(上海电力绿色能源有限公司 上海浦东新区 200124)
摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的现代化建设的发展也突飞猛进。据GE收集的数据,包括IBM的数据,整体上一个云计算基地的运营成本,接近于75%来自于能源方面的消耗。机房设备发热量大且全年不间断运行,冷负荷全年变化幅度小,波动范围为0.8~1.0。因此如何降低云计算基地的用能成本,采用清洁能源以减少云计算基地能耗对环境的影响,显得越来越重要。天然气分布式能源技术是近年来在国内逐步推广的一种先进清洁能源绿色高效利用技术。该技术是集燃气轮机、内燃机、吸收式冷热水机、能效控制等高新技术和设备为一体的先进环保型能源系统,目前在发达国家得到了广泛应用,近年来得到了我国政府的积极倡导。
关键词:分布式能源技术;数据中心;应用
引言
为了推进能源技术革命,中国工程院于2015年启动了“我国能源技术革命体系战略研究”重大咨询项目。本文从核能、风能、太阳能、储能、油气、煤炭、水能、生物质能、智能电网与能源网融合九大能源技术领域开展咨询调查研究,系统分析了各领域的能源技术现状,明确提出了构建以可再生能源为主体,终端能源以电能为主,多能多网融合互补的技术体系,制定了前瞻性技术(2020)、创新性技术(2030)和颠覆性技术(2050)三阶段发展的能源技术路线,最后提出推动能源技术革命的战略建议,为我国研究制订能源相关规划和政策提供了科学支撑。
1能源技术现状分析
经过调研分析发现,我国在核能、风能、太阳能、储能、油气资源、煤炭、水能、生物质能、节能、智能电网与能源网的融合等能源领域上的技术水平已大幅提升,部分实现了跨越式发展,部分达到了国际先进水平。在新一代核电技术、发电装备制造与煤炭高效清洁燃烧、风力发电设备制造、含大规模新能源接入的特大电网调度运行与安全控制等方面实现了自主创新和技术突破,但部分核心技术和装备仍落后于国际先进水平,原创高端技术自我供应能力明显不足,亟需进一步开展研发攻关。
1.1自主三代核电技术进入大规模应用阶段,四代核电技术全面开展研究工作,研究力量比较分散
我国核电与国际最高安全标准接轨,并持续改进,机组安全水平和运行业绩良好,安全风险处于受控状态。自主三代压水堆核电技术落地国内示范工程,并成功走向国际,已进入大规模应用阶段。四代核电技术全面开展研究工作,快堆示范工程即将开工,高温气冷堆示范工程开始建造。在一些重要方面与国际先进水平尚有不小差距,铀资源勘查程度低,燃料组件制造产能不足。乏燃料干式储存、后处理和废物处置落后世界亟需赶上。延寿和退役工作正在起步,技术储备不足。核能领域有几项技术可能对未来能源结构产生深远影响,比如海水提铀、快堆、钍铀循环、聚变能源、聚变裂变混合能源,每一项技术又存在不同的技术路线,造成国内研究力量分散,各自为战。
1.2风电设备产业链形成,风电场设计和智能运维技术与国外差距较大
我国风电机组整机制造技术基本与国际同步,风电设备产业链已经形成,兆瓦级以上风电机组配套的叶片、齿轮箱、发电机、电控系统等已经实现国产化和产业化。陆上风电已经积累了丰富的设计、施工、建设、运维和检测经验,已建立了完善的集中式风电调度运行体系和技术支持系统。以大数据和互联网为基础对风电场设计、运行及维护进行改进及优化已经成为风力发电降低成本、提高发电量和高效率的重要手段,国外在此领域已经具备成熟的解决方案,国内在风电大数据标准、分析及基于大数据的风电场优化方面差距较大。未来,基于大数据开发出适用于不同类型风电场的设计及运维技术,将为我国大型风电基地以及分散式风电系统的优化布局和可靠运行提供技术支撑。
2推动能源技术革命的重大举措
2.1坚持“在保护中开发,在开发中保护”的水电发展理念,大力发展生态友好型中小水电
大力发展水电,正确处理生态环境保护与水电开发的关系,开发应坚持生态环境保护优先,积极、科学、合理开发利用的原则,在保护中开发,在开发中保护,正确处理好保护与开发的关系,贯彻落实科学发展观,促进人与自然和谐相处,必须以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展,把维护河流健康作为水资源开发利用的基础和前提。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆围绕低水头、大流量中小水电设备的制造、微小水电的稳定与长期运行技术以及机组自动控制技术、生态友好型小水电设计准则、鱼类友好型水轮机设计、“互联网+小水电/智能云电站”技术和生态友好的大坝建设的生态准则,开展前瞻性研究和关键科技问题集中攻关,进行新技术的推广应用及产业化,最终成为清洁可再生能源的一大支柱。
2.2因地、因需地选择生物质开发方式,不局限于生物质发电
根据生物质类型、所在地的经济条件和环境条件等,选择合理的综合开发方式,不局限于生物质发电。建议将生活垃圾转化为生物质液体燃料,如生物质柴油和纤维素原料燃料乙醇;将人畜粪便和农林废弃物转化为生物质燃气,建设大中型沼气工程,进行沼气提纯和高效存储;将农林废弃物转化为生物质成型燃料,进行固体成型燃料和热解制备生物炭。建立完善的秸秆、生活垃圾、农林废弃物等的回收体系,加强收购、运输、储存、加工等环节的配套衔接。
2.3大力发展太阳能发电技术,明确其在能源结构转型中的战略地位
太阳能获取方便,且清洁安全。我国适宜太阳能利用的国土面积和建筑物受光面积很大。建议把太阳能发电作为面向未来可再生能源利用的主要技术方向,作为长周期的能源发展技术路线的核心组成部分。建议大力发展和推广降低硅太阳电池成本,提高电池效率的技术和工艺,全面提升晶硅电池产业链;加快薄膜太阳能电池发展,加强硅基薄膜电池产业化技术研发,充分发挥薄膜电池柔性、轻便、灵活等独特优势,填补对空间、面积和重量敏感的发电市场。
2.4新能源以“分布式开发、就地消纳”为主,避免大容量远距离传输
优化电源投资结构,延缓弃风、弃光严重地区的新能源投资建设,并依托高耗能负荷就地消纳过剩新能源电量。大力推广应用分布式光伏发电、分散式风电、智能配电网和储能技术,将我国新能源的开发利用由目前的“大规模开发、远距离传输”模式加快转变为“分布式开发、就地消纳”模式,避免采用远距离输电工程传输新能源至负荷中心。
2.5配置原则
根据数据中心的负荷特点及相关统计数据,数据中心冷电比常年保持在1.0~1.1[4-5],对于配置燃气内燃机发电机组、双效溴化锂吸收式冷水机组的分布式系统,制冷量与发电功率之比也接近1.1。该项目热(冷)电比为0.706。项目采取“以电定冷”模式考虑机组选型与系统配置;采用2×4.4MW燃气内燃机发电机组+2×4.35MW烟气热水余热型溴冷机组,不足负荷由基站电制冷机组和市电进行补充,机组一年运行330天,每天运行16小时。
2.5.1系统工艺
系统采用燃气发电机组作为原动机,燃烧天然气产生电力,发电机组与市电并网运行。发电机组的余热进入吸收式制冷机组制冷。
2.5.2主要经济指标
数据中心能源站总投资约7000万,设计年发电量5000万kWh,年供冷量3000万kWh,燃气消耗量1300万Nm3,自来水消耗量15万吨,年净利润约800万,投资回收期为约8.75年。与常规能源供应相比,每年可实现节约标煤1237万吨,CO2排放量年减少1022吨。
结语
通过统一能源信息采集、集成、存储标准,解决多源数据异构所带来的信息孤岛问题。加强能源信息安全建设,落实信息安全技术防护和管理措施,切实保障能源信息安全。
参考文献:
[1]郭甲生,李巡案,徐振华,等.燃气分布式能源系统在数据中心的应用[J].煤气与热力,2014(07):15-17.
[2]GB50019-2015.工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].
[3]GB50174-2008.电子信息系统机房设计规范[S].
[4]松泓明,王明友,杨智勇,等.燃气冷热电三联供系统发电装置的选择[J].建筑电气,2011,30(7):29-32.
论文作者:刘长莲,王恒
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/16
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