永豐基地(新)能源規(guī)劃方案.doc

北京永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）能源規(guī)劃方案北京清華城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院二一二年五月目 錄1.項(xiàng)目概況41.1永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）地理位置41.2永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）規(guī)劃特色51.3永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）用地情況52.北京永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）能源規(guī)劃原則72.1北京市能源系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r及主要問(wèn)題72.1.1北京市天然氣發(fā)展?fàn)顩r及主要問(wèn)題82.1.2北京市電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及主要問(wèn)題112.1.3北京市供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀及主要問(wèn)題132.2能源規(guī)劃原則143.冷熱電負(fù)荷需求預(yù)測(cè)153.1建筑冷熱負(fù)荷動(dòng)態(tài)模擬153.1.1北京市氣象特點(diǎn)163.1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)173.1.3各功能房間熱擾設(shè)定183.1.4通風(fēng)設(shè)定183.1.5室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)183.1.6計(jì)算模擬結(jié)果193.2建筑電力負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性193.3計(jì)算結(jié)果分析204.能源供應(yīng)方案與配置224.1常規(guī)模塊化分散供能方案224.2常規(guī)分散集中供能方案234.3常規(guī)區(qū)域供能方案244.4常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案254.5低碳分布式天然氣熱電冷聯(lián)供（冬季低溫直供）方案284.6低碳分布式天然氣熱電冷聯(lián)供（冬季大溫差供熱）方案315.方案評(píng)價(jià)355.1能源供應(yīng)安全性評(píng)價(jià)355.1.1燃?xì)夤?yīng)安全性355.1.2電力供應(yīng)安全性365.2節(jié)能性評(píng)價(jià)375.2.1供熱供冷耗氣量比較375.2.2能源利用率和熱電比385.2.3能源構(gòu)成比例395.3經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)405.3.1靜態(tài)投資回收評(píng)價(jià)435.3.2增量投資回收評(píng)價(jià)445.4環(huán)保性評(píng)價(jià)456.管網(wǎng)規(guī)劃方案457.結(jié)論及建議461. 項(xiàng)目概況1.1 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）地理位置永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）位于海淀區(qū)西北旺鎮(zhèn)，在中關(guān)村科技園區(qū)的西北部，屬中關(guān)村發(fā)展區(qū)海淀園之一，是永豐產(chǎn)業(yè)基地的一部分。沿北清路與規(guī)劃建設(shè)中永豐產(chǎn)業(yè)基地、航天城、生命科學(xué)園等相聯(lián)系，并與已經(jīng)規(guī)劃并建設(shè)的永豐產(chǎn)業(yè)基地互為整體、互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成中關(guān)村科技園區(qū)發(fā)展區(qū)的骨架。園區(qū)所在西部地區(qū)被北京西山連綿起伏的山體環(huán)抱，用地北側(cè)緊鄰聯(lián)系南沙河景區(qū)，具有明顯的山水特征和良好的綠色生態(tài)景觀。圖1-1 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）地理位置如圖1-1所示，永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）包括4-1街區(qū)a、b、c、d、e、f、g、h地塊；4-2街區(qū)k、l地塊和4-3街區(qū)j地塊。規(guī)劃總用地面積約466.2公頃，擬規(guī)劃總建筑面積403.11萬(wàn)m2。a、b、c、d、e、f、g、h、j地塊規(guī)劃四至：北至玉河南路，東至京包快速路，南至北清路，西至永豐西濱河路。k、l地塊規(guī)劃四至：北至永豐南環(huán)路，東至永豐路，南至西六里屯南街，西至l地塊西側(cè)規(guī)劃路。永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）a、b、c、d、e、f、g、h、j地塊規(guī)劃用地南側(cè)和北側(cè)緊鄰城市主干道北清路和城市主干道玉河南路，西側(cè)和東側(cè)分別靠近城市次干道永豐西濱河路和城市快速路京包快速路，用地內(nèi)部有城市主干道永豐路穿過(guò)。周邊用地現(xiàn)狀：北部為南沙河風(fēng)景保護(hù)帶，南部為中關(guān)村永豐園，占地447.59公頃，是集科研、中試、生產(chǎn)、商貿(mào)、技術(shù)、交易、科普于一體的科技園區(qū)，西側(cè)為西玉河的通風(fēng)廊道東側(cè)京為大牛房安置房項(xiàng)目。規(guī)劃區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀用地主要為市政用地、教育用地、村落、農(nóng)田、林地與池塘。永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）k、l地塊規(guī)劃用地北側(cè)和南側(cè)緊鄰城市次干道永豐南環(huán)路和西六里屯南街，西側(cè)和東側(cè)分別靠近城市次干道l地塊西側(cè)規(guī)劃路和城市主干道永豐路。周邊用地現(xiàn)狀：南部為現(xiàn)狀亮甲店村，北部為中關(guān)村永豐園，西側(cè)為六里屯垃圾焚燒廠東側(cè)為六里屯安置房項(xiàng)目。規(guī)劃區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀用地主要為市政用地、村落、農(nóng)田、林地與池塘。1.2 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）規(guī)劃特色永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）是集企業(yè)孵化、新材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)促進(jìn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生活配套服務(wù)于一體的綜合性科技園區(qū)。堅(jiān)持“高端化、規(guī)?；?、集群化”原則，打造集研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、中試、孵化、總部、展示、交易、高端生產(chǎn)為一體的國(guó)際一流材料中心，重點(diǎn)推進(jìn)納米材料、生物醫(yī)用材料、能源環(huán)保材料和航空航天材料四大新材料產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展。1.3 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）用地情況永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）的規(guī)劃總占地面積466.2公頃，規(guī)劃總建筑面積403.11萬(wàn)m2，用地指標(biāo)如表1-1所示。各地塊用地性質(zhì)如圖1-2所示。表1-1 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）用地指標(biāo)區(qū)域占地面積（畝）規(guī)劃范圍總用地466.2公頃規(guī)劃建設(shè)用地308.25公頃擬建總建筑面積403.11萬(wàn)m212容積率總?cè)莘e率1.5建筑密度35%建筑限高建筑控高2445米地塊綠化率35%規(guī)劃范圍總綠化率40%建筑退紅線1530米（包括綠化用地） 圖1-2 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）用地性質(zhì)該次能源規(guī)劃區(qū)域?yàn)閍、b、c、d、e、f、j地塊，總用地面積為342.3公頃，總建筑面積為235.6萬(wàn)m2，其中已有撥地195.0公頃，不在本次能源規(guī)劃范圍內(nèi)，則該次規(guī)劃用地面積為147.3公頃，建筑面積為203.3萬(wàn)m2。用地性質(zhì)和建筑面積如表1-2所示。表1-2 能源規(guī)劃用地性質(zhì)和建筑面積用地性質(zhì)建筑面積（萬(wàn)m2）教育科研用地105.0住宅混合公建用地16.1其它類多功能用地71.3配套教育用地3.5體育用地2.8規(guī)劃待研究用地4.6總計(jì)203.32. 北京永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）能源規(guī)劃原則2.1 北京市能源系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r及主要問(wèn)題隨著gdp和人口總量的增長(zhǎng)，北京市能源消費(fèi)總量快速增長(zhǎng)，如圖2-1所示。2009年的能源消費(fèi)總量為1980年的3.4倍，為2000年的1.6倍。 圖2-1北京能源消耗量、gdp與人口的關(guān)系根據(jù)2010北京能源發(fā)展報(bào)告和北京市統(tǒng)計(jì)年鑒2010，2009年北京市能耗消費(fèi)總量為6570.3萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭2664.7萬(wàn)噸、天然氣69.4億立方米、外調(diào)電512.6億千瓦時(shí)、成品油945.7萬(wàn)噸。由于北京地處北方，供熱和發(fā)電用煤比重較高，2009年供熱及發(fā)電用煤量1248.3萬(wàn)噸，占煤炭消費(fèi)總量的46.8%。近些年，煤炭消費(fèi)占總能源消費(fèi)的比例自2005年開始實(shí)現(xiàn)逐步降低，而天然氣和石油消費(fèi)所占的比例則逐漸增加，如表2-1所示。能源生產(chǎn)量比較穩(wěn)定，內(nèi)部熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電量為242億kwh，占電力總消費(fèi)量的31.8%。表2-1 北京市歷年能源消耗量和生產(chǎn)量分項(xiàng)2000200120022003200420052006200720082009消耗量電 (億kwh)385398436461511567619675708.15758.85天然氣 (億m3)9.615.117.720.925.029.437.340.960.6569.4煤 (萬(wàn)t)216121252042215829423069305629852747.72664.7原油 (萬(wàn)t)755 701 748 727 809 800 796 951 1117 1164.5生產(chǎn)量電 (億kwh)-188.7200.4209.8209.7224.4244.9242煤 (萬(wàn)t)-827.21067.9945.2642.1648.8578.5641.32.1.1 北京市天然氣發(fā)展?fàn)顩r及主要問(wèn)題自從1997 年北京市引入陜甘寧天然氣以來(lái)，北京市天然氣進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例不斷提高。天然氣銷售量從2000年15.06億立方米增至2009年的64.54億立方米，增長(zhǎng)了6.7倍天然氣消費(fèi)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，用戶類型拓展到采暖、制冷、工業(yè)、發(fā)電和天然氣汽車等領(lǐng)域。2008年北京天然氣用氣量55.8億m3中，采暖耗氣量占47%，發(fā)電用氣量占21%，家庭生活銷售量占年銷售量的13%；商業(yè)用戶占9%，工業(yè)占5%，制冷、汽車和其他約4%，如圖2-2所示。由于供熱用戶本身有巨大的季節(jié)不均勻性，而它又占到了北京市年總用氣量的一半以上，因此北京市天然氣的總體用氣量亦呈現(xiàn)明顯的季節(jié)不均勻性，在冬季高峰日占到日負(fù)荷量的75-80%，而夏季燃?xì)庥糜谥评溆脩糨^少，導(dǎo)致冬夏季用氣量峰谷差很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年最大月的月用氣量是最低月的6.07倍，是全年月平均用氣量的2.35倍，高月高日用氣量是低月低日用氣量的11.35倍，如圖2-3和圖2-4所示。從北京市06年-09年用氣量的變化情況來(lái)看，峰谷差日益加大，如圖2-5所示。圖2-2 北京市2008年天然氣用氣結(jié)構(gòu)圖2-3 北京市2008年天然氣逐日用氣量圖2-4北京市2008年天然氣逐月用氣量圖2-5 20062009年北京市日用氣量依據(jù)北京市燃?xì)庀到y(tǒng)的主要特點(diǎn)，北京市燃?xì)庀到y(tǒng)存在的主要問(wèn)題有：（一）燃?xì)鈿庠醇肮芫W(wǎng)設(shè)施供應(yīng)能力和安全保障問(wèn)題繼2004年的“氣荒”之后，2009年北京市再次遭遇了相同的處境。雖然平安度過(guò)困境，但卻是以對(duì)全市4900多個(gè)大型商場(chǎng)、超市、公共建筑、寫字樓和工業(yè)企業(yè)予以限氣，以及對(duì)供暖設(shè)施采取低溫運(yùn)行方式為代價(jià)的。2009年采暖季期間，天然氣高峰小時(shí)流量達(dá)到240萬(wàn)立方米，已接近我市燃?xì)夤芫W(wǎng)門站實(shí)際供應(yīng)能力，調(diào)峰能力嚴(yán)重不足，且全部通過(guò)陜京一、三線輸送，氣源單一。而北京未來(lái)“全面氣化”的燃?xì)獍l(fā)展戰(zhàn)略，更是對(duì)天然氣資源的安全保障問(wèn)題提升到重要地位。（二）燃?xì)庀M(fèi)的峰谷差動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題天然氣用氣量的季節(jié)不均勻性與對(duì)長(zhǎng)輸管線供氣的依賴，給北京市的天然氣發(fā)展帶來(lái)兩方面的問(wèn)題。一是“氣荒”，即冬季極端寒冷天氣下的尖峰用氣量難以滿足，不得不“停氣”，嚴(yán)重影響人民群眾的生產(chǎn)和生活，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失；二是無(wú)論對(duì)于長(zhǎng)輸管線還是市內(nèi)供氣管網(wǎng)，都是按照一年中的最大流量設(shè)計(jì)的，夏季管道輸送能力的閑置是很大的浪費(fèi)。針對(duì)北京市天然氣目前的現(xiàn)狀特點(diǎn)，一方面需要填夏季低谷時(shí)候的用氣，另一方面需要在滿足冬季需求的情況下如何來(lái)削峰，緩解由于采暖負(fù)荷造成的冬季高峰的問(wèn)題；同時(shí)因?yàn)樾枨髠?cè)的不平衡導(dǎo)致供應(yīng)側(cè)就要考慮季節(jié)性調(diào)峰問(wèn)題及安全保障這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。合理優(yōu)化燃?xì)庥脩艚Y(jié)構(gòu)，綜合優(yōu)化冬季供熱、夏季制冷和季節(jié)儲(chǔ)氣調(diào)峰方式等系統(tǒng)供應(yīng)方式，從而降低用氣的不均勻性，以提高管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率。（三）燃?xì)夤峥照{(diào)方式問(wèn)題北京市的天然氣系統(tǒng)所出現(xiàn)的問(wèn)題很大程度上是由于供熱空調(diào)方式所引起的，在保證北京市在用戶逐漸發(fā)展并滿足用戶需求的情況下，北京市應(yīng)采用既能實(shí)現(xiàn)燃?xì)赓Y源的能源梯級(jí)利用，同時(shí)又降低供熱的燃?xì)庀牧康墓嵝履Ｊ交蛳冗M(jìn)技術(shù)。然而，采用能源梯級(jí)利用的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)方式，出現(xiàn)了該方式熱電比低，導(dǎo)致耗氣量和發(fā)電量大以及燃?xì)夥骞炔畲蟮默F(xiàn)狀。而單獨(dú)采用燃?xì)忮仩t來(lái)滿足供熱要求，比燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)方式大為減少消耗天然氣，但不符合能源梯級(jí)利用原則，使得燃?xì)赓Y源得到浪費(fèi)。此外，目前北京市夏季制冷用氣量比例不足2%，其主要原因還是夏季燃?xì)庵评渑c電制冷相比不具有節(jié)能和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)展降低供熱燃?xì)庀牧康母咝茉蠢梅绞?，發(fā)展促進(jìn)夏季用氣方式、實(shí)現(xiàn)高效的制冷技術(shù)，是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。綜上所述，面對(duì)這種形勢(shì)，針對(duì)各類天然氣可能的末端應(yīng)用，從獲取最佳的能源利用率和最大的污染物減排效果出發(fā)，科學(xué)地規(guī)劃天然氣應(yīng)用范圍，把有限的寶貴的天然氣資源用在最適當(dāng)?shù)牡胤?，是?dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)非常重要的任務(wù)。2.1.2 北京市電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及主要問(wèn)題20002009年，北京市總用電量由385億kwh增長(zhǎng)到759億kwh，年平均增長(zhǎng)率為9.7%；整點(diǎn)最大負(fù)荷由6090 mw增長(zhǎng)到13000 mw，年平均增長(zhǎng)率為16.2%，如圖2-6所示。圖2-6北京最大電力負(fù)荷逐年增長(zhǎng)情況2009年北京市電廠總裝機(jī)容量達(dá)到635萬(wàn)千瓦，其中煤電裝機(jī)310萬(wàn)千瓦，燃?xì)庋b機(jī)196萬(wàn)千瓦，抽水蓄能裝機(jī)80萬(wàn)千瓦，水電裝機(jī)25.3萬(wàn)千瓦，風(fēng)電裝機(jī)15萬(wàn)千瓦，余熱發(fā)電裝機(jī)5.1萬(wàn)千瓦。北京電網(wǎng)位于京津唐電網(wǎng)的西部，除承擔(dān)為首都供電的任務(wù)外，還向相鄰的天津、唐山等相鄰的京津唐東部電網(wǎng)、河北省部分地區(qū)轉(zhuǎn)送西電東送電力，在京津唐電網(wǎng)中處于十分重要的地位。依據(jù)北京市電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，北京市電力系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題有：（一）電源及電網(wǎng)設(shè)施供應(yīng)能力和安全保障問(wèn)題目前北京市電源單機(jī)容量?jī)H為1020萬(wàn)千瓦級(jí)別，效率較低、機(jī)組較舊，部分還屬國(guó)家明令淘汰的范疇。北京市發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量約635萬(wàn)千瓦，實(shí)際發(fā)電能力約400萬(wàn)千瓦，本地電源支撐由2000年的40%下降到目前的30%左右，電源及設(shè)施支撐能力明顯不足，直接影響城市供電安全穩(wěn)定。（三）電力消費(fèi)的峰谷差動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題北京市電力高峰負(fù)荷呈大幅增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，電網(wǎng)峰谷差率已接近50%，其中空調(diào)負(fù)荷比重連年上升，已占到高峰負(fù)荷的30%40%左右?？梢?，高峰時(shí)段電力供應(yīng)壓力較大。電網(wǎng)峰谷分時(shí)實(shí)施尖峰、高峰、平段、低谷時(shí)電價(jià)。電力需求側(cè)管理和用戶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，改善電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，提高基礎(chǔ)設(shè)施綜合利用率，是北京市電力系統(tǒng)目前所面臨的主要問(wèn)題之一。2.1.3 北京市供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀及主要問(wèn)題北京市的供熱系統(tǒng)構(gòu)成如圖2-7所示，供熱的主要能源是煤和天然氣。在北京市供熱系統(tǒng)構(gòu)成中，城市熱網(wǎng)的集中熱源能力從2000年的4198 mw，增加到2009年的7449mw（熱電聯(lián)產(chǎn)4377mw，大型調(diào)峰熱源3072mw），城市熱網(wǎng)的集中供熱面積由2000年底的5012萬(wàn)m2增加到2009年的12866萬(wàn)m2，全市城市熱力網(wǎng)集中供熱占21.4%，天然氣等清潔能源供熱占42.6%，燃煤區(qū)域供熱占34.5%，燃油（電）等供熱占1.0%，基本形成了以熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)狻⑷济杭泄釣橹鲗?dǎo)，多種能源、多種供熱方式相結(jié)合的供熱局面。單位：萬(wàn)m2單位：萬(wàn)m2 （a）2004年 （b）2009年圖2-7 北京市供熱系統(tǒng)構(gòu)成然而，目前北京市供熱系統(tǒng)仍存在著的主要問(wèn)題： （一）供熱系統(tǒng)綜合能源利用效率尚需提升熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方式實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，能源利用效率高，扣除調(diào)峰熱源，北京市現(xiàn)狀熱電聯(lián)產(chǎn)供熱面積約8260萬(wàn)m2，占全市供熱比例低。基于現(xiàn)有的供熱技術(shù)和模式，應(yīng)進(jìn)一步分析比較不同供熱方式的能源利用效率，北京市應(yīng)采用合理的供熱新模式或先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，從而綜合提升供熱系統(tǒng)的能源利用效率，解決冬季供熱的民生問(wèn)題。（二）燃?xì)庥糜诠岬馁Y源合理利用、經(jīng)濟(jì)成本和安全保障問(wèn)題日趨突出天然氣用于供熱由2000年5.5億立方米增長(zhǎng)到33億立方米，供熱用氣已占到51%。 如果按照北京“全面氣化”的燃?xì)獍l(fā)展戰(zhàn)略，并且根據(jù)市發(fā)展和改革委員會(huì)制定的能源及燃?xì)庖?guī)劃，“十二五”時(shí)期全市供熱將更加依賴于天然氣。天然氣寶貴資源如何合理利用，“全面氣化”方案對(duì)供熱、燃?xì)庀到y(tǒng)的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本產(chǎn)生怎樣的影響，以及天然氣資源保障問(wèn)題，都成為城市能源系統(tǒng)高效、穩(wěn)定與安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 “十二五”期間，北京市將規(guī)劃四大熱電中心建設(shè)和區(qū)域能源中心建設(shè)。包括東北熱電中心（4臺(tái)350兆瓦燃?xì)鉄犭姍C(jī)組）、東南熱電中心（4臺(tái)350兆瓦燃?xì)鉄犭姍C(jī)組）、西南熱電中心（4臺(tái)350兆瓦燃?xì)鉄犭姍C(jī)組）和西北熱電中心（6臺(tái)350兆瓦燃?xì)鉄犭姍C(jī)組）。為適應(yīng)“十二五”期間本市重點(diǎn)功能區(qū)域發(fā)展需求，結(jié)合區(qū)域周邊燃?xì)狻崃υO(shè)施情況，規(guī)劃新建8個(gè)區(qū)域能源中心，到2015年，本市區(qū)域能源中心累計(jì)達(dá)到10個(gè)（含現(xiàn)狀亦莊和電子城），同時(shí)配置燃?xì)庹{(diào)峰鍋爐。熱電中心及城市熱網(wǎng)、區(qū)域能源中心的空間分布如圖2-8所示。圖2-8 “十二五”期間北京市熱源建設(shè)布局示意圖2.2 能源規(guī)劃原則針對(duì)目前北京市能源利用效率低下、燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)的熱電比低導(dǎo)致的耗氣量和發(fā)電量大以及燃?xì)夂碗娏Ψ骞炔畲蟮默F(xiàn)狀，提出以下能源規(guī)劃原則：（1）節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用。采用天然氣熱電冷聯(lián)供能源系統(tǒng)，并深度開發(fā)利用低品位的可再生能源，提高一次能源的利用效率。（2）提高天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的熱電比。在滿足相同的能源需求下，減少全年天然氣消耗量，尤其是冬天的消耗量；減少系統(tǒng)發(fā)電量，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部消耗的方式減少外送電量，為電網(wǎng)減輕壓力。（3）削減燃?xì)舛姆骞炔詈拖募倦娏Ψ逯?，提高燃?xì)?、電力供?yīng)的安全保障性。3. 冷熱電負(fù)荷需求預(yù)測(cè)在熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，熱電冷負(fù)荷的計(jì)算是熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)配置的基礎(chǔ)，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性將直接影響到聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化配置的結(jié)果。在規(guī)劃階段，一般只能確定該區(qū)域內(nèi)建筑最基本的信息，如建筑的使用功能和相應(yīng)面積等，因而，熱電冷負(fù)荷只能在大量調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)該建筑類型的基本特征，對(duì)最典型的建筑類型進(jìn)行逐時(shí)模擬計(jì)算。在冷熱負(fù)荷確定的過(guò)程中，由于不同類型建筑冷熱負(fù)荷指標(biāo)與負(fù)荷特性的實(shí)際測(cè)量存在較大困難，且受氣象條件所約束，而建筑能耗模擬軟件無(wú)疑是獲得冷熱負(fù)荷特性的最有效的工具，如equest、doe-2、energyplus、esp-r、dest等。本文利用清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系開發(fā)的能耗模擬軟件dest進(jìn)行模擬計(jì)算，選擇多座北京市具有代表性的學(xué)校、科研辦公樓、住宅混合公建、寫字樓、商場(chǎng)、酒店、幼兒園、體育館等建筑進(jìn)行詳細(xì)dest建模模擬，并計(jì)算得到不同用地典型建筑冷熱負(fù)荷需求的逐時(shí)動(dòng)態(tài)特性（8760h）。在電力負(fù)荷確定過(guò)程中，本文依據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心對(duì)不同用地典型建筑電負(fù)荷的分項(xiàng)計(jì)量方法，在對(duì)北京多幢學(xué)校、科研辦公樓、住宅混合公建、寫字樓、商場(chǎng)、酒店、幼兒園、體育館等建筑的分項(xiàng)計(jì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，得到不同用地典型建筑電力負(fù)荷需求的逐時(shí)動(dòng)態(tài)特性（8760h）。3.1 建筑冷熱負(fù)荷動(dòng)態(tài)模擬利用dest-c（公共建筑版）能耗模擬軟件進(jìn)行建模計(jì)算，部分模擬的建筑模型立面圖如圖3-1所示。圖3-1 北京若干典型建筑dest建筑模型3.1.1 北京市氣象特點(diǎn)在dest模擬計(jì)算中采用的逐時(shí)氣象參數(shù)均為北京市標(biāo)準(zhǔn)典型氣象年參數(shù)，其數(shù)據(jù)來(lái)源為中國(guó)氣象局與清華大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集。北京市室外的逐時(shí)干球溫度動(dòng)態(tài)變化見圖3-2。北京最高氣溫為37.03，最低氣溫為-15.15；最熱月的平均溫度為26.38，最冷月的平均溫度為-4.03，冬季采暖室外設(shè)計(jì)溫度為-9，夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度33.2，夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度26.4。圖3-2 北京室外逐時(shí)干球溫度3.1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括外墻、內(nèi)墻、屋頂、外窗等，其參數(shù)按照北京市公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)各建筑的建筑類型設(shè)定。其中甲類建筑為單幢建筑面積大于20000 m2、且全面設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)施的建筑；乙類建筑為單幢建筑面積30020000 m2，或建筑面積雖大于20000m2但不全面設(shè)置空調(diào)設(shè)施的建筑。各類型建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3-1、3-2、3-3所示。表3-1 各類型建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)名稱傳熱系數(shù)（w/m2k）甲類建筑乙類建筑體型系數(shù)0.300.30體型系數(shù)0.40體型系數(shù)0.40外墻0.7880.5920.4990.449屋頂0.5950.5420.4490.398內(nèi)墻1.4911.4911.4911.491表3-2 甲類建筑外窗熱工參數(shù)外窗類型傳熱系數(shù)kc（w/m2k）遮陽(yáng)系數(shù)sc窗墻面積比0.303.000.670.30窗墻面積比0.402.700.650.40窗墻面積比0.502.400.550.50窗墻面積比0.702.200.45表3-3 乙類建筑外窗熱工參數(shù)外窗類型體型系數(shù) 0.30體型系數(shù) 0.30傳熱系數(shù)kc（w/m2k）遮陽(yáng)系數(shù)sc傳熱系數(shù)kc（w/m2k）遮陽(yáng)系數(shù)sc窗墻面積比0.203.000.672.800.670.20窗墻面積比0.303.000.672.500.670.30窗墻面積比0.402.700.702.300.700.40窗墻面積比0.502.300.602.000.600.50窗墻面積比0.702.000.501.800.503.1.3 各功能房間熱擾設(shè)定同類建筑中相同功能的房間內(nèi)擾情況設(shè)定為一致。各類房間室內(nèi)發(fā)熱量產(chǎn)熱指標(biāo)大小如表3-4所示。表3-4室內(nèi)熱擾參數(shù)房間類型人員密度（人/m2）人均發(fā)熱量（w）人均產(chǎn)濕量（kg/h）照明功率（w/m2）設(shè)備功率（w/m2）電腦機(jī)房0.1810.151030會(huì)議室0.3630.065150門廳0.1640.084200普通辦公室0.1640.0841020衛(wèi)生間0.1610.109100走廊0.05580.084503.1.4 通風(fēng)設(shè)定關(guān)于滲透風(fēng)的設(shè)定，外層房間加入通風(fēng)換氣次數(shù)。在空調(diào)開啟時(shí)通風(fēng)換氣次數(shù)為0，空調(diào)關(guān)閉時(shí)通風(fēng)換氣次數(shù)為0.5。各房間人員新風(fēng)量設(shè)定參見“室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)”部分。3.1.5 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)包括房間空調(diào)設(shè)定溫度和濕度范圍、空調(diào)運(yùn)行方式及人員新風(fēng)量等。同類建筑中相同功能的房間設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定為一致。各功能房間室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)表3-5所示。表3-5房間設(shè)計(jì)參數(shù)房間類型夏季冬季新風(fēng)量(m3/h人)溫度()相對(duì)濕度(%)溫度()相對(duì)濕度(%)電腦機(jī)房21-255520會(huì)議室24-265030門廳18-285520普通辦公室24-265030衛(wèi)生間20-285520走廊20-2855203.1.6 計(jì)算模擬結(jié)果通過(guò)對(duì)各類典型建筑進(jìn)行全年逐時(shí)的建筑熱環(huán)境模擬分析，計(jì)算得到永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）的全年冷熱負(fù)荷模擬結(jié)果，如圖3-3所示。圖3-3北京永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）的冷熱負(fù)荷需求動(dòng)態(tài)特性3.2 建筑電力負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性電力負(fù)荷是扣除了冷機(jī)電耗的建筑辦公設(shè)備、照明和空調(diào)輸配能耗等其它所有電耗之和。依據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心對(duì)北京市具有代表性的學(xué)校、科研辦公樓、住宅混合公建、寫字樓、商場(chǎng)、酒店、幼兒園、體育館等建筑的分項(xiàng)計(jì)量方法，得到永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）的全年電負(fù)荷模擬結(jié)果（8760h），如圖3-4所示。圖3-4 北京永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）的電力負(fù)荷需求動(dòng)態(tài)特性（不包括冷機(jī)）3.3 計(jì)算結(jié)果分析本次能源規(guī)劃區(qū)域的用地性質(zhì)主要包括教育科研用地、住宅混合公建用地、其它類多功能用地、配套教育用地、體育用地和規(guī)劃待研究用地，各用地的負(fù)荷指標(biāo)取值見表3-6。綜合整個(gè)永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）用地，其平均負(fù)荷指標(biāo)和設(shè)計(jì)負(fù)荷見表3-7。平均熱負(fù)荷指標(biāo)為45.5w/m2，平均冷負(fù)荷指標(biāo)為75.7w/m2，平均電負(fù)荷指標(biāo)為18.8w/m2，則設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為92518kw，設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為153964kw，設(shè)計(jì)電負(fù)荷為38316kw。年冬季熱需求總量為44.4萬(wàn)gj，夏季冷需求總量為42.6萬(wàn)gj，全年電需求總量為43.2萬(wàn)gj（不包括冷機(jī)）。其動(dòng)態(tài)負(fù)荷特性見圖3-5。表3-6 不同用地性質(zhì)負(fù)荷指標(biāo)取值用地性質(zhì)教育科研用地住宅混合公建用地其它類多功能用地配套教育用地體育用地規(guī)劃待研究用地?zé)嶝?fù)荷指標(biāo)454550507050冷負(fù)荷指標(biāo)8080808010080電負(fù)荷指標(biāo)152225151825表3-7 平均負(fù)荷指標(biāo)和設(shè)計(jì)負(fù)荷項(xiàng)目數(shù)值設(shè)計(jì)熱負(fù)荷(kw)92518設(shè)計(jì)冷負(fù)荷(kw)153964設(shè)計(jì)電負(fù)荷(kw)38316平均熱負(fù)荷指標(biāo)(w/m2)45.5平均冷負(fù)荷指標(biāo)(w/m2)75.7平均電負(fù)荷指標(biāo)(w/m2)18.8熱負(fù)荷需求總量(萬(wàn)gj)44.4冷負(fù)荷需求總量(萬(wàn)gj)42.6電負(fù)荷需求總量(萬(wàn)gj)43.2圖3-5 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）冷熱電負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性4. 能源供應(yīng)方案與配置根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的負(fù)荷預(yù)測(cè)，選取六種能源供應(yīng)方案進(jìn)行比選，具體方案如下。4.1 常規(guī)模塊化分散供能方案方案一：常規(guī)模塊化分散供能方案。冬季利用分散燃?xì)忮仩t承擔(dān)熱負(fù)荷，夏季利用分散電制冷機(jī)承擔(dān)冷負(fù)荷，電負(fù)荷由城市電網(wǎng)承擔(dān)，示意圖如圖4-1所示。圖4-1方案一示意圖模塊化分散供能是指一個(gè)建筑采用一個(gè)能源站的模塊化供能方式。特點(diǎn)是無(wú)外網(wǎng)，無(wú)外網(wǎng)散熱損失，動(dòng)力耗能少，但燃?xì)忮仩t數(shù)量多，不易管理和維修。常規(guī)模塊化分散供能方案的系統(tǒng)流程圖如圖4-2所示，其中，冬季燃?xì)忮仩t效率按90%考慮，夏季電制冷機(jī)cop按5考慮。圖4-2方案一流程圖根據(jù)負(fù)荷模擬結(jié)果，并考慮一定的富裕度，增加能源供應(yīng)的安全性，常規(guī)分散供能方案的設(shè)備配置如表4-1所示：表4-1 方案一主要配置設(shè)備配置設(shè)備容量燃?xì)忮仩t342.8mw電制冷機(jī)702.2mw4.2 常規(guī)分散集中供能方案方案二：常規(guī)分散集中供能方案。冬季利用分散集中燃?xì)忮仩t承擔(dān)熱負(fù)荷，夏季利用分散電制冷機(jī)承擔(dān)冷負(fù)荷，電負(fù)荷由城市電網(wǎng)承擔(dān)，示意圖如圖4-3所示。分散集中供能是指多個(gè)相鄰的使用性質(zhì)相同的建筑使用一個(gè)能源站的分散供能方式。特點(diǎn)是供能半徑小，冷熱水通過(guò)一次網(wǎng)直供，外網(wǎng)規(guī)模小，散熱損失和動(dòng)力耗能小，易克服水力失調(diào)。常規(guī)分散集中供能方案的系統(tǒng)流程圖如圖4-4所示。冬季燃?xì)忮仩t效率按90%考慮，由于有一次熱網(wǎng)，但供熱半徑較小，考慮5%的外網(wǎng)散熱損失；夏季電制冷機(jī)cop按5考慮，分散放置。圖4-3方案二示意圖圖4-4方案二流程圖根據(jù)負(fù)荷模擬結(jié)果，并考慮一定的富裕度，增加能源供應(yīng)的安全性，常規(guī)分散供能方案的設(shè)備配置如表4-2所示：表4-2 方案二主要配置設(shè)備配置設(shè)備容量燃?xì)忮仩t352.8mw電制冷機(jī)702.2mw4.3 常規(guī)區(qū)域供能方案方案三：常規(guī)區(qū)域供能方案。冬季利用區(qū)域燃?xì)忮仩t集中承擔(dān)熱負(fù)荷，夏季利用分散電制冷機(jī)承擔(dān)冷負(fù)荷，電負(fù)荷由城市電網(wǎng)承擔(dān)，示意圖如圖4-5所示。圖4-5方案三示意圖該方案與常規(guī)分散供能方案相比，鍋爐投資較省，便于集中管理和維修，但外網(wǎng)投資大，外網(wǎng)和熱力站散熱損失大，輸送動(dòng)力消耗大，易造成水力失調(diào)。系統(tǒng)流程圖如圖4-6所示。冬季燃?xì)忮仩t效率仍按90%考慮，外網(wǎng)規(guī)模大，供熱半徑大，考慮10%的外網(wǎng)和熱力站散熱損失，夏季電制冷機(jī)cop仍按5考慮，分散放置。圖4-6方案三流程圖根據(jù)負(fù)荷模擬結(jié)果，并考慮一定的富裕度，增加能源供應(yīng)的安全性，常規(guī)區(qū)域供能方案的設(shè)備配置如表4-3所示：表4-3 方案三主要配置設(shè)備配置設(shè)備容量燃?xì)忮仩t372.8mw電制冷機(jī)702.2mw4.4 常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案方案四：常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案，示意圖如圖4-7所示。冬季燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電后的高溫?zé)煔夂透邷乩鋮s水余熱通過(guò)換熱器與熱網(wǎng)水換熱后供出，承擔(dān)基本熱負(fù)荷，剩余熱負(fù)荷由調(diào)峰燃?xì)忮仩t承擔(dān)；夏季利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電后的高溫?zé)煔夂透邷乩鋮s水余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)承擔(dān)基本冷負(fù)荷，剩余冷負(fù)荷由電制冷機(jī)承擔(dān)；電負(fù)荷由城市電網(wǎng)承擔(dān)，天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電直接上網(wǎng)或并網(wǎng)。圖4-7方案四示意圖燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供系統(tǒng)，是一種建立在能源梯級(jí)利用概念基礎(chǔ)上，將供熱、制冷及發(fā)電過(guò)程一體化的能源綜合利用系統(tǒng)?；驹硎牵菏紫壤萌?xì)獾母咂肺粺崮茉谠瓌?dòng)機(jī)中做功發(fā)電，再利用原動(dòng)機(jī)發(fā)電所產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行供熱或驅(qū)動(dòng)吸收機(jī)制冷。常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案冬夏季系統(tǒng)流程圖如圖4-8所示。 （a）冬季流程圖（b）夏季流程圖圖4-8方案四流程圖常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案的能流圖如圖4-7所示： （a）冬季能流圖（b）夏季能流圖圖4-9方案四能流圖由上圖可以看出，常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用，對(duì)于提高能源利用效率、改善冬夏燃?xì)夥骞炔罴半娏Ψ骞炔罹哂蟹e極的意義。根據(jù)負(fù)荷模擬結(jié)果，并考慮一定的富裕程度，常規(guī)分布式天然氣熱電冷聯(lián)供方案的設(shè)備配置如表4-4所示。該方案能源中心占地約2萬(wàn)m2。表4-4方案四主要配置設(shè)備配置設(shè)備容量燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)94mw吸收機(jī)制冷機(jī)74.2mw 燃?xì)忮仩t320mw電動(dòng)制冷機(jī)502.5mw由于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作為燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)，其性能參數(shù)非常重要，因此將燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)主要參數(shù)列于下表。表4-5內(nèi)燃機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目數(shù)值入口天然氣流量（nm3/h)974總輸入熱量（mw)6.03過(guò)量空氣系數(shù)1.81發(fā)電量（mw)4.04發(fā)電效率43.6%煙氣溫度（）390中冷水第一段熱量（kw）1059高溫缸套水熱量（kw）657油冷水熱量（kw）370中冷水第三段熱量（kw）2784.5 低碳分布式天然氣熱電冷聯(lián)供（冬季低溫直供）方案方案五：低碳分布式天然氣熱電冷聯(lián)供（冬季低溫直供）方案，示意圖如圖4-11所示。冬季在能源中心內(nèi)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電后的高溫?zé)煔夂透邷乩鋮s水驅(qū)動(dòng)煙氣吸收式余熱回收機(jī)組回收煙氣余熱（降至30左右）并提取低品位的淺層地?zé)峁幔瑫r(shí)設(shè)置河水源熱泵和電動(dòng)熱泵，與煙氣吸收式余熱回收機(jī)組一起承擔(dān)基本熱負(fù)荷，剩余熱負(fù)荷由末端能源站的直燃吸收式熱泵承擔(dān)，同時(shí)進(jìn)一步提取淺層地?zé)?。夏季利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電后的高溫?zé)煔夂透邷乩鋮s水驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)并與能源中心內(nèi)的電制冷機(jī)一起承擔(dān)基本冷負(fù)荷，剩余冷負(fù)荷由末端能源站的直燃吸收式制冷機(jī)和分散電制冷機(jī)承擔(dān)。電負(fù)荷由城市電網(wǎng)承擔(dān)，天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電一部分由能源中心內(nèi)的河水源熱泵和電動(dòng)熱泵以及循環(huán)泵等消耗，剩余電量與城市電網(wǎng)并網(wǎng)或直接上網(wǎng)。 圖4-11方案五示意圖該方案能夠深度回收煙氣余熱，使排煙溫度降至10左右，同時(shí)在能源中心和熱力站充分提取低品位的淺層地?zé)岷秃铀疅?，采用低溫直供的方式送出熱量，能夠大大提高能源利用效率，減少冬季耗燃?xì)饬亢腿贻敵鲭娏?。低碳分布式天然氣熱電冷?lián)供（冬季低溫直供）方案分成三部分：能源中心、熱力站和分散地源熱泵。與方案四相比，該方案具有以下技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：（1） 冬季熱網(wǎng)采用低溫直供；（2） 深度回收煙氣余熱，排煙溫度降至10左右，避免了煙囪冒白煙；（3） 能源中心內(nèi)充分提取低溫地?zé)?，挖掘了可再生能源的利用潛力，同時(shí)減少耗氣量；（4） 能源中心內(nèi)設(shè)置電動(dòng)熱泵來(lái)消耗機(jī)組發(fā)電量，減少系統(tǒng)上網(wǎng)發(fā)電量；（5） 末端調(diào)峰與低溫地?zé)嵯嘟Y(jié)合，進(jìn)一步提高能源利用效率，減少耗氣量。該方案的冬夏季流程圖如圖4-9所示，其能流圖如圖4-10所示。（a）冬季流程圖 （b）夏季流程圖圖4-12方案五流程圖（a）冬季能流圖（b）夏季能流圖圖4-13方案五能流圖從上圖可以看出，與方案四相比，該方案由于深度回收了煙氣余熱，并且與可再生能源相結(jié)合，提高了能源利用效率。根據(jù)負(fù)荷模擬結(jié)果，其設(shè)備配置如下表所示。該方案能源中心需要埋管約2500根，熱力站需要埋管約4400根，分散地源熱泵需埋管約1600根，能源中心占地約2萬(wàn)m2，地埋管占地共約21萬(wàn)m2。表4-6方案五主要配置設(shè)備配置設(shè)備容量燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)64.0mw煙氣余熱回收機(jī)組冷量45.0mw電壓縮熱泵冷量12.6mw直燃吸收式熱泵冷量141.3mw地源熱泵冷量23.2mw電制冷機(jī)412.5mw，23.5mw4.6 低碳分布式天然氣熱電冷聯(lián)供（冬季大溫差供熱）方案方案六：低碳分布式天然氣熱電冷聯(lián)供（冬季大溫差供熱）方案，示意圖如圖4-14所示。該方案冬季采用間接供熱的方式。在能源中心內(nèi)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電后的高溫?zé)煔怛?qū)動(dòng)煙氣吸收式余熱回收機(jī)組回收煙氣余熱（降至40左右）供熱，同時(shí)設(shè)置河水源熱泵和電動(dòng)熱泵，與煙氣吸收式余熱回收機(jī)組一起承擔(dān)基本熱負(fù)荷，剩余熱負(fù)荷由熱力站處的直燃吸收式換熱機(jī)組承擔(dān)。夏季利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電后的高溫?zé)煔怛?qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)并與能源中心內(nèi)的電制冷機(jī)一起承擔(dān)基本冷負(fù)荷，剩余冷負(fù)荷由熱力站的直燃吸收式制冷機(jī)和分散電制冷機(jī)承擔(dān)。電負(fù)荷由城市電網(wǎng)承擔(dān)，天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)電一部分由能源中心內(nèi)的河水源熱泵和電動(dòng)熱泵以及循環(huán)泵等消耗，剩余電量與城市電網(wǎng)并網(wǎng)或直接上網(wǎng)。圖4-14方案六示意圖該方案一次網(wǎng)采用大溫差供熱，通過(guò)熱力站處的吸收式換熱機(jī)組使熱網(wǎng)回水溫度降至10左右來(lái)回收煙氣余熱，并通過(guò)電動(dòng)熱泵最終使排煙溫度降至10，同時(shí)在能源中心提取河水熱，在熱力站提取淺層地?zé)?，可以提高能源利用效率，減少冬季耗燃?xì)饬亢腿贻敵鲭娏?。低碳分布式天然氣熱電冷?lián)供（冬季大溫差供熱）方案也分成三部分：能源中心、熱力站和分散地源熱泵。與方案四相比，該方案具有以下技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：（1） 冬季熱網(wǎng)采用間接連接，一次網(wǎng)采用大溫差供熱，熱網(wǎng)供回水溫度為90/10。（2） 深度回收煙氣余熱，排煙溫度降至10左右，避免了煙囪冒白煙；（3） 能源中心內(nèi)設(shè)置電動(dòng)熱泵來(lái)消耗機(jī)組發(fā)電量，減少系統(tǒng)上網(wǎng)發(fā)電量；（4） 熱力站吸收式換熱機(jī)組與低溫地?zé)嵯嘟Y(jié)合，進(jìn)一步提高能源利用效率，減少耗氣量。與方案四相比，該方案冬季采用了間接供熱方式，通過(guò)熱力站處的吸收式換熱機(jī)組使一次網(wǎng)回水溫度降至10左右，實(shí)現(xiàn)了大溫差供熱，提高了管網(wǎng)的輸送能力，降低了管網(wǎng)投資和輸送能耗。該方案的冬夏季流程圖如圖4-15所示，其能流圖如圖4-16所示。與方案四相比，該方案也顯著提高了能源利用效率，但由于可再生能源所占比例較低，節(jié)能性低于方案五。（a）冬季流程圖（b）夏季流程圖圖4-15方案六流程圖（a）冬季能流圖（b）夏季能流圖圖4-16方案六能流圖根據(jù)負(fù)荷模擬結(jié)果，其設(shè)備配置如下表所示。該方案需要地埋管約3100根，能源中心占地約2萬(wàn)m2，地埋管占地約8萬(wàn)m2。表4-7方案六主要配置設(shè)備配置設(shè)備容量燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)64.0mw煙氣余熱回收機(jī)組冷量23.5mw電壓縮式熱泵冷量11.1mw吸收式換熱機(jī)組冷量141.9mw地源熱泵冷量23.2mw電制冷機(jī)432.5mw，23.5mw5. 方案評(píng)價(jià)本能源規(guī)劃共提出六種能源供應(yīng)方案，以上對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并給出了方案的配置，下面將從能源供應(yīng)安全性、節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等角度對(duì)各方案進(jìn)行對(duì)比分析和評(píng)價(jià)，以選出最佳能源供應(yīng)方案。5.1 能源供應(yīng)安全性評(píng)價(jià)5.1.1 燃?xì)夤?yīng)安全性圖5-1給出了方案四至方案六的逐月耗燃?xì)饬勘容^，由于方案一至方案三夏季不耗氣，對(duì)燃?xì)舛姆骞炔顭o(wú)削弱作用，逐月耗燃?xì)饬坎挥杞o出。從圖中可以看出，三聯(lián)供方案冬夏都消耗燃?xì)?，具有削減燃?xì)舛姆骞炔畹淖饔?，但方案四的冬季耗氣量大，與夏季的燃?xì)夥逯挡钪等暂^大，削減冬夏峰谷差的作用不明顯；而方案五和方案六的冬季耗氣量小，冬夏峰值差別小，對(duì)于平衡燃?xì)舛睦?，提高燃?xì)夤芫W(wǎng)利用率等具有顯著效果。圖5-1 不同方案逐月耗燃?xì)饬勘容^圖5-2給出了不同方案的全年總耗氣量比較。顯然，常規(guī)的供能方案全年耗氣量小，而對(duì)于分布式的熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，從圖中可以明顯看出，方案五在滿足相同的能源需求前提下冬季耗氣量最少，且全年耗氣總量也最少，相對(duì)于常規(guī)三聯(lián)供方案四，方案五和方案六的冬季耗氣量分別減少了52%和40%，全年總耗氣量分別減少了44%和31%。圖5-2 不同方案全年總耗氣量比較綜上可以得出，方案五在燃?xì)夤?yīng)方面具有較大優(yōu)勢(shì)，較大程度的保障了燃?xì)夤?yīng)安全性。5.1.2 電力供應(yīng)安全性圖5-3為不同方案的全年上網(wǎng)發(fā)電量比較，可以看出，與方案四相比，方案五和方案六在滿足相同的能源需求情況下，顯著減少了全年發(fā)電量，全年凈輸出電量分別減少了43%和28%，為北京市政府減輕財(cái)政壓力。圖5-4為不同方案的冬夏電力峰值比較?？梢钥闯?，三聯(lián)供方案均削減了夏季電力峰值，圖中顯示方案四對(duì)于削減電力峰值的作用明顯，但從圖5-3中可以看出，方案四是在發(fā)電量很大的前提下起到較好的削減峰值作用，且冬夏電力峰谷差仍然較大，而方案五和方案六在發(fā)電量較小的情況下較好的起到了平衡冬夏電力消耗的效果。其中，方案五在電力供應(yīng)方面具有較大優(yōu)勢(shì)，全年發(fā)電量小且削減夏季電力峰值作用明顯，較大程度的保障了電力供應(yīng)安全性。圖5-3 不同方案全年上網(wǎng)發(fā)電量比較圖5-4不同方案冬夏電力峰值比較5.2 節(jié)能性評(píng)價(jià)5.2.1 供熱供冷耗氣量比較供熱供冷耗氣量計(jì)算公式為：式中 系統(tǒng)供熱供冷等效耗燃?xì)饬?，萬(wàn)nm3； 系統(tǒng)冬季總耗燃?xì)饬?，萬(wàn)nm3；系統(tǒng)夏季總耗燃?xì)饬?，萬(wàn)nm3；系統(tǒng)冬季凈輸出電量，萬(wàn)kwh；系統(tǒng)夏季凈輸出電量，萬(wàn)kwh。以上計(jì)算公式是為了比較不同方案的節(jié)能性，將系統(tǒng)的能源輸入輸出全部折算成一次能源天然氣。圖5-5為不同方案供熱供冷耗氣量比較?？梢钥闯?，方案五的全年耗燃?xì)饬孔钌?，?jié)能性最好。經(jīng)計(jì)算，相對(duì)于方案一，方案四、方案五和方案六全年供熱供冷節(jié)能分別為32%、50%和41%，其中冬季供熱節(jié)能分別達(dá)到51%、76%和61%以上； 夏季供冷節(jié)能分別為-6%、-2%和-13%。圖5-5不同方案供熱供冷耗氣量比較5.2.2 能源利用率和熱電比不同方案的能源利用率和熱電比如表5-1所示?？梢钥闯觯桨肝宓娜昃C合能源利用率明顯高于其它方案，并且與方案三相比，熱電比提高了近2倍。表5-1 全年能源利用效率和熱電比項(xiàng)目方案一方案二方案三方案四方案五方案六冬季供熱效率90%85.5%81%46.1%91.8%73.7%發(fā)電效率37.1%37.3%37.3%熱電比1.242.461.98夏季供冷效率250%250%250%65.4%85.3%69.4%發(fā)電效率34.8%30.2%31.9%全年綜合能源利用率340%336%331%434%477%452%表5-2給出了聯(lián)供系統(tǒng)的年平均能源綜合利用效率，該數(shù)據(jù)僅僅表明聯(lián)供系統(tǒng)本身的能源利用效率，可以看出，方案五仍然是效率最高的，這主要是由于方案五在能源中心內(nèi)不僅深度回收了煙氣余熱，還充分提取了淺層地?zé)?，大大?jié)約了一次能源消耗。表5-2 聯(lián)供系統(tǒng)年平均能源綜合利用效率項(xiàng)目方案一方案二方案三方案四方案五方案六年平均能源綜合利用率73.3%101.8%79.3%5.2.3 能源構(gòu)成比例供熱能源構(gòu)成比例如圖5-6所示。方案一至方案三為單一燃?xì)忮仩t供熱方式，能源構(gòu)成比例不予列出；方案四的燃?xì)庹{(diào)峰比例較大，基本負(fù)荷均由三聯(lián)供系統(tǒng)承擔(dān)，方案五和方案六均提取了淺層地?zé)?，并且深度回收了煙氣余熱，與三聯(lián)供系