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许文发:中国区域能源规划的实践和经验

 

来源:全国地源热泵网

全国区域能源专业委员会理事长许文发主要将区域能源在国内外的发展情况以及典型工程概况做了介绍和说明。

 国际区域能源协会是1908年成立的,它致力于促进它的会员在提供可靠的、经济的、高效率的、对环境有利的、正确的区域能源方案方面,成为行业领先者。通过区域供冷、供热与热电联产等先进技术,促进能源效率和环境质量的提高。20世纪中期发达国家就已经认识到了区域能源所带来的经济效益,欧洲很多国家就大力发展区域供热,到70年代开始发展区域供冷,同时推进热电联产。20世纪末,世界各国都已经认识到能源消耗带来的环境问题,同时也在认识到了能源供应和使用的科学合理会带来更好的环境效益。一些发达国家已经开始综合的集成使用能源。以这样的观点来认识和发展区域能源,就使得区域能源在21世纪初进一步得到发展的机遇。美国的学者认为:美国是否能实现减少二氧化碳排放的目标,取决于增加应用区域能源的幅度和可行性。欧洲发展经验证明,建立区域能源系统是减少二氧化碳排放不可或缺的方法、并且经济实惠节省开销。

中国区域能源的发展则是始于建国初期。北方地区最先开始发展区域能源系统,主要以区域供热为主,经过60多年的发展,在中国600多个城市中,有400多个热力公司在从事区域供热。近30年来,由于空调事业的发展,由分散供冷向集中供冷,现又向区域供冷发展,已形成一个趋势。近10年来,由于节能减排形势的紧迫。由原来的冷热分供,发展为冷热联供。黄河以南,长江流域,区域能源系统发展为冷热联供:夏季供冷空调,冬季供热采暖。区域能源向综合方向发展。近年来,由于热泵技术的应用,冷热电三联供的应用,逐步实现品位对应、温度对口、梯级利用。更多低品位、低温的能源得到充分利用。区域能源使用更加科学合理,向着集成方向发展。

区域能源对节能减排的重要意义主要体现在四个方面,分别是合理用能、科学用能、综合用能、集成用能。具体表现为品位对应,即对能源的利用、对环境所能产生的二次能源、三次能源量的多少都要有量级上的区别。例如一次能源的天然气和煤炭,因为利用成本较低、使用更为方便简洁,天然气的品味比煤炭的品味要高;二次能源的电能和50度的热水,因为电能可以转化成许多如光能、化学能、机械能、热能等其它形式的能源所以品味就比热水高出许多。一般来讲,为了合理用能,严禁用高品位的能源来做低品位能源的工作;其次能源温度需对口,一般的采暖通风所需要的能源温度在20-30度之间,就没有必要用非常高温的能源从而造成不必要的浪费;对能源要实行梯级利用,即对高品味、高温度的能源要进行二次、三次的重复利用;另外对能源还需综合利用,从多角度、多方面将能源从各个方面使用到位;最科学的利用方式当属集成利用,就是将各种能源进行统筹安排,以便集成使用。

如果要最大化地实现节能的目标,区域能源规划包括哪些方面呢?许文发认为首先能源需求应侧重在所规划的区域中,各种能源用户对能源的需求应该包括本规划中,包括:能源的种类、品位、温度、数量、功能、用能的时间、季节、用能规律等等。其次能源供应需侧重在所规划的区域中,各种能源资源的情况,一次化石能源,二次转换能源,可再生能源,可用的低品位能源。包括品位、数量、可利用性。可选用的技术、系统、设备等等。此外还需对能源的梯级利用进行把关,一次能源的梯级利用转换的选择,转换输配系统的确定,梯级利用怎样实现?多种<BR>能源怎么综合利用?不同品位能源怎样集成?所选用的技术和设备,组成一个怎样的系统、区域能源系统——能源中心的运行策略、与城市公共能源的关系等等。最后对节能减排的效益也要有全面的分析和考量:对区域能源系统的能源消耗总量,排放总量分析计算;以一次能源为基准计算能源总利用率,总排放率。对方案总体进行技术经济分析(也可对多个方案进行比较),对单位能耗的投资、运行费、回收年限等进行财务分析等等。

在演讲中,许文发还列举了中国区域能源的几大案例:以热电厂为热源的区域供热供冷;以区域锅炉房为热源的区域供热;以各种余热为热源的区域供热;以可再生能源为热源的区域供热供冷;以太阳能热水为热源,以锅炉房为辅的区域供热;以电制冷冷水机组为冷源的区域供冷;以电制冷加蓄冰或蓄水的区域供冷;以热泵为主辅以电制冷加锅炉房的区域能源中心;以热电厂为核心辅以吸收制冷的区域能源中心;燃气热电联产联供的区域能中心。

其中采用水源热泵加燃气三联供北京宾馆的例子较为特殊, 该工程的特点为:燃气内燃机发电供给水源热泵,发电量自发自用,不上网不并网;夏季空调所需冷量由水源热泵供给;不足部分由辅助的水源热泵供给,该热泵直接由外电网供电. 冬季供暖所需热量除由水源热泵供给外,不足部分由辅助燃气锅炉供给。

采用冷热电三联供技术,实现能源的梯级利用,是提高能源利用效率、实现节能减排以及低碳经济、可持续发展的有力保障,符合国家相关的产业政策。

冷热电联产将大电厂或热电厂变成区域能源中心,减少了能源、电力等输送的损失。冷热电联产的一次能源利用率可达75%以上,比单一发电高约40%,比燃气-蒸汽联合循环高约25%

 

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