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欧盟能效解决方案助力中国实现“双碳”目标
2022-05-25 12:46:41       来源: 丹佛斯 分享到:  
  丹佛斯中国区副总裁车巍在《中欧能源杂志》四月刊中撰文分享了丹佛斯两个备受瞩目的创新能效项目中的宝贵经验。车巍认为,这些项目表明,中欧两大经济体在能效领域的密切合作有望给全球减排进程做出重要贡献。
  
  近年来,中国越来越关注能效问题,并认识到能效解决方案可以为“碳达峰”与“碳中和”目标创造的价值。事实上,欧盟在数据中心、污水处理和区域能源等方面有很多现成的解决方案,可以帮助中国立即展开行动,加快能效提升的步伐。
 
  Facebook超大型数据中心  
  为欧登塞市民供热
Facebook欧登塞数据中心
图片来源:Tech at meta
  
  Facebook的欧登塞数据中心园区于2019年9月开放,占地5万平方米。之所以将地点选在欧登塞市是为了便于回收余热。欧登塞市的区域供热系统由FjernvarmeFyn A/S运营,该公司也参与了系统的设计和建造。
  
  这一系统将区域供热系统中的水循环到meta园区,在那里,水被传输到屋顶并流经数据中心的冷却单元。在吸收了低温热源的热量后水又被输送回当地的热泵设施,然后使用热泵进一步加热,使其温度适用于区域供热系统中。
图片来源:Tech at meta
  
  欧登塞数据中心园区每年可从其服务器产生的热量中回收并分配1亿千瓦时的余热,足以满足当地1.2万户家庭的供暖需求。这些热能被输送到当地医院和周围社区的数千座其他建筑物。
  
  这项技术每年可节约8,000万千瓦时的热能(2.88*1014焦,9,827吨标煤),并减少24,500吨二氧化碳排放。该项目对欧登塞市在2025年前彻底淘汰燃煤供暖的雄心规划来说是强有力的支持,比丹麦的国家目标要提早5年。
  
  丹佛斯开发的创新解决方案使用部门耦合的方法从数据中心回收热能。
  
  热泵并不是什么新鲜事物,它们是丹麦逐步淘汰煤炭和天然气供暖的重要战略组成部分,使用线圈来回收热量也不足为奇。而将这两者结合并在超大规模上加以应用,这才是这个项目的创新之处。  
——Facebook母公司meta的官方技术创新论坛博客中
一位名叫Lauren Edelman的博主评价道
  
  国际能源署估计,全球数据中心的耗电量目前占全球总电耗的1%,而到2025年,这一比例将上涨至五分之一。数据中心大部分的能源需求源于为服务器供电,而服务器在运行过程中会产生大量热量,因为需要被冷却降温。这一冷却过程又需要大量能源,同时产生大量的余热,而大部分余热目前正在被释放到周围环境中。  
——丹佛斯网站解释道
  
  这项技术如果在中国应用会产生什么影响呢?2021-2022年采暖季,中国住宅类采暖费为160元/兆瓦时,非住宅为360元/兆瓦时。如果该项目在中国实施,这将为区域供热公司带来1,600万元人民币(229万欧元)至3,600万元人民币(514万欧元)的额外收入。目前丹佛斯已经开始与中国合作伙伴一道,在天津和上海等城市实施类似的解决方案。
  2022年, 丹佛斯总部将全面实现碳中和。预计2024年,丹佛斯数据中心的余热将满足总部所有建筑25%的供热需求。
 
  玛尔丽斯堡的故事:  
  废水处理与能源供应,二者可兼得  
  无数高管和专业工程师们从世界各地赶来丹麦奥胡斯,来参观玛尔丽斯堡污水处理厂。该厂每年为该市22万居民处理1,200万立方米的污水。
  
  人们对玛尔丽斯堡的浓厚兴趣是有充分理由的。在丹麦其他地区以及整个废水处理行业,污水处理厂的电力自给率通常在80%左右,而玛尔丽斯堡污水处理厂则达到了153%,比其消耗的电力还要高出53%。这意味着它实际上已经成了一个净能源生产商。除此之外,它还为当地的区域供热系统提供热源。如果将热能和电力结合起来计算,那么该厂所产生的能量已达到其耗能的168%。
玛尔丽斯堡污水处理厂 
图片来源:aarhusvand.dk
  
  难怪玛尔丽斯堡会被国际能源署(IEA)引用,作为能源消费者转型成为“产消者”的经典案例,因为它能够在高效用能的同时生产更多的能源。玛尔丽斯堡污水处理厂案例收编在了IEA 《2016年世界能源展望》中,并被广泛视为此类实践的最佳范例。
 
  玛尔丽斯堡是如何实现这一壮举的呢?  
  首先是能效计划的实施。2011年,该厂启动了一项十年发展计划,旨在降低污水处理过程中每个步骤的能耗并优化能效。这一计划于2021年刚刚完成。
来源:奥胡斯市
  
  其次是增加能源生产。玛尔丽斯堡用三台生物煮解器生产沼气,每台可容纳2,000立方米的污泥。沼气被用来生产热能和电力。以前的燃气发动机已被热电联产装置所取代。该厂共安装了两台250千瓦和一台355千瓦的热电联产机组,成本为120万欧元。2016年,这三台机组发电量为480万千瓦时,剩余电力被出售给电网,并可享受类似于风电生产商的电费补贴。
  
  奥胡斯市污水处理厂运营公司的总工程师Per Overgaard Pedersen在2017年发布于WaterWorld的一篇题为《自给自足的废水处理——分享丹麦的可持续发展蓝图》的文章中写道:“我们在项目的节能优化方面投资了大约300万欧元。但是,考虑到余热和电力的销售收入(每年略高于32.6万欧元)以及节省下的所有费用,包括20.6万欧元的用电费用以及8万欧元的废水税等等,项目预计总体可以节省61.2万欧元,全部投资大约5年左右即可回收”。
  
  奥胡斯市公布的数据显示,2019年,该项目的总能源生产为8,461兆瓦时/年,而总能耗为5,848兆瓦时/年,相当于145%的净能源产量。这些新技术的应用使整个厂区的年用电量减少了大约100万千瓦时,实现了25%的节能效果,对奥胡斯市2030年的碳中和目标做出直接贡献。
  
  丹麦目前至少有九个类似的水处理项目产生的能量已超过了其自身能耗。丹麦的废水处理行业也有着自己的“双中和”目标,即到2030年实现“碳中和”和“能源中和”。
 
  中国城市也可以从这一技术中收益  
  北京的高碑店污水处理厂每天处理100万立方米的废水,相当于北京废水总量的40%,其规模是玛尔丽斯堡污水处理厂的30倍。
  
  如果在玛尔丽斯堡的节能实践成果可以在高碑店污水处理厂实现,那么该厂将能为电网提供4,950万千瓦时的绿色电力,并为区域供热系统提供7,800万千瓦时的热量。仅供热收入每年就将达1248 - 2808万元人民币(178 - 401万欧元)。
  
  高碑店污水处理厂的运营商北京排水集团已经启动了一项优化计划,并安装了38台丹佛斯的AQUA变频器(变频电机控制器),总容量为6.4兆瓦,能效提升预计将达25%-40%。
安装在玛尔丽斯堡污水处理厂的
VLT®AQUA变频器  
图片来源:丹佛斯中国
 
  进一步推进  
  中欧能效合作  
  本文中引用的案例清楚地表明:“节约下来的能源是最绿色的能源!”这一口号丹佛斯近期在不同场合反复提及。当前地缘政治环境充满挑战,欧盟和中国的绿色伙伴关系可能成为世界上最务实的双边合作之一,有助于双方进一步建立稳定的经济关系。因此,在全球努力应对气候变化之际,欧盟与中国在能效领域加强合作将有助于互利共赢,并将助力于中国实现2030年碳达峰和2060年碳中和的目标。
 

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关键词: 丹佛斯
 
 

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