大學城建設成功案例看區(qū)域分布式能源建設的意義-蒙奇解析課件

華南理工大學城市可持續(xù)發(fā)展研究中心2011-10由廣州大學城建設成功案例看區(qū)域分布式能源建設的意義蒙琦華南理工大學城市可持續(xù)發(fā)展研究中心由廣州大學城建設成功案例看一、廣州大學城區(qū)域分布式能源系統(tǒng)及運行機制和整體效果二、進一步認識區(qū)域分布式能源在建設低碳城市中的地位和作用三、對當前區(qū)域分布式能源發(fā)展面臨的困境的思考目錄目錄

一、廣州大學城區(qū)域分布式能源系統(tǒng)及運行機制和整體效果注：該項目獲得了2006年國家人居環(huán)境范例獎，十大建筑科技成果獎和2010年廣東省科學技術一等獎注：該項目獲總用地面積約為18平方公里入駐10所高校，20萬名大學生規(guī)劃人口規(guī)模30萬廣州大學城總平面圖總用地面積約為18平方公里廣州大學城總平面圖廣州大學城以節(jié)能、環(huán)保、高效為出發(fā)點，確立了區(qū)域能源集約高效綜合利用的建設目標，率先在全國編制了大型城市級拓展新區(qū)的區(qū)域能源規(guī)劃《廣州大學城能源規(guī)劃》。（一）區(qū)域分布式能源系統(tǒng)由分布式能源站、區(qū)域集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)三部分組成。廣州大學城以節(jié)能、環(huán)保、高效為出發(fā)點，確立了區(qū)域能源集約高效大學城建設成功案例看區(qū)域分布式能源建設的意義---蒙奇解析課件分布式能源站裝機容量：2X78MW燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組天然氣冷熱電聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)燃氣能量的38%先經(jīng)過燃氣輪機生產(chǎn)電力，通過110KV電網(wǎng)接入島內(nèi)變電站，利用燃機煙氣和余熱鍋爐為其產(chǎn)生130℃高溫熱媒水，用來作為集中供應生活熱水系統(tǒng)的熱源，或者作為吸收式熱水溴化鋰機組制冷用的熱源，實現(xiàn)冷熱電三聯(lián)供。分布式能源站裝機容量：2X78MW燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組區(qū)域集中供冷系統(tǒng)區(qū)域供冷由冷站、冷冰水輸送管網(wǎng)和末端換熱間三個子系統(tǒng)組成，通過用戶需求及環(huán)境運行參數(shù)和工況組合，對系統(tǒng)進行優(yōu)化，該系統(tǒng)的整體能效正在不斷提高。

裝機容量：約11萬冷噸、4個冷站

供冷建筑面積：約為350萬平方米

冰蓄冷系統(tǒng)：總蓄冰量28260RTH、水泵采用變頻技術區(qū)域集中供冷系統(tǒng)區(qū)域供冷由冷站、冷冰水輸送管網(wǎng)和末端換熱間三集中供熱系統(tǒng)基于冷熱電聯(lián)產(chǎn)的余熱利用制備生活熱水技術，集中供應大學城20萬人的生活熱水。集中生活熱水系統(tǒng)由熱水制備站，一次熱水主干網(wǎng)，分散熱力（加壓）站，二次熱水管網(wǎng)和單體熱水系統(tǒng)組成，為開式循環(huán)系統(tǒng)。

供水溫度：不低于60°C

熱水供應量：

15380m3/月，344萬m3/年

最高日供熱水負荷：

3229.8GJ

年供熱負荷：

444,450GJ

水源：市政高質(zhì)水集中供熱系統(tǒng)基于冷熱電聯(lián)產(chǎn)的余熱利用制備生活熱水技術，集中供電壓縮制冷供電1Mpa蒸汽吸收制冷廣州大學城燃氣冷熱電三聯(lián)供能源系統(tǒng)流程圖電壓縮制冷供電1Mpa蒸汽吸收制冷廣州大學城燃氣冷熱電三聯(lián)供（二）建筑節(jié)能建設規(guī)模：單體建筑500多棟

總建筑面積530多萬平方米建筑節(jié)能率：達到總體節(jié)能65%編制文件：《廣州地區(qū)高校新校區(qū)建筑節(jié)能設計標準》《廣州大學城建筑節(jié)能設計指南》將節(jié)能設計納入設計審查范圍（二）建筑節(jié)能2003.06欲通過公開招標征集投資商，失敗2003.08成立廣州大學城能源公司2005.09建成區(qū)域集中供冷和集中供熱水系統(tǒng)2006.06廣東省人民政府正式制定下發(fā)《廣州大學城分布能源站供電改革試點方案》2007.12廣州大學城能源公司與中國華電新能源公司合資成立“廣州大學城華電新能源公司”2009能源站建成發(fā)電上網(wǎng)，熱水通過原有系統(tǒng)接入供應大學城2010.07電網(wǎng)公司給與大學城0.3元/kwh的低谷電價，冰蓄冷系統(tǒng)啟用夜間制冷，并以較低價格供應學校，供冷市場進一步拓展。廣州大學城分布式能源系統(tǒng)發(fā)展歷程2003.06欲通過公開招標征集投資商，失敗廣州大學城分布式總投資：大學城能源站8.6億

區(qū)域供冷供熱10億預計能源站可在7-8年內(nèi)收回投資區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)目前實際負荷與設計負荷仍有較大差距，回收期有待進一步測算，但總體運行狀況良好。投資運營情況總投資：大學城能源站8.6億投資運營情況1制冷總裝機容量大約節(jié)省45%-50%電力裝機節(jié)省50MW，減少電力裝機容量120MW節(jié)省投資達8.6億元2能源利用率已接近80%總能耗降低25%，年節(jié)電1.29億度3減排CO224萬t/a,SO26000t/a，NOX排放比常規(guī)燃煤電廠減少80%，比燃氣電廠國家標準減少36%極大地降低了噪聲污染整體效益1制冷總裝機容量大約節(jié)省45%-50%2能源利用率已接近80

二、進一步認識區(qū)域分布式能源在建設低碳城市中的地位和作用

（一）發(fā)展區(qū)域分布式能源是我國城市化進程向縱深推進的必然要求前30年，我國以工業(yè)化發(fā)展推動的城市化發(fā)展的重心是以沿海和中心城市或城市群快速拓展為特征。當前，我國快速城市化進程已轉(zhuǎn)入向二、三線城市拓展和鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設的更大縱深。由點、線發(fā)展轉(zhuǎn)入遍及大江南北全面發(fā)展階段。（一）發(fā)展區(qū)域分布式能源是我國城市化進程向縱深推進的必然要求新一輪城市化推進的特點1規(guī)模大范圍廣

各類城市拓展新區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設范圍少則幾平方公里，多則幾十平方公里甚至上百平方公里范圍除遍及全國大中小城市外，一些先期發(fā)展的中心城市已開始向周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)改造發(fā)展。如：廣東名村名鎮(zhèn)建設、成都6年內(nèi)打造100個特色小鎮(zhèn)計劃等、中國有約3000個縣級城區(qū)、40000個鄉(xiāng)級行政區(qū)劃，蔚為壯觀新一輪城市化推進的特點1各類城市拓展新區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃2空間功能空間形態(tài)更加集聚和集約、功能形態(tài)更加復合和多元“產(chǎn)城融合、職居一體”成都天府新城（高新技術開發(fā)區(qū)）、成都大源商務商業(yè)核心區(qū)、廣州知識城、株洲職教城等新一輪城市化推進的特點成都大源商務商業(yè)核心區(qū)2空間形態(tài)更加集聚和集約、功能形態(tài)更加復合和多元新一輪城3注重生態(tài)環(huán)保與節(jié)能引入新概念和新技術方法，開展各類相關的專題研究和專項規(guī)劃缺乏系統(tǒng)的解決方案，不成體系，產(chǎn)生不了整體規(guī)模效益新一輪城市化推進的特點3注重生態(tài)環(huán)保與節(jié)能新一輪城市化推進的特點資源層面統(tǒng)籌集約，分層分級優(yōu)化配置，實現(xiàn)各類公共資源的高度共享空間和功能形態(tài)充分集聚、復合多元，建設新型復合城市城市運行體系構建以節(jié)能、環(huán)保、高效為核心的新型運行系統(tǒng)，其中重點是能源、信息、交通和環(huán)保運行系統(tǒng)。尋求突破路徑——

以大型城市級新區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)這一中觀層面為切入點尋求突破路徑——重視接收端節(jié)能：強化建筑節(jié)能和其他末端設備設施的節(jié)能。忽視輸出端節(jié)能：作為終端能源產(chǎn)品的供給系統(tǒng)或輸出端，能源供應體系的改進優(yōu)化，實現(xiàn)從源頭和體系上的整體節(jié)能減排往往沒有被城市建設決策者重視，或者說還沒有找到有效的解決方案。目前我國城市建設領域節(jié)能減排存在的問題目前我國城市建設領域節(jié)能減排存在的問題能源利用效率低、環(huán)境污染大、遠距離輸送損耗大量能量總體投資運行成本高居不下以大型煤電廠和大電網(wǎng)長距離輸送電能的供應模式特點能源站規(guī)模相對不大，可以建在城市負荷中心一次電源發(fā)電后產(chǎn)生的余熱煙氣得到了高效的梯度循環(huán)利用能源利用率可達80%以上碳排放僅為傳統(tǒng)能源方式的1/4區(qū)域分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)能源利用效率低、環(huán)境污染大、遠距離輸送損耗大量能量能源站規(guī)模結合高度集約集聚和復合多元的城市新區(qū)、園區(qū)的規(guī)劃，可以實現(xiàn)不同能源負荷需求與空間分布合理匹配，能源的利用率可以達到90%，整體運行效益將進一步提高，完全可以達到節(jié)能減排和經(jīng)濟效益雙優(yōu)的目標。就城市新區(qū)而言，分布式能源系統(tǒng)實際上是在本區(qū)域內(nèi)整體上找到了解決能源和碳排放的輸出端的節(jié)能減排最根本和最有效的方式。就城市新區(qū)而言，分布式能源系統(tǒng)實際上是在本區(qū)域內(nèi)整體上找到了若在城市新區(qū)、園區(qū)中大量實施分布式區(qū)域能源建設，則完全能夠超過國家能源局近期提出的到2020年全國建設1000個分布式能源，規(guī)模達到5000萬千瓦的目標。繼續(xù)進一步強化建筑節(jié)能和末端設備設施的節(jié)能，輸出端和接收端雙管齊下，一個真正意義的低碳城市時代將會到來。城市建設的角度若在城市新區(qū)、園區(qū)中大量實施分布式區(qū)域能源建設，則完全能夠超2007年中國工業(yè)終端能耗中，以煤為主的燃料供熱占65.4%，電占22.6%。建筑物耗能中，65%是采暖和空調(diào)，15%是生活熱水，14%是電，6%是炊事。從宏觀上講，占總能耗2/3以上的工業(yè)和建筑物耗能中，各種溫度的熱能多于電能（二）區(qū)域分布式能源系統(tǒng)在節(jié)能減排和運行效益方面，具有顯著系統(tǒng)規(guī)模優(yōu)勢2007年中國工業(yè)終端能耗中，以煤為主的燃料供熱占65.4%用天然氣燒鍋爐生產(chǎn)低品質(zhì)熱能，即“高能低用”；用天然氣單純發(fā)電，效率最高不過45—60%，其余近半的低溫熱能作為“廢熱”被排棄。傳統(tǒng)的供能模式用天然氣燒鍋爐生產(chǎn)低品質(zhì)熱能，即“高能低用”；“高能高用、低能低用、溫度對口、梯級利用”，效率達80%以上；采用分布式冷熱電聯(lián)供模式規(guī)劃天然氣發(fā)電，除了自身系統(tǒng)能源效率大大提高、發(fā)電成本大大降低以外，也使得占工業(yè)能耗65%和民用建筑80%的供冷熱的能效成倍提高；這是一個整體系統(tǒng)規(guī)?；鉀Q的最優(yōu)方案。區(qū)域分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)“高能高用、低能低用、溫度對口、梯級利用”，效率達80%以上具體項目實施角度來看從保溫隔熱的設計構造入手，以減少能量的損失只降低單位面積供冷供熱的需求負荷，并沒有改變一次能源供冷供熱的效率一般建筑物維護結構節(jié)能地源熱泵、水源熱泵、燃氣空調(diào)等，“樓宇型”分布式能源規(guī)模小，負荷特性單一，設備設施利用率低以建筑單體和小區(qū)為單位的節(jié)能系統(tǒng)具體項目實施角度來看從保溫隔熱的設計構造入手，以減少能量的損規(guī)模負荷大，運行效率高大大減少中央空調(diào)機房的用量和占地面積減少80%以上的維護管理人員，維護運行成本優(yōu)勢明顯利用夜間谷價制冰、蓄冰，白天峰值期發(fā)電上網(wǎng)，供冷由用蓄冰制冷，不僅支持了電網(wǎng)調(diào)峰，也形成了三倍以上的峰谷電價差城市優(yōu)質(zhì)生活的體現(xiàn)區(qū)域分布式能源系統(tǒng)優(yōu)勢規(guī)模負荷大，運行效率高區(qū)域分布式能源系統(tǒng)優(yōu)勢（三）區(qū)域分布式能源系統(tǒng)具有巨大的外部效益溢出特性所謂正外部性或效益溢出是指“那些生產(chǎn)消費給予了其它團體無需補償?shù)氖找娴那樾?。”——保羅·薩繆爾森1節(jié)能減排產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益2為優(yōu)化我國能源結構發(fā)揮關鍵作用3為電網(wǎng)調(diào)峰和安全運行提供支持（三）區(qū)域分布式能源系統(tǒng)具有巨大的外部效益溢出特性所謂正外部節(jié)能減排產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益比傳統(tǒng)的能源利用方式的能效提高1倍以上；通過對余熱煙氣的高效梯度利用，使發(fā)電產(chǎn)生的CO2以及SO2、和NOX等有害氣體排放大幅降低，碳排放量減少達3/4，大大改善區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量；減少建筑和區(qū)域熱島效應及噪聲，美化建筑外觀；所有這些巨大環(huán)境效益的取得都是由系統(tǒng)支付成本，而收益無法獲取。節(jié)能減排產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益為優(yōu)化我國能源結構發(fā)揮關鍵作用“十二五”確定了2015年煤炭消耗總量將控制在38億t，而2010年我國耗煤已達32.5億噸；我國每年能源需求增量是1億多tce/a，作為替代，“十二五”規(guī)劃天然氣消耗每年增加300億m3/a，約合0.39億tce/a；采用傳統(tǒng)的利用技術遠不能保障新增1億多tce/a的需求。現(xiàn)狀問題為優(yōu)化我國能源結構發(fā)揮關鍵作用現(xiàn)狀問題為優(yōu)化我國能源結構發(fā)揮關鍵作用優(yōu)化能源構成、控制和減少對煤炭的依賴度能效將提高1倍300億m3/a天然氣就有可能替代相當于0.8億tce/a的煤炭提高優(yōu)質(zhì)潔凈的天然氣資源高效利用有力地保障工業(yè)化和新城區(qū)建設的能源需求，實現(xiàn)2020年單位GDP碳排放降低40-45的目標。在城市新區(qū)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)采用區(qū)域分布式冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)優(yōu)勢為優(yōu)化我國能源結構發(fā)揮關鍵作用優(yōu)化能源構成、控制和減少對煤炭為電網(wǎng)調(diào)峰和安全運行提供支持僅廣東電網(wǎng)為例的核算表明，南網(wǎng)可在保障調(diào)峰和供電安全的同時節(jié)省500億元的抽水蓄能投資和西電東送103億元/年的調(diào)峰運行費，其外部溢出效益之巨大可見一斑。裝機量可增至1.1億千瓦年發(fā)電量增至0.5萬億—0.6萬億千瓦時所占比例由4.5%提高到8—10%減少西電東送電量0.3萬億千瓦時/年節(jié)省大量抽水蓄能電站的建設提高負荷中心供電安全保障和晝夜調(diào)峰能力在我國大量城市新區(qū)建設上千座規(guī)模達100MW級，總規(guī)模在100GW以上的區(qū)域分布式冷熱電能源系統(tǒng).可構建為按16h/a的模式運行、夜間停機的晝夜調(diào)峰電。大型區(qū)域分布式能源系統(tǒng)1200億m3天燃氣為電網(wǎng)調(diào)峰和安全運行提供支持僅廣東電網(wǎng)為例的核

三、對當前區(qū)域分布式能源發(fā)展面臨的問題的思考

顯著的系統(tǒng)規(guī)模節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢和巨大的市場潛力得益于國家確立發(fā)展轉(zhuǎn)型的大政方針得益于政府有關部門、專家和業(yè)內(nèi)人士的大力推動發(fā)展原因現(xiàn)行體制及長期形成的利益格局以及人們的習慣思維的影響相關實施主體和大型城市建設項目主管領導、負責人，對區(qū)域分布式能源在實施節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略中的重要地位和作用，認識不一致面臨困難三、對當前區(qū)域分布式能源發(fā)展面臨的問題的思考顯著的系統(tǒng)規(guī)模節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢和巨大的市場潛力發(fā)展原因現(xiàn)行體制及“十二五”提出的“促進分布式能源的推廣應用”要求國家能源局制定的分布式能源建設目標?三、對當前區(qū)域分布式能源發(fā)展面臨的問題的思考“十二五”提出的“促進分布式能源的推廣應用”要求?三、對當前（一）確立區(qū)域分布式能源市場主體地位問題盡快從國家政策法規(guī)層面，確立區(qū)域分布式能源與現(xiàn)行其他能源供應主體同等的市場主體地位。在市場準入，特許經(jīng)營，項目立項建設和營運方面給予公平合理的制度安排和保證。根據(jù)其自身的特點，對其與電網(wǎng)公司的相互關系、權宜給