“新能源+”的综合能源应用模式探讨

2022-07-11桂轶盈尚轩

中国设备工程 2022年13期

桂轶，盈尚轩

（合肥热电集团有限公司，安徽合肥 230001）

我国经济发展需要大量的能源作为支撑。统计数据表明，我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到近年的27.5%。而建筑最大的耗能点是采暖和空调，占建筑总能耗的比例高达50%。全面深入研究如何提高建筑行业能源利用效率，减少碳排放，利用新能源和传统能源结合达到稳定供应和采暖、空调系统的节能是实现建筑低碳生态目标的重要途径。本文通过实际案例对某新区的“新能源+”的综合能源应用模式进行分析。

1 “新能源+”的综合能源应用介绍

“新能源+”的综合能源应用模式系统在此案例中为地源热泵为主辅以天然气分布式能源等综合能源形式的应用。“新能源+”的综合能源应用模式作为节能典型主要项目在各个地区生根发芽。据统计，长三角城市群26个地级以上城市浅层地热能资源年可开采量约1.4亿t标煤，浅层地热资源十分丰富，可以推广大规模的应用。夏热冬冷地区可按照“深浅结合、冷热联供、因地制宜、多能协同、梯度发展”的思路，将浅层地热利用与天然气分布式能源有机结合起来，达到既保供又节能的效果，而且还能带来较好的经济收益。

2 “新能源+”的综合能源应用效益分析

案例项目为规划高效供冷供热建筑面积为400万m2的某新区，系统主要由3个能源站、环状输配管网联通，互为备用和用户端冷热交换装置3部分组成。本项目采用以地源热泵为主辅以天然气分布式能源等综合能源形式，其中天然气分布式能源采用发电并网不上网的形式，生产出的电力主要用于动力驱动、能源站照明等内部用途。综合能源能够有效保障项目运行的可靠性、安全性和稳定性，确保项目具有可持续发展能力。管网系统采用多源环状多级泵形式的能源总线系统，该系统具有可靠性强、稳定性高、节能性好、水利平衡性好以及扩展性强等优点，进一步确保了该项目运行的安全、可靠、稳定。

“新能源+”的综合能源应用项目本身具有良好的环境效益与区域经济效益。采用“新能源+”的综合能源应用系统与传统能源系统对比：采取“新能源+”的综合能源应用系统后，初投资与空调年运行成本能够减少约30%，用户的经济效益也十分显著。

2.1 项目环境效益

分析及计算结果表明，采用“新能源+”的综合能源系统较采用传统分散式空调系统，一年减少碳排放量12425.6t，详见表1。具有显著的环境效益，充分体现了生态、和谐、环保、减排的城市设计理念，完全契合城市生态建设试点区和区域建设中低碳生态示范城市的发展主旨。

表1 碳排放量对比表

2.2 用户采用区域能源系统与传统空调形式对比分析

某办公楼独立空调系统选用最传统的空调方式，夏季采用离心式或螺杆式冷水机组，冬季采用燃油/燃气锅炉；根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》8.2.2条规定，直接根据负荷计算值选定制冷制热机组。

2.2.1 初投资对比分析

传统中央空调总投资（万元） 2242单位建筑面积机房建设初投资（元/m2） 191.62采用区域供冷供热系统初投资收费标准办公（元/m2） 120建筑面积（万m2） 11.7入网费用（万元） 1404板式换热机组容量（kW） 11035板式换热机组单价（元/kW) 85板式换热机组投资（元/kW) 93换热机房面积（m2） 60换热机房土建投资单价（万元/m2） 0.2换热机房土建投资（万元/m2） 12区域供冷供热系统总初投资 1509单位建筑面积机房建设初投资（元/m2） 128.97较传统空调初投资节省率（%） 32.69

从表2可以看出，对于该办公楼项目，采用“新能源+”的综合能源系统较传统空调系统减少32.69%的初投资费用，经济效应非常明显。

表2 某办公楼采用“新能源+”系统和传统空调系统初投资比较表

2.2.2 运行费用分析比较

对于本单体建筑，其末端运行费用对于这两种空调系统来说是相同的，因此以下只比较主机侧的运行费用，其计算结果见下表。

从表3可以看出，对于办公楼，采用“新能源+”的综合能源较传统空调系统，能够减少29.89%的供冷供热运行费用，经济效应十分显著。

表3 某办公楼采用“新能源+”系统和传统空调系统运行费用比较表

2.3 区域经济影响分析

在全国范围内，使用“新能源+”的综合能源应用项目目前还处在起步阶段，系统装机容量达到如此规模的更是罕见。因此，项目的建设将会成为国内新能源利用的著名示范工程。通过工程展示可以有效提升该地区技术旅游的潜力，再结合生态城市建设成为“新能源+”的综合能源应用的标杆。对区域经济影响的示范效应还能有效促进该地区的招商引资工作。首先，项目能够实实在在的为使用单位减少能源系统初投资和运行使用费用；其次，本“新能源+”的综合能源应用项目能够有效提升该区域新建项目的“绿色建筑”星级潜力；最后，项目的建设还会吸引一大批的有志之士投入到新能源区域化利用的研究创新中去，有利于孵化一批具有自主创新能力的企业。

碳交易实行后，经济创收将会进一步增加。该区域能源的使用安全显得至关重要。如果该区域能源供应出现短缺，将会对区域经济造成不可估量的损失。而区域能源项目的建设能够进一步增强该地区能源使用的安全性，保证该区域经济的健康稳定发展。

3 “新能源+”的综合能源应用仍需政府扶持

夏热冬冷地区为非强制集中供暖区，采用“新能源+”的综合能源应用是因地制宜的解决建筑采暖和空调高耗能的有益举措。“新能源+”的综合能源应用现阶段推进仍存在一些阻碍和困难，主要存在重视程度不够、整体规划缺失、初期建设成本高、施工质量参差不齐、市场无序竞争、政策支持力度不够等。解决上述问题一要政府制定清洁低碳供暖专项规划，规划引领明确供热方式及范围；二是制定相关配套政策，采用区域供热特许经营权授予等方式，鼓励社会资本及具有技术、资金、服务等优势的实力企业进入清洁低碳供暖建设运营；三是加大财政支持力度，出台使用浅层地热能的激励性政策，例如给予税收优惠、碳减排补贴；四是合理制定浅层地热能供热价格，维护用户的权益及供能企业的合理收益，保障行业可持续发展。