大学城建设成功案例看区域分布式能源建设的意义-蒙奇解析课件

华南理工大学城市可持续发展研究中心2011-10由广州大学城建设成功案例看区域分布式能源建设的意义蒙琦华南理工大学城市可持续发展研究中心由广州大学城建设成功案例看一、广州大学城区域分布式能源系统及运行机制和整体效果二、进一步认识区域分布式能源在建设低碳城市中的地位和作用三、对当前区域分布式能源发展面临的困境的思考目录目录

一、广州大学城区域分布式能源系统及运行机制和整体效果注：该项目获得了2006年国家人居环境范例奖，十大建筑科技成果奖和2010年广东省科学技术一等奖注：该项目获总用地面积约为18平方公里入驻10所高校，20万名大学生规划人口规模30万广州大学城总平面图总用地面积约为18平方公里广州大学城总平面图广州大学城以节能、环保、高效为出发点，确立了区域能源集约高效综合利用的建设目标，率先在全国编制了大型城市级拓展新区的区域能源规划《广州大学城能源规划》。（一）区域分布式能源系统由分布式能源站、区域集中供冷系统、集中供热系统三部分组成。广州大学城以节能、环保、高效为出发点，确立了区域能源集约高效大学城建设成功案例看区域分布式能源建设的意义---蒙奇解析课件分布式能源站装机容量：2X78MW燃气——蒸汽联合循环机组天然气冷热电联供分布式能源系统燃气能量的38%先经过燃气轮机生产电力，通过110KV电网接入岛内变电站，利用燃机烟气和余热锅炉为其产生130℃高温热媒水，用来作为集中供应生活热水系统的热源，或者作为吸收式热水溴化锂机组制冷用的热源，实现冷热电三联供。分布式能源站装机容量：2X78MW燃气——蒸汽联合循环机组区域集中供冷系统区域供冷由冷站、冷冰水输送管网和末端换热间三个子系统组成，通过用户需求及环境运行参数和工况组合，对系统进行优化，该系统的整体能效正在不断提高。

装机容量：约11万冷吨、4个冷站

供冷建筑面积：约为350万平方米

冰蓄冷系统：总蓄冰量28260RTH、水泵采用变频技术区域集中供冷系统区域供冷由冷站、冷冰水输送管网和末端换热间三集中供热系统基于冷热电联产的余热利用制备生活热水技术，集中供应大学城20万人的生活热水。集中生活热水系统由热水制备站，一次热水主干网，分散热力（加压）站，二次热水管网和单体热水系统组成，为开式循环系统。

供水温度：不低于60°C

热水供应量：

15380m3/月，344万m3/年

最高日供热水负荷：

3229.8GJ

年供热负荷：

444,450GJ

水源：市政高质水集中供热系统基于冷热电联产的余热利用制备生活热水技术，集中供电压缩制冷供电1Mpa蒸汽吸收制冷广州大学城燃气冷热电三联供能源系统流程图电压缩制冷供电1Mpa蒸汽吸收制冷广州大学城燃气冷热电三联供（二）建筑节能建设规模：单体建筑500多栋

总建筑面积530多万平方米建筑节能率：达到总体节能65%编制文件：《广州地区高校新校区建筑节能设计标准》《广州大学城建筑节能设计指南》将节能设计纳入设计审查范围（二）建筑节能2003.06欲通过公开招标征集投资商，失败2003.08成立广州大学城能源公司2005.09建成区域集中供冷和集中供热水系统2006.06广东省人民政府正式制定下发《广州大学城分布能源站供电改革试点方案》2007.12广州大学城能源公司与中国华电新能源公司合资成立“广州大学城华电新能源公司”2009能源站建成发电上网，热水通过原有系统接入供应大学城2010.07电网公司给与大学城0.3元/kwh的低谷电价，冰蓄冷系统启用夜间制冷，并以较低价格供应学校，供冷市场进一步拓展。广州大学城分布式能源系统发展历程2003.06欲通过公开招标征集投资商，失败广州大学城分布式总投资：大学城能源站8.6亿

区域供冷供热10亿预计能源站可在7-8年内收回投资区域供冷供热系统目前实际负荷与设计负荷仍有较大差距，回收期有待进一步测算，但总体运行状况良好。投资运营情况总投资：大学城能源站8.6亿投资运营情况1制冷总装机容量大约节省45%-50%电力装机节省50MW，减少电力装机容量120MW节省投资达8.6亿元2能源利用率已接近80%总能耗降低25%，年节电1.29亿度3减排CO224万t/a,SO26000t/a，NOX排放比常规燃煤电厂减少80%，比燃气电厂国家标准减少36%极大地降低了噪声污染整体效益1制冷总装机容量大约节省45%-50%2能源利用率已接近80

二、进一步认识区域分布式能源在建设低碳城市中的地位和作用

（一）发展区域分布式能源是我国城市化进程向纵深推进的必然要求前30年，我国以工业化发展推动的城市化发展的重心是以沿海和中心城市或城市群快速拓展为特征。当前，我国快速城市化进程已转入向二、三线城市拓展和乡镇建设的更大纵深。由点、线发展转入遍及大江南北全面发展阶段。（一）发展区域分布式能源是我国城市化进程向纵深推进的必然要求新一轮城市化推进的特点1规模大范围广

各类城市拓展新区、产业园区规划建设范围少则几平方公里，多则几十平方公里甚至上百平方公里范围除遍及全国大中小城市外，一些先期发展的中心城市已开始向周边乡镇改造发展。如：广东名村名镇建设、成都6年内打造100个特色小镇计划等、中国有约3000个县级城区、40000个乡级行政区划，蔚为壮观新一轮城市化推进的特点1各类城市拓展新区、产业园区规划2空间功能空间形态更加集聚和集约、功能形态更加复合和多元“产城融合、职居一体”成都天府新城（高新技术开发区）、成都大源商务商业核心区、广州知识城、株洲职教城等新一轮城市化推进的特点成都大源商务商业核心区2空间形态更加集聚和集约、功能形态更加复合和多元新一轮城3注重生态环保与节能引入新概念和新技术方法，开展各类相关的专题研究和专项规划缺乏系统的解决方案，不成体系，产生不了整体规模效益新一轮城市化推进的特点3注重生态环保与节能新一轮城市化推进的特点资源层面统筹集约，分层分级优化配置，实现各类公共资源的高度共享空间和功能形态充分集聚、复合多元，建设新型复合城市城市运行体系构建以节能、环保、高效为核心的新型运行系统，其中重点是能源、信息、交通和环保运行系统。寻求突破路径——

以大型城市级新区、产业园区这一中观层面为切入点寻求突破路径——重视接收端节能：强化建筑节能和其他末端设备设施的节能。忽视输出端节能：作为终端能源产品的供给系统或输出端，能源供应体系的改进优化，实现从源头和体系上的整体节能减排往往没有被城市建设决策者重视，或者说还没有找到有效的解决方案。目前我国城市建设领域节能减排存在的问题目前我国城市建设领域节能减排存在的问题能源利用效率低、环境污染大、远距离输送损耗大量能量总体投资运行成本高居不下以大型煤电厂和大电网长距离输送电能的供应模式特点能源站规模相对不大，可以建在城市负荷中心一次电源发电后产生的余热烟气得到了高效的梯度循环利用能源利用率可达80%以上碳排放仅为传统能源方式的1/4区域分布式冷热电联产能源系统能源利用效率低、环境污染大、远距离输送损耗大量能量能源站规模结合高度集约集聚和复合多元的城市新区、园区的规划，可以实现不同能源负荷需求与空间分布合理匹配，能源的利用率可以达到90%，整体运行效益将进一步提高，完全可以达到节能减排和经济效益双优的目标。就城市新区而言，分布式能源系统实际上是在本区域内整体上找到了解决能源和碳排放的输出端的节能减排最根本和最有效的方式。就城市新区而言，分布式能源系统实际上是在本区域内整体上找到了若在城市新区、园区中大量实施分布式区域能源建设，则完全能够超过国家能源局近期提出的到2020年全国建设1000个分布式能源，规模达到5000万千瓦的目标。继续进一步强化建筑节能和末端设备设施的节能，输出端和接收端双管齐下，一个真正意义的低碳城市时代将会到来。城市建设的角度若在城市新区、园区中大量实施分布式区域能源建设，则完全能够超2007年中国工业终端能耗中，以煤为主的燃料供热占65.4%，电占22.6%。建筑物耗能中，65%是采暖和空调，15%是生活热水，14%是电，6%是炊事。从宏观上讲，占总能耗2/3以上的工业和建筑物耗能中，各种温度的热能多于电能（二）区域分布式能源系统在节能减排和运行效益方面，具有显著系统规模优势2007年中国工业终端能耗中，以煤为主的燃料供热占65.4%用天然气烧锅炉生产低品质热能，即“高能低用”；用天然气单纯发电，效率最高不过45—60%，其余近半的低温热能作为“废热”被排弃。传统的供能模式用天然气烧锅炉生产低品质热能，即“高能低用”；“高能高用、低能低用、温度对口、梯级利用”，效率达80%以上；采用分布式冷热电联供模式规划天然气发电，除了自身系统能源效率大大提高、发电成本大大降低以外，也使得占工业能耗65%和民用建筑80%的供冷热的能效成倍提高；这是一个整体系统规模化解决的最优方案。区域分布式冷热电联产能源系统“高能高用、低能低用、温度对口、梯级利用”，效率达80%以上具体项目实施角度来看从保温隔热的设计构造入手，以减少能量的损失只降低单位面积供冷供热的需求负荷，并没有改变一次能源供冷供热的效率一般建筑物维护结构节能地源热泵、水源热泵、燃气空调等，“楼宇型”分布式能源规模小，负荷特性单一，设备设施利用率低以建筑单体和小区为单位的节能系统具体项目实施角度来看从保温隔热的设计构造入手，以减少能量的损规模负荷大，运行效率高大大减少中央空调机房的用量和占地面积减少80%以上的维护管理人员，维护运行成本优势明显利用夜间谷价制冰、蓄冰，白天峰值期发电上网，供冷由用蓄冰制冷，不仅支持了电网调峰，也形成了三倍以上的峰谷电价差城市优质生活的体现区域分布式能源系统优势规模负荷大，运行效率高区域分布式能源系统优势（三）区域分布式能源系统具有巨大的外部效益溢出特性所谓正外部性或效益溢出是指“那些生产消费给予了其它团体无需补偿的收益的情形。”——保罗·萨缪尔森1节能减排产生巨大的环境效益2为优化我国能源结构发挥关键作用3为电网调峰和安全运行提供支持（三）区域分布式能源系统具有巨大的外部效益溢出特性所谓正外部节能减排产生巨大的环境效益比传统的能源利用方式的能效提高1倍以上；通过对余热烟气的高效梯度利用，使发电产生的CO2以及SO2、和NOX等有害气体排放大幅降低，碳排放量减少达3/4，大大改善区域的环境质量；减少建筑和区域热岛效应及噪声，美化建筑外观；所有这些巨大环境效益的取得都是由系统支付成本，而收益无法获取。节能减排产生巨大的环境效益为优化我国能源结构发挥关键作用“十二五”确定了2015年煤炭消耗总量将控制在38亿t，而2010年我国耗煤已达32.5亿吨；我国每年能源需求增量是1亿多tce/a，作为替代，“十二五”规划天然气消耗每年增加300亿m3/a，约合0.39亿tce/a；采用传统的利用技术远不能保障新增1亿多tce/a的需求。现状问题为优化我国能源结构发挥关键作用现状问题为优化我国能源结构发挥关键作用优化能源构成、控制和减少对煤炭的依赖度能效将提高1倍300亿m3/a天然气就有可能替代相当于0.8亿tce/a的煤炭提高优质洁净的天然气资源高效利用有力地保障工业化和新城区建设的能源需求，实现2020年单位GDP碳排放降低40-45的目标。在城市新区和产业园区采用区域分布式冷热电联供能源系统优势为优化我国能源结构发挥关键作用优化能源构成、控制和减少对煤炭为电网调峰和安全运行提供支持仅广东电网为例的核算表明，南网可在保障调峰和供电安全的同时节省500亿元的抽水蓄能投资和西电东送103亿元/年的调峰运行费，其外部溢出效益之巨大可见一斑。装机量可增至1.1亿千瓦年发电量增至0.5万亿—0.6万亿千瓦时所占比例由4.5%提高到8—10%减少西电东送电量0.3万亿千瓦时/年节省大量抽水蓄能电站的建设提高负荷中心供电安全保障和昼夜调峰能力在我国大量城市新区建设上千座规模达100MW级，总规模在100GW以上的区域分布式冷热电能源系统.可构建为按16h/a的模式运行、夜间停机的昼夜调峰电。大型区域分布式能源系统1200亿m3天燃气为电网调峰和安全运行提供支持仅广东电网为例的核

三、对当前区域分布式能源发展面临的问题的思考

显著的系统规模节能环保优势和巨大的市场潜力得益于国家确立发展转型的大政方针得益于政府有关部门、专家和业内人士的大力推动发展原因现行体制及长期形成的利益格局以及人们的习惯思维的影响相关实施主体和大型城市建设项目主管领导、负责人，对区域分布式能源在实施节能环保战略中的重要地位和作用，认识不一致面临困难三、对当前区域分布式能源发展面临的问题的思考显著的系统规模节能环保优势和巨大的市场潜力发展原因现行体制及“十二五”提出的“促进分布式能源的推广应用”要求国家能源局制定的分布式能源建设目标?三、对当前区域分布式能源发展面临的问题的思考“十二五”提出的“促进分布式能源的推广应用”要求?三、对当前（一）确立区域分布式能源市场主体地位问题尽快从国家政策法规层面，确立区域分布式能源与现行其他能源供应主体同等的市场主体地位。在市场准入，特许经营，项目立项建设和营运方面给予公平合理的制度安排和保证。根据其自身的特点，对其与电网公司的相互关系、权宜给