关于厨余垃圾处理厂工业建筑的能耗指标统计分析
2020-03-20宁波华聪建筑节能科技有限公司浙江宁波315040
忻 聪(宁波华聪建筑节能科技有限公司, 浙江 宁波 315040)
据统计,我国工业企业的能源消耗量占全国能源消耗量的 70%,工业建筑能耗占行业总能耗的 35%~50%。目前,我国工业建筑面积已近 100 亿 m2,且单位产值能耗较高,工业建筑节能潜力较大[1]。因此发展在建筑全寿命周期内既能够最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、减少污染、保护环境,又可为生产、科研人员提供适用、健康安全和高效使用空间的绿色工业建筑势在必行。
2013 年 8 月,住建部颁布 GB/T 50878-2013《绿色工业建筑评价标准》。绿色工业建筑标识评价以产品单位产量综合建筑能耗和水耗作为核心指标,同时将污染物控制与职业健康作为评价的重要内容。
绿色工业建筑能耗旨在为工业生产服务,其功能必须满足生产要求,所以工业建筑能耗的范围包括为保证正常生产、人和室内外环境所需的各种能源消耗量的总和。
1 项目概况
本项目位于浙江省宁波市鄞州区某固废处置中心园区内,总占地面积为 76 728 m2。本项目采用集约化的布置形式,根据各单体的功能将厂区分为生产区及管理区两部分。生产区主要包括预处理车间、厌氧区、沼渣堆肥车间、沼气净化区、雨水收集与应急区、污水处理区等。管理区包括综合楼及传达室。
根据工艺流程,生产单体整体由北向南、由西向东布置。厌氧区布置在厂区的西北侧;预处理车间布置在厌氧区东侧;沼渣堆肥车间布置在厌氧区南侧;沼气净化区布置在厂区东北侧,与预处理车间相邻布置。污水处理区作为园区共享共建设施布置在厂区南侧,靠近园区中心方向,方便以后其他厂区的污水接入;一些辅助生产单体分散布置在厂区内[2]。本项目的建成对宁波市具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
2 项目能源构成及综合能耗计算
2.1 能源构成
本工程为厨余垃圾厌氧发酵产沼净化提纯后外供天然气的项目,消耗的能源为电力、水、柴油和蒸汽,接收餐厨厂的沼气,最终产品为市政天然气。其中,蒸汽来自厂内自产沼气燃烧后的热量。因此,最终本项目消耗的能源为电力、水和柴油,产出能源为天然气。其中,电力主要用于生产设备、空调、通风和照明等消耗;水主要用于全厂生产、生活用水及其他用水;柴油主要用于厂区内运输车辆的消耗。折算能源及耗能工质折算(折算热量)系数如表 1 所示。
表 1 能源及耗能工质折算系数表
2.2 综合能耗
本项目综合能耗的计算依据 GB/T 2589-2008《综合能耗计算通则》的规定。综合能耗计算范围应以本项目的边界为界,界内所消耗的各种能源计算范围指用能单位生产活动过程中实际消耗的各种能源。企业则包括主要生产系统、辅助生产系统和附属生产系统用能以及用作原料的能源。
主要生产系统用能指生产车间或生产装置的用能。辅助生产系统用能指为主要生产系统服务的动力、供电、机修、供水、供风、采暖、制冷、仪表等辅助设备用能。附属生产系统用能指生产指挥系统(综合办公区)和用能单位内为生产服务的部门用能,如浴室、食堂、倒班休息室等。
(1)沼气进网量核算。根据项目建筑能耗运行记录可知,厨余垃圾在厌氧处理车间发酵生产的沼气量(不纯沼气)与接收餐厨厂的沼气一起经由沼气净化区提纯,部分提纯后的沼气作为厂区蒸汽锅炉的燃料。剩余量并入市政天然气管网。经专家论证,餐厨厂生产的沼气和厨余垃圾生产的沼气成分基本相同,则按照比例可计算厨余垃圾处理厂生产沼气的进网量计算如式(1)所示。
由于 7 月才安装市政并网装置,2019 年 1 月~6 月的沼气进网量均为 0。根据项目建筑能耗运行记录可知本项目沼气进网量,具体如表 2 所示。
因此,本项目厨余垃圾处理厂 2019 年 6 月~ 2020 年 5月沼气进网量为 2 554 798 m3。
(2)柴油消耗量核算。本项目厨余垃圾运输车主要消耗柴油,采用 O 号国标 VI 柴油。2019 年由厨余垃圾处理厂与石油化工公司签订采购合同,2020 年由厂区内部自行采购,具体建筑能耗运行记录如表 3 所示。
表 2 首创沼气进网量 m3
表 3 首创柴油用量 L
因此,本项目厨余垃圾处理厂 2019 年 6 月~2020 年 5月柴油消耗量共 71 518.5 L,折合 61 506 kg(柴油按 0.86 kg/L)。
(3)用水消耗量核算。根据项目建筑能耗运行记录可知本项目非生产用水量和总用水量,如表 4 所示。
表 4 首创非生产用水消耗量与总用水消耗量 t
因此,本项目厨余垃圾处理厂 2019 年 6 月~2020 年 5月非生产用水量为 2 633 t,总用水量为 108 938 t。
(4)电力消耗量核算。根据项目建筑能耗运行记录可知本项目非生产用电量,如表 5 所示。
表 5 首创非生产用电量 kWh
本项目在污水处理车间还接收了餐厨厂的污水。经专家论证,餐厨厂产生的污水与厨余垃圾产生的污水成分基本相同,则按照比例可计算首创厨余垃圾处理厂在污水处理车间消耗的电量如式(2)所示。
同理,在沼气提纯车间消耗的电量如式(3)所示。
沼气提纯车间电力消耗(首创自身)=(厌氧处理
本项目总用电量计算公式如式(4)所示。
由于 2020 年还未到年底,该厂的分项能耗未统计。根据项目建筑能耗运行记录可知本项目总用电量,如表 6 所示。
表 6 首创总用电量 kWh
因此,本项目厨余垃圾处理厂 2019 年 6 月~2020 年 5月非生产用电量为 1 588 475 kWh,总用电量为 11 968 378 kWh。
(4)厨余垃圾处理量核算。根据项目建筑能耗运行记录可知本项目的垃圾处理量,如表 7 所示。
表 7 首创垃圾处理量 t
因此,本项目厨余垃圾处理厂 2019 年 6 月~2020 年 5月厨余垃圾处理量为 78 110 t,平均日处理垃圾量为 214 t。
3 能耗指标判定
综上所述,依据国标规定,本项目非生产综合能耗计算具体如表 8 所示。
表 8 本项目非生产综合能耗计算
本项目设计规模为一期日处理厨余垃圾 400 t,实际运行阶段日处理厨余垃圾 214 t。项目年综合能源(非生产能耗)消耗量为 8 351 399.00 kJ,每吨垃圾综合能耗(非生产能耗)为 106.92 kJ。本项目为产能企业,项目年生产标准天然气 99 637 122.00 kJ,每吨垃圾产出能量为 1 275.60 kJ。
由于本项目生产工艺的特殊性,无行业清洁生产标准或国家、行业和地方规定的能耗指标,故选择国内行业同类地区在节能方面做得好的项目作为能耗指标的参考值。
根据上述分项能耗统计,则本项目年综合能耗(含生产能耗)计算如表 9 所示。
表 9 本项目年综合能耗(含生产能耗)
本项目设计规模为一期日处理厨余垃圾 400 t,实际运行阶段日处理厨余垃圾 214 t。项目年综合能源(含生产能耗)消耗量为 45 984 812.00 kJ,即 1 571.59 tce(当量值);每吨垃圾综合能耗(含生产能耗)为 588.72 kJ。
根据扬州市餐厨废弃物集中收运处理 BOT 项目[3](处理餐厨废弃物 75 t/d和地沟油 15 t/d,生产沼气 5 250 m3/d、生物柴油 7 700 t/a、甘油 500 t/a、植物沥青 1 300 t/a)年综合能源消耗量为 818.1 tce(当量值),而本项目宁波市世行贷款厨余垃圾处理厂项目(400 t/d)年综合能源消耗量折算为同等处理量为 1 571.59/214×90= 660.95 tce(当量值)。因此,本项目年综合能源消耗量小于同等规模处理量的扬州项目。
根据浙江卓尚环保能源有限公司餐厨废弃物资源化利用生物燃料项目[4](处理餐厨垃圾 400 t/d,生产生物柴油3 000 t/a,车用生物燃气 4 039 200 m3/a)年综合能源消耗量为 3 284.3 tce(当量值),而本项目宁波市世行贷款厨余垃圾处理厂项目 2019 年 6 月~2020 年 5 月年综合能源消耗量 1 571.59 tce(当量值)。因此,本项目年综合能源消耗量远小于同等规模处理量的浙江杭州项目。
综上所述,判定本项目能耗指标位于行业先进水平。
4 结 语
工业建筑能耗的统计方法应根据工业建筑能耗范围,按申请评价的项目统计期内各种工业建筑能耗的实际分项计量,求得工业建筑能耗。由于本项目其特殊性,基本上无为满足室内环境的稳定性而消耗的空调、通风等系统能源耗,因此其建筑能耗对其他同行业同类地区工业建筑能耗指标有一定的参考意义。工业建筑节能减排潜力巨大,发展绿色工业建筑可收获良好的社会效益、环境效益和经济效益,希望国家尽快颁布相关政策并给予一定补贴。