面，因為使用生物質免交供暖稅，而使用化石燃料要交稅，受此激勵，所有丹麥廠商會選擇使用生物質作為燃料。此外，對于以生物質為燃料所發(fā)的電能，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠還可獲得在市場電價基礎上另加150丹麥克朗/兆瓦時的補貼。
與獨立的供暖設備相比，建造區(qū)域供暖系統(tǒng)要求對基礎設施投入大量資金，尤其是區(qū)域供暖管網(wǎng)的投資成本很高。但在另一方面，卻降低了區(qū)域供暖系統(tǒng)的運行成本，減少了對環(huán)境的影響。
如果是通過高效節(jié)能的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置產(chǎn)生的熱量或使用工廠(如煉鋼廠)產(chǎn)生的廢熱，上述優(yōu)勢則更加明顯。
評估區(qū)域供暖的可行性時，要考慮到一定年限。從“生命周期”角度看，在許多情況下區(qū)域供暖是最可行的，當然這取決于特定地區(qū)的供熱需求和供熱需求的集中度。
雖然前期的基礎設施投入較大，但因為此舉能夠降低后期每年的運營成本，所以若干年后即可將成本收回。高質量的區(qū)域供暖設備也是如此，雖然比起劣質設備一次性支付費用較高，但因為維護費用較低，所以成本往往也是可以收回的。
從技術層面考慮，區(qū)域供暖系統(tǒng)的使用年限通?？蛇_40年到50年。
未來所承擔的角色
丹麥區(qū)域供暖系統(tǒng)有望在未來實現(xiàn)兩大目標：2020年，風力發(fā)電將占全國供電量的50%;2035年，全部使用可再生能源進行發(fā)電和供熱。
實現(xiàn)第一個目標所帶來的挑戰(zhàn)在于平衡風力發(fā)電在整個發(fā)電系統(tǒng)中的比例。如果把大量風力發(fā)電并入系統(tǒng)中，某些情況下，風力發(fā)電僅能滿足很小部分的用電需求，而其他一些時候它的發(fā)電量卻能滿足大部分甚至超過用電需求。
使用不同的技術手段可以提高區(qū)域供暖和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性，并整合風力發(fā)電。這包括蓄熱、電熱鍋爐和熱泵、風輪機旁路。
蓄熱技術已經(jīng)在丹麥得以廣泛應用。系統(tǒng)中風力發(fā)電量較大時，該技術可以在減少熱電聯(lián)產(chǎn)電力產(chǎn)量的同時進行供暖。
區(qū)域供暖熱源廠可以通過電熱鍋爐和熱泵來用電產(chǎn)熱(替代發(fā)電)。
通過風輪機利用風輪機旁路，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠可以在系統(tǒng)發(fā)電量過多時停止發(fā)電而只產(chǎn)熱，其效率等同于僅用于供暖的鍋爐。在整合風力發(fā)電的問題上，區(qū)域供暖/熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性至關重要。
第二個目標涉及可再生能源，要實現(xiàn)該目標就需要在2035年前將所有發(fā)電產(chǎn)熱所用的燃料轉換成可再生能源。區(qū)域供暖在這方面大有優(yōu)勢，因為它可靈活使用各種燃料。
項目的審批
丹麥《供熱法案》中給出了區(qū)域供熱相關的法律要求，規(guī)定了供熱部門和當?shù)卣?即市政府)的權力，這些權力包括參與制訂供熱規(guī)劃，確定能源基礎設施，以及可以優(yōu)先使用的資源。該項法律及其立法指南由丹麥氣候、能源和建筑部以及丹麥能源署共同制定，但法律和政策的實施由當?shù)厥姓撠煛?/p>
丹麥在供熱監(jiān)管方面的做法，使得管理部門分工明確，即由地方?jīng)Q策部門全權負責當?shù)毓嵯到y(tǒng)的設計，但必須符合中央政府制訂的政策，遵守國家級技術框架。這樣做確保了所有區(qū)域供熱項目符合供熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家總體目標，但同時某個具體供熱項目的評估和決策由地方管理部門決定，因為地方政府更加了解本地城市發(fā)展、供熱需求以及需要考慮的其他因素等詳細信息。
1979年丹麥通過了首部《供熱法案》，其主要原則有：地方政府/市政部門負責新建供熱項目的審批;地方政府/市政部門必須保證按照最佳的社會經(jīng)濟效益選擇項目;盡可能通過熱電聯(lián)產(chǎn)方式實現(xiàn)供熱;必須按照“真實成本”為消費者提供聯(lián)合供熱價格，這意味著供熱價格不得高于也不得低于實際的熱力生產(chǎn)成本。
丹麥的《供熱法案》還規(guī)定了全國范圍熱力管網(wǎng)的具體區(qū)劃。在每個區(qū)劃內部，通過丹麥供熱立法規(guī)定了具體的供熱方式。這些供熱區(qū)劃包括：分戶獨立供熱系統(tǒng);通過全國天然氣網(wǎng)提供的天然氣供熱;分散式區(qū)域供熱;集中式區(qū)域供熱。
當某個建筑物的業(yè)主想要為房屋供熱，或希望對現(xiàn)有供熱單元進行改造，而且該建筑物恰好處于天然氣供熱或區(qū)域供熱區(qū)劃范圍內，該供熱系統(tǒng)就必須得到市政府的批準。當某個區(qū)域供熱公司要建設一個新的供熱設施、鋪設熱力管線或向某個新小區(qū)提供區(qū)域供熱時，也必須獲得市政管理部門的審批。審批流程通常只涉及區(qū)域供熱公司和市政當局，但也可能涉及到天然氣公司，以及單方或雙方的咨詢顧問。
典型的審批流程如下：首先，市政府、區(qū)域供熱公司、房屋業(yè)主、天然氣公司、以及在某些情況下聘請的咨詢公司之間，進行初步的對話。這種對話的目的是明確項目范圍，確定參考方案，以便進行分析。其次，區(qū)域供熱公司向市政府提交項目建議書。再次，利用4周時間召開聽證會，征求與本項目直接相關的各方意見。根據(jù)聽證會期間提出的意見，修改項目建議書。然后，由市議會批準或拒絕該項目建議書。在4周內，受項目直接影響的各利益相關者可提出申訴。最終，項目得以實施。
主要的審批標準是社會經(jīng)濟性評估，只有展示出最佳的凈社會效益的項目才能獲得優(yōu)先審批權。然而，上面提到的其它信息也非常重要，有助于市政府全面了解擬建的區(qū)域供熱項目。
進行社會經(jīng)濟分析，以確保該供熱項目的所有社會成本均考慮在內，而且必須在兩個或兩個以上方案之間進行比較分析。分析中不考慮稅收因素，但必須包括排放成本等外部因素。對項目各個的替代方案，必須在其整個預期的技術壽命期間內進行評估。由于不同技術的技術壽命可能不一樣，分析中應包括報廢價值或再投資成本等。
因此，雖然投資能源項目的公司通常有自己的內部業(yè)務考量，但市政當局和區(qū)域供熱公司只能選擇社會經(jīng)濟分析中表現(xiàn)出高成本效益的項目進行開發(fā)。
在開展的社會經(jīng)濟分析中，必須按照丹麥能源署提供的方法和數(shù)據(jù)來進行。這些數(shù)據(jù)包括對未來能源價格的預測、特定污染物的排放成本、以及項目的全面社會經(jīng)濟分析所必須考慮的其他因素。分析中需要采用可比較的數(shù)據(jù)，通過對比不同的項目，確保選擇呈現(xiàn)出最佳的社會經(jīng)濟效益的項目。
丹麥能源署負責收集和提供全國范圍的目錄和數(shù)據(jù)中包括：未來燃油價格;預期電價;外部成本;不同的熱力生產(chǎn)機組的成本和技術規(guī)范。
這些數(shù)據(jù)可幫助市政部門和供熱公司制定精確的成本估算，嚴格規(guī)劃和審批流程。但是，如果申請項目審批的供熱公司擁有更準確的本地數(shù)據(jù)，就必須使用這些數(shù)據(jù)，而不用丹麥能源署的數(shù)據(jù)。例如，在申請現(xiàn)有區(qū)域供熱地區(qū)的項目時，就必須要采用當?shù)氐墓醿r格數(shù)據(jù)。
低溫型區(qū)域供熱系統(tǒng)
丹麥的低溫區(qū)域供熱切實可行，不僅節(jié)能而且還減少了對化石燃料的依賴。
現(xiàn)今的丹麥，利用低溫區(qū)域供熱系統(tǒng)正在成為現(xiàn)實。許多丹麥區(qū)域供熱企業(yè)已開始實現(xiàn)能夠顯著降低溫度的區(qū)域供熱項目。從長遠來看，甚至實現(xiàn)更低的溫度。開展這方面研究的一批企業(yè)近期發(fā)表了有關低溫供熱成果的報告。
在哥本哈根郊區(qū)的阿爾貝斯郎地區(qū)(20世紀60年代規(guī)劃和建設的社區(qū))，大約有2000幢城鎮(zhèn)房屋將被徹底翻新，改造為低溫供暖建筑。老舊小區(qū)的供熱管網(wǎng)將被替換，變?yōu)橐粋€新設計的低溫專用熱力管網(wǎng)。迄今，有544棟房屋已完成改造，采用了低溫供熱系統(tǒng)。
丹麥區(qū)域供熱研發(fā)計劃下發(fā)布的一份“在現(xiàn)有的區(qū)域供熱系統(tǒng)中實現(xiàn)低溫供熱”的研究報告中介紹了一些不同的做法，可用來實現(xiàn)降低區(qū)域供熱系統(tǒng)的溫度，并適用于不同類型和年限各異的建筑。當然，每個供熱管網(wǎng)和建筑類型都有所不同，可能需要不同的解決方案，但這項研究工作的目的是利用試驗的方法，為將來普遍降低供熱溫度編制各項規(guī)劃。
該項目是由5家供熱公司通力合作進行的，該項目重點說明供熱降溫的實例，包括已經(jīng)實施的或正在計劃中的項目。這項研究的目的一部分是介紹該領域目前的進展，另一個目的是提出降低供熱溫度的新方法。
顯然，要實現(xiàn)這種供熱方式的過渡，必須要給消費者一定的時間來適應新的情況。因此，可能有必要采取一些措施來實現(xiàn)平穩(wěn)過渡，例如，必要時能夠局部地提高供熱溫度。這項研究工作的目的并不是開展經(jīng)濟方面的分析，而僅僅是收集和整理知識和經(jīng)驗，理清未來的發(fā)展方向。
項目組重點討論了在長遠的未來需要采取什么樣的行動，以達成全面和大幅降低供熱溫度。大家一致認為，區(qū)域供熱企業(yè)必須主動出擊，引領未來的發(fā)展方向。區(qū)域熱力公司的一個關鍵任務是要編制一套長遠發(fā)展規(guī)劃。這項工作必須包括為消費者提供必要的知識，根據(jù)未來的需求來改造自己的房屋，使他們能夠適應低溫供熱。區(qū)域供熱公司發(fā)布的技術性要求必須進行調整，做到技術上可以實現(xiàn)，同時對于業(yè)主是切合實際的。
有些地區(qū)可能需更長時間的過渡期，隨著房屋房齡和類型的不同需要做必要的改建。在阿爾貝斯朗地區(qū)，需要改建新的幾段管網(wǎng)，通過局部分流裝置給改建的房屋供暖，其中，回水與普通管線的水進行混合。一旦在更廣泛的區(qū)域內進行所有建筑的轉換，就需要從供熱站出發(fā)建設一條獨立的低溫管線。通過使用分流裝置，當特定地區(qū)需要時，就可以臨時提高供熱的溫度。
正如上面提到的，各種解決方案的開發(fā)和示范正取得進展，以期制定出全面轉向低溫區(qū)域供暖的行動計劃。我們目前還沒有得到適應于所有系統(tǒng)的最終解決方案，所以還有很多工作要做。因此，重要的是進一步提出和測試更多的技術方案。
要制定出針對各種建筑物的長期供熱結合在一起的規(guī)劃方案，社區(qū)的積極參與至關重要。特別要注意，要保證用戶在低溫下回水到供熱管網(wǎng)，因為目前高溫回水的那些住戶當水流溫降低的情況下可能會出現(xiàn)問題。
總而言之，我們的結論是，要實現(xiàn)面向未來的低溫供熱解決方案，重要的是整合整個區(qū)域供熱系統(tǒng)，即能源、管網(wǎng)和房屋外圍結構，以提供最優(yōu)的解決方案。這需要有關各方盡最大的努力。然而，要想低溫區(qū)域供熱取得成功，區(qū)域供熱企業(yè)必須積極主動地推行項目的開發(fā)。
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電廠所有權
丹麥電廠的所有權有多種形式。大型電廠歸大型能源公司所有，小型電廠一般歸生產(chǎn)公司、市政府或合作社所有。
丹麥區(qū)域供暖系統(tǒng)的供應量均是由實際需求量決定的。用戶裝置可對流量進行調節(jié)，測量實際需求量，由此可激勵用戶節(jié)約用熱。用熱的費用通常由兩部分構成：每個裝置定額的部分和按使用量(每千兆焦耳)計算的部分。
蓄熱的必要性
對于丹麥的熱電聯(lián)產(chǎn)電廠，無論是集中式的還是分散式的，熱儲存設備都是其中重要的組成部分。具備了熱儲存設備，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠就可以根據(jù)用電需求，調整優(yōu)化電和熱的產(chǎn)量，還能在需要時供暖。
這也意味著熱電聯(lián)產(chǎn)電廠可以在系統(tǒng)產(chǎn)電量相對過剩時減少發(fā)電量，而在不足時增加發(fā)電量。相應的產(chǎn)熱量供過于求時，可進行簡單地蓄熱，而當產(chǎn)熱量供不應求時，則能對蓄熱加以利用。
中國實例
長春藍天工程
長春市位于中國東北部，冬天天氣異常寒冷，供熱面積超過8000萬平方米，很多單位和地區(qū)依靠煙囪林立的高能耗小鍋爐解決取暖問題。2005年，丹麥政府貸款1000萬歐元，籌建長春市玉潭集中供熱項目熱網(wǎng)工程，丹佛斯作為總承包商牽頭數(shù)家丹麥公司，為該工程提供核心設備和技術，同時負責該工程的貨物交付, 并對設備調試運行及服務進行總負責。
在“長春藍天工程”的項目中，丹佛斯負責提供并安裝兩套新的區(qū)域供熱系統(tǒng)，用在距離長春市中心15 公里的玉潭開發(fā)區(qū)，總供熱面積為644萬平米，服務于22.5萬位用戶，總熱負荷381MW。區(qū)域供熱網(wǎng)絡已經(jīng)從定流量系統(tǒng)變成了變流量系統(tǒng)，主增壓泵上安裝了丹佛斯 的變頻器。 這意味著可以根據(jù)實際需求供熱，而且市民可以全天24小時獲得供熱。
丹佛斯提供的40 臺區(qū)域供熱配送站從3MW到10MW不等，全部采用先進的優(yōu)質零部件組裝而成。所有配送站都可以通過 SCADA(監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)進行遠程控制;并可以對實際數(shù)據(jù)進行評估，確保區(qū)域供熱網(wǎng)絡和配送站以最佳狀態(tài)工作。2007年秋季，40臺配送站開始進行安裝。2008年12月4日，項目正式通過驗收。
該熱網(wǎng)工程實現(xiàn)了集中供熱面積近650萬平方米，其采用的丹佛斯換熱機組通過檢測二次網(wǎng)供水溫度和 室外溫度，自動調節(jié)電動調節(jié)閥的開度，實現(xiàn)熱力站的供熱熱量自動調節(jié)。熱源廠及換熱機組循環(huán)泵中安裝的丹佛斯變頻器，更大大加強了節(jié)能功效。
正式運轉后，長春市的空氣質量得到了顯著提升。數(shù)字顯示，集中供暖項目每年為長春市節(jié)約燃煤2.8萬噸，減少二氧化硫排放量320噸，減少二氧化碳排放量5.83萬噸，減少氮氧化物排放58噸，分別實現(xiàn)了10%的節(jié)能減排。
在這個區(qū)域供暖項目中，丹佛斯通過利用發(fā)電中產(chǎn)生的多余能量向當?shù)鼐用窆┡?，通過利用已經(jīng)得到事實檢驗的節(jié)能技術，將現(xiàn)有資源合理利用，既實現(xiàn)了節(jié)能減排，同時還節(jié)約了經(jīng)費。目前，丹佛斯已在華實施了數(shù)百個此類集中供熱項目，均取得了滿意的效果。
