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摘要:近年来区域能源在国内迅速发展,本文通过调研获得了大量项目案例,并从项目分布、市场规模、技术形式角度分别予以了介绍;对于区域能源项目的现状予以了分析,希望为后续区域能源项目的拓展提供参考。
关键词:区域能源;经济效益;案例调研;项目开发
1 概述
区域能源(District Energy)是根据需求侧的能源需求所提供的能源供应解决方案,它是区域冷、热、电及其它能源供应系统的统称。区域能源中的区域可以是行政划分的城市和城区,也可以是特指的开发区、园区、商业区等建筑群;区域能源中的能源既包括区域外部的能源输入,如市政电网、燃气网、热网、水网等,也包括区域内部能源供应系统生产的能源,包括冷热电三联供、光伏发电、热泵供热(冷)等[1]。
资料显示,2017年中国一次能源消费居世界首位,相当于美国和中东的总和,在全球的占比达到23.2%(图1-1),预计至2040年将持续维持在20%以上,且中国所消耗的一次能源消费中煤炭占比超过世界平均水平的两倍,原油、天然气占比明显低于世界平均水平[2;3],一次能源的大量消费带来严重的环境污染问题。而我国能源利用效率又明显低于世界平均水平[4],引发了巨大的节约能源的需求。
联合国环境署通过对全球范围内45个实施区域能源的城市进行了调研与分析,发现实施区域能源可带来减少温室气体排放、改善空气质量、提高能源效率、采用当地可再生资源实现绿色经济等效益[5]。由此可知,发展区域能源已成为解决我国当前节能环保问题的重要措施之一。
2 中国区域能源应用与发展
北方寒冷地区区域集中供热是我国最早发展的区域能源系统,经过70年的发展,目前在中国600多个城市中有400多个热力公司在从事区域供热事业。近30多年来,随着空调技术的进步以及人民生活水平的提高,黄河以南、长江流域等地区逐渐由单一向的分散空调供冷或供热发展为区域供冷或者区域冷热联供。
为更好的了解国内区域能源发展现状,现对国内区域能源项目案例予以调研(调研中未包含北方纯集中供热项目),并从项目城市分布、市场规模、技术形式、商业模式、收费方案等角度予以归类汇总与分析。
2.1 从项目分布上
笔者从招投标网站、各地方政府网站等途径在共调研得到115个区域能源项目案例,其在全国城市分布见图2-1。由图可知,我国区域能源项目主要集中在江苏、上海、重庆、浙江、北京、广州等地。从项目分布地可以看出,区域能源项目的发展在我国经济最大发达的地区优先得到重视。
图2-1 区域能源项目调研案例在全国城市分布
2.2 从市场规模上
目前国内区域能源项目的总供能面积超过3.1亿平米,总投资超过1000亿。其供能面积见图2-2及投资比例分布与其成正相关。
图2-2 区域能源项目供能面积分布
2.3 从技术形式上
从技术形式上来说,区域能源项目与传统能源项目最大的不同在于区域能源项目充分利用属地各种可利用的资源实现技术集成和多能互补。
调研获得的案例中采用的技术形式包括热泵技术如水源/地源/空气源等占62.88%、燃气三联供技术占16.67%、传统制冷蓄冰技术占9.85%、余热利用技术占7.58%,其他占3.03%。随着国家能源结构调整及节能环保政策的推动,以水、地、空气等可再生能源作为冷热源的热泵技术得到了广泛重视和大量应用。
3 分析与思考
由上述调研结果可知,区域能源作为一种能源供应综合解决方案,在国内已得到足够重视并取得了较大发展,但从运营效果来看大多项目没有达到预期效益,下文将进行具体思考与分析。
3.1 规划建设上
区域能源项目属于城市能源基础设施,应同市政燃气、给排水、道路等一样编制能源专项规划。然而在我国南方等地区,由于区域能源发展时间不长,意识滞后,往往忽略了能源专项规划的编制。如广西南宁某项目由于未编制能源专项规划,导致管网铺设落后于道路铺设,项目实施时需要二次开挖,因此增加的施工费用高达3000万元,占到了总投资额的10%。如果将区域能源规划(包括冷热源、能源站选址、管网路由等)与水、电、气等均纳入能源专项规划中,综合考虑规划,做到规划先行,那么后期能源项目实施时便有据可依。
3.2 技术形式上
负荷预测是确定项目技术形式的关键环节。影响负荷预测准确与否的关键因素一是供能建筑的特性(包括建筑业态、防护结构、人口密度等),二是采用何种手段来预测负荷。目前常用的负荷预测手段有经验指标法、统计回归预测法和软件模拟法。经验指标法、统计回归预测法以大量建筑能耗审计数据为基础,工作量大,应用有一定的难度[6]。考虑不同用能地块存在错峰用能的特性,在确定负荷时还需要考虑同时使用系数,从而可以降低装机负荷,减少初投资。
确定负荷后便应根据供给侧资源条件和政策条件,按照“优先利用属地污废资源、充分利用属地可再生资源、适度利用属地外部资源”的原则,选择技术经济性最优的技术路线。
4 总结
区域能源技术门槛较高,早期技术形式单一,应用条件有限,市场较为狭窄,随着热泵技术的成熟应用与可再生能源和余热的大规模利用,促进了区域能源行业的快速发展。本文重点对国内区域能源的应用与发展进行了调研,从规划建设、技术形式等角度对区域能源提出相应的建议,以期为国内今后区域能项目的开展提供参考。
参考文献:
[1]徐伟,孙宗宇,冯晓梅,et al. 区域能源技术的发展现状与展望[J]. 建筑科学,2013,29(10):85-89.
[2]李春梅. BP世界能源展望(2018年版)发布[J]. 中国能源,2018,(4).
[3]BP Energy Outlook - 中国专题[J],2017.
[4]耿诺,王高尚. 我国能源效率分析[J]. 中国能源,2008,30(7):32-36.
[5]联合国环境规划署. 《城市区域能源》报告中文版[J],2015.
[6]王晓飞,喻伟,孟冲. 区域能源站负荷预测方法[J]. 重庆建筑,2014,(6):66-69.
作者简介:
卞梦婷(1992.08.24),女,江苏常州人,汉族,本科学士,助理工程师,高级主管,研究方向:建筑节能、区域能源技术的研究。