這個夏天,全國大部分地區持續出現罕見高溫,難以承受的酷熱使人們不得不成天呆在空調冷氣下,許多商場掀起空調熱銷潮。不過,如果空調每天都如此長時間地全力運行,用電負荷就會不堪重負。
國家電網能源研究院經濟與能源供需研究所所長單葆國日前就表示,今年7月,全社會用電量同比增長近9%,其主要原因就是空調用電負荷加大。如何更有效地實現用電節能,成為許多家庭關注的話題。
一項叫做“冰蓄冷”的技術因此在這個流火的夏季備受關注。簡單而言,這項技術就是在夜晚電價低的時候將冷水制成冰,放入蓄冰池,待白天電價高的時候,用冰融化釋放的冷能當“空調”。由于峰谷電價差距達到3倍以上,因此“冰蓄冷”技術有巨大的市場。
多名從事制冷研究的專家對記者表示,相比傳統的空調制冷,這種新型方式能夠節電30%以上,高能為用戶節約70%的電費。
緩解用電供需矛盾
每年炎夏,各地基本都會上演“電荒”。由于電力短缺具有暫時性、季節性、時段性等特殊性,即在白天高峰時段電力供應緊張,而夜間時段,電量供應卻相對寬裕。夜間發出的電能若不能得到有效利用,就會造成能源的巨大浪費,大量的燃煤排放物也使環境壓力進一步加大。
據統計,我國大型公共建筑以每年3億—4億平方米的速度增長。夏季城市空調的用電負荷已占到城市高峰電力總負荷的40%以上,而夜間,絕大多數中央空調停止運行,造成電力系統供需矛盾加大,夜間電力系統設備閑置,使用率低,電力能源使用處于嚴重失衡狀態。這是造成電網峰谷荷差逐步加大的主要誘因。
“冰蓄冷”技術作為一項重要的移峰填谷技術,是緩解用電供需矛盾的利器,其作用開始凸顯。同時,由于“冰蓄冷”技術的應用能在促使少發電、少燒煤、提升能源利用率的同時,大幅度減少二氧化硫和煙塵排放量,降低溫室效應,因而對環保意義重大,逐漸為社會所關注和認同。
“這是一個‘冰銀行’,在用電低谷時,制冷中心啟動制冷系統,將水凍成冰,存放在儲存設備中。”清華大學建筑節能研究中心研究員在接受記者采訪時表示:“相當于用冰將電能儲備起來。白天再通過中央空調將儲存在冰桶里的能量釋放出來,為建筑供冷。”
通俗地說,采用“冰蓄冷”技術后,寫字樓里的中央空調在白天用電高峰期,可以少運轉甚至不運轉,將用電高峰時期的電量轉移到用電低谷時期去使用,這樣既可以節省電費,又能轉移電網峰值的負荷,有利于平衡電網壓力。
“一方面,‘冰蓄冷’技術可以減少熱能勢差,充分利用夜間的電能。”對企業來說,采用“冰蓄冷”技術,可以避開用電高峰期,實現用電負荷的“移峰填谷”,利用國家給予的“峰谷電價差價”的政策,可以節省電力運行費用。在上述研究員看來,“更重要的是,這項技術是解決電網用電結構矛盾、提升能源利用率、減少污染排放等產業問題的核心技術”。
相比傳統的空調制冷,這種新型方式能夠節電30%以上。“‘冰蓄冷’中央空調一般用于大型樓宇項目,根據體量不同,一個項目需20多套系統。”據中國農機院西南產業基地副總、主管生產的曹聰介紹,已建成的深圳華南城5號交易廣場共用了24套系統,成本2500萬元。
“它不能節約電,但能節約電費。”曹聰說,“冰蓄冷”中央空調的優勢在于使用夜間廉價的富余電,白天進行高價電的供冷工作,這樣不僅為企業節約了電費,還不搶占白天的用電高峰,每年能為企業節約70%的電費,企業2年半到3年就能收回設施成本。目前,北京、成都、山東、廣東、武漢等地均有項目采用該系統。
前景明晰可見
事實上,“冰蓄冷”并不是一項新技術,這項技術在20世紀初誕生于美國,但直到20世紀80年代世界性能源危機后,其優勢才被世人所認可并得以推廣使用。
目前在歐美國家,“冰蓄冷”技術已成為解決電網負荷矛盾的重要強制手段,普及率達到70%左右,在能源匱乏的日韓等國也接近60%,日本使用“冰蓄冷”系統的建筑物大約已有10萬個以上;韓國3000平方米以上的新建項目就必須要強制安裝“冰蓄冷”空調系統。
然而,由于峰谷電價差比較小、新技術接受觀念滯后等因素的制約,直到2008年,“冰蓄冷”技術在中國的應用還不盡如人意,全國約400萬個使用中央空調的大型建筑中,應用該技術的建筑物總計不足1000棟。
為了均衡用電、削峰填谷,世界各國都全面實行了峰谷電價政策。我國政府和電力部門在建設節約型社會思想的指導下,大力推廣需求側管理(DSM),以緩解電力建設和新增用電矛盾。各地區也出臺了促進蓄冰空調發展的相關政策,推動了蓄冷空調技術的發展和應用。特別是近年來政府逐步拉大峰谷電價差,使多數地區峰谷電價差已達3倍以上。各地峰谷電價實施范圍的進一步擴大和峰谷電價比的加大,為電力蓄能技術的推廣、應用提供了更為有利的條件。
2011年9月,在國務院正式出臺的《“十二五”節能減排綜合性工作方案》中,明確將“冰蓄冷”列為國家重點推廣、應用的節能減排技術。據估算,“十二五”期間,其產業空間規模在3000億—4000億元,“冰蓄冷”技術的發展前景極為廣闊。
在遭遇7年來嚴重“電荒”后,政府直接提出在“十二五”期間加大對節能蓄能領域的投資建設,擴大對蓄能技術項目的支持力度,主要指“冰蓄冷”和“抽水蓄能電站”。目前,建造火力電廠的投資約為7000元/每千瓦,抽水蓄能電站約為5000元/每千瓦,而應用蓄冰空調則只需400元/每千瓦。從兩種技術本身比較,“冰蓄冷”在投入、產出上,比抽水蓄能更具有優勢,且不受地質條件的局限。
具體來看,“冰蓄冷”技術的應用可為用戶節省40%以上的空調運行費用;對于新建項目可減少設備初始投資,減少制冷主機及配電設備的裝機容量和功率的15%—30%;可提高空調機組使用效率的15%—25%;還可減少電廠發電設備裝機容量的8%—34%,提高電廠使用率約40%。如果轉移相同高峰電量,“冰蓄冷”投資遠遠小于抽水蓄能。例如,建造一座抽水蓄能電廠所需投資大約為60億元左右,而“冰蓄冷”空調系統則只需投入6億元,且不需國家撥款,全部為市場自發行為,還不包括為電網節省的投資和對保護環境所產生的效益。
2011年,由國家發改委、工信部、財政部、國資委、電監會、國家能源局等六部門共同制定的《電力需求側管理辦法》正式執行。隨后,財政部、國稅總局也聯合下發了《關于促進節能服務產業發展增值稅營業稅和企業所得稅政策問題的通知》,對符合條件的節能服務公司暫免征收營業稅和增值稅,同時給予“三免三減半”的所得稅優惠。
峰谷電價差增大等產業政策和稅收優惠,使得“冰蓄冷”技術的經濟效益愈加顯著,其行業發展的政策環境以及廣闊前景已然明晰可見。
投資周期短
正是因為看好“冰蓄冷”的市場前景,近不少企業紛紛涉足,并試圖找到佳的盈利模式。
高靈能源成為國內早涉足這一領域的企業之一,但該公司在2004年開始推廣“冰蓄冷”技術時,無論是政府、設計院還是客戶,都很少有人聽說過這一技術。到2006年設計院在進行項目設計時,十多個項目也僅有一兩個會考慮采用“冰蓄冷”技術。但目前,高靈能源已摸索出一條商業模式。
高靈能源的商業模式分為三個層次
一是在推廣“冰蓄冷”技術中采用EMC合同能源管理模式。高靈能源作為產品技術的制造商、供應商和綜合服務商,自己出資為用戶提供“冰蓄冷”技術的項目設計、出資、工程實施、設備安裝調試、人員培訓、節能量確認和保證等一整套的節能服務,終從客戶進行節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤。
二是投資建設區域冷源站。在以蓄能技術為核心的基礎上,充分利用電網的低谷電能,在需冷用戶集中的地區,建設集中供冷站,通過公用供冷管網向用戶提供冷量的系統供冷工程。高靈能源已經成功在國內多個地區投資建設冷源站。
三是采用分布式能源解決方案及投資。高靈能源提供技術和融資,已與廣東、海南、河南、深圳、天津等多地政府達成整體合作協議,為上述地區提供低消耗、低排放、低污染的區域綜合能源集中供應解決方案。
事實上,“冰蓄冷”周期并不長,收益也不錯。紹興大通商城購物中心的案例顯示,采用“冰蓄冷”技術的初始投資是270.3萬元,平均每年節省的電費則達到了117.7萬元,周期僅2.3年。
“冰蓄冷”行業的技術者中機西南能源科技有限公司自主研發的“冰蓄冷”成套裝置已經成功在多個樓宇運營,并取得了不錯的經濟效益和社會效益。據了解,如果只生產普通的制冰機或者凍庫,毛利率不到10%,而“冰蓄冷”系統解決方案和成套設備供應的毛利率卻超過了30%。
中機西南2012年承接了6個“冰蓄冷”項目,這些項目大都為寫字樓、大型超市、城市商業綜合體。目前,中機西南“冰蓄冷”系統解決方案和成套設備供應已經占其銷售收入的50%,不僅大大提升了企業的效益,還為客戶節省了大量電費。