“能源互联岛”一体化方案分布式能源智能综合利用示范项目介绍

陕鼓集团张瑾“能源互联岛”一体化方案

分布式能源智能综合利用示范项目介绍痛点&趋势1环境现状空气和水污染对政府及老百姓来说都已经成为最为关注的问题在经济保持平稳增长之下，重点解决好大气、水、土壤等突出环境污染问题环境现状与国际相比：中国一次能源消费比例中，传统化石能源占到总消费能源的82%，高于国际平均水平清洁能源及可再生能源占比仅为18%，远低于国际平均水平园区能源供给市场现状中水利用率低功能方式单一垃圾未资源化清洁能源率低厂房布置分散多头供应技术分散粗放式发展依赖政府补贴规划与现实的不匹配园区管理模式创新，政企合作，市场化运营管理对园区进行统一规划，根据实际需求分步实施园区项目均基于能源综合利用，着眼于园区长远发展智能管理，利用互联网建立智慧城市管理系统自己投资、自己建设、自己运营解决Shaangu模式技术研发商业模式融资模式未来能源趋势分布式（可再生）能源产业解决未来我国能源需求的重要途径体现互联网思维：去中心化，分布式，个性化的定制方案市场空间巨大：新型城镇化、智慧城市、一带一路伴随我国经济发展和人口增加，能源消费量持续增大。同时，按照“中美元首气候变化联合声明”，到2030年中国计划将非化石能源占一次能源消费比重提高到20%，2013年非化石能源消费量占一次能源消费比重8.8%，仅依靠水核风光等非化石能源实现2030年目标差距太大。解决方案2特色的能源互联网发展之路陕鼓分布式能源智能一体化方案—互联网思维在能源产业的运用十八大提出加快“新型城镇化”建设，建设“智慧城市”，为综合园区一体化带来巨大发展机遇。据统计，十三五期间，全国将新增国家级经济技术园区267个。以城市新区为例，冷、热、电、气、水、废等往往“一项业务一张卡”、各自为政，居民为满足日常生活需求，需要与多个商家打交道，十分繁琐。而用户真正需要的是“一卡通”解决所有需求的系统解决方案。陕鼓以互联网思维模式，从用户体验出发，提供“一站式”服务，通过一体化方案，实现园区冷、热、电、风、水、废等多合一综合系统。能源供给侧结构创新探索运用系统思维创新解决方案因地制宜、量体裁衣的方式，对接区域排放和区域需求能源消费本地化，将能源利用向资源利用转化，实现综合平衡系统叠加优化、能量梯级利用、资源互为物料能源互联岛能源互联岛概念能源互联岛是陕鼓面向分布式能源万亿级市场的解决方案，是根据用户侧精准需求分析，结合供给侧的资源禀赋，结合互联网及大数据分析，按时、按需、按质向用户端提供的分布式清洁能源综合一体化的解决方案智慧城市流程工业园区一体化智慧能源供应多能互补冷热电多联供固废（生物质）资源综合利用水务一体风电光伏可再生能源的利用工业领域能源智能供送及管理体系智能一体化关系中心热电联产及煤的清洁高效利用分布式气体运营用户侧需求、供给分析模型供给侧需求侧排放侧电网自来水热力公司清洁能源可再生能源……天然气太阳能地热污水能风能电水集中式分布式冷/热余能污水垃圾……工艺能源互联岛概念传统能源供给方式：N分离，各自为政，占地多，少互联，缺共享，成本高，管理乱。陕鼓能源互联岛方案：N合一，将区内的“冷、热、电、风、水、废与消防、安防、环境监测”等统一规划和管理，实现“土地集约、功能集约、设备集约、运营集约”。水处理系统电力系统固废处理系统供冷系统气体供应系统用户热力系统示范&实践3供热单元燃气锅炉供热，天然气价格波动；全年天然气用量严重不平衡，冬季无法保证；空压站单元4台水冷螺杆机，耗费电力，70%热能浪费；人工调节负荷，不节能，且管网漏损严重；污水处理厂能耗较高，污泥外运处理，中水直排；所属区域土地拟开发，影响土地价值；电力单元110KV变压器负荷率较高，避免新增电力负荷；制冷单元分散布置，电力受限夏季高峰时段不能完全开启；厂区内大量绿地资源未高效利用；能源供给设施分散布置、供能粗放、控制落后、能耗较高、人员较多………锅炉房厂区外污水处理厂空压站制冷机房制冷设备110kV变压站10kV变压站现状供给痛点锅炉供热站制冷机房污水处理厂空压站固废处理配电室设备管理控制系统人员管理设备管理控制系统人员管理设备管理控制系统人员管理设备管理控制系统人员管理设备管理控制系统人员管理设备管理控制系统人员管理能源替代：占天然气消耗90%的供暖燃气锅炉、电力消耗大户空压站降成本;各单元之间实现共生共享、多能互补：污水处理后的中水用于暖通、空压工艺系统补水；空压机/污水处理、天然气发电余热及浅层地热能用于供热制冷；天然气发电、光伏发电并入市政电网向各单元供电；土地集约、集中控制：原分散集中为九连供系统、实现能量流、物质流及信息流的统一规划及供送能源互联岛改造思路天然气浅层地热能源站变压器太阳能污水热能电力生产区污水11.4万m2多业态供热1.12万m2厂房制冷生产用压缩空气供应水资源分质利用厂区公辅装置用电资源端能源生产用能端能源储存排放端70kW光伏发电200kW内燃机4200kW锅炉1900kW热泵300t/d污水站3*20m3空压机电网冷热网水网蓄电池1000m3蓄热蓄冷罐300t/d生活废水排放3t/d餐厨垃圾污水厂产生的污泥排污处理5t/d固废处理生活拉垃圾厂区信息网消防安防信息能源数据信息流能管平台空压余热项目能源互联方案能源互联岛-多源联合智能供热及供冷系统能源区域内可利用量资源特性利用方式制热量/制冷量装机容量浅层地热绿地10800m2110m深度17~20℃热泵2016kW冷1152kW热1740kW冷1850kW热中水热源新建300t/d中水冬季12℃夏季24℃热泵73kW冷44kW热余热空压机（仅能制热）出水37℃回水32℃热泵200kW昼100kW夜内燃机烟气/缸套水烟气400℃，缸套水85/65℃双效溴化锂机组216kW冷188kW热349kW冷279kW热水蓄能系统厂区峰/谷电价=0.8677÷0.2285=3.80，适合采用蓄能；水蓄能冬季蓄热、夏季蓄冷，提高使用率；夜间谷电8小时蓄能，蓄冷6417kWh，蓄热14400kWh；蓄冷4/11℃，蓄热43/63℃，蓄能罐体积1000m3；原有燃气热水锅炉作为制热调峰用余热、可再生能源利用潜力能源互联岛-多源联合智能供热及供冷系统多元供热/冷系统-设计日负荷下的运行策略供冷设计日运行策略供热设计日运行策略多元供热/冷系统-夏季不同负荷率下的运行策略100%负荷率运行策略75%负荷率运行策略50%负荷率运行策略25%负荷率运行策略多元供热/冷系统-冬季不同负荷率下的运行策略100%负荷率运行策略75%负荷率运行策略50%负荷率运行策略25%负荷率运行策略能源互联岛-多源联合智能供热及供冷系统（随机日）能源互联岛-智能污水处理及中水回用系统能源互联岛-智能微电网系统资源土地成本人员能耗排放原分散方案能源互联岛方案指标燃气、自来水、电燃气、电、太阳能、地热能、水、污水、工业废热多样化6646平米3300平米-49%483.29万元/年226.35万元/年-53%29名12名-58%CO2=3110吨/年CO2=1460吨/年－53%SO2=12吨/年SO2=10.7吨/年－11%NOx=8.58吨/年NOx=6.34吨/年－26%天然气消耗1438000m3天然气消耗587880m3电力消耗472800kWh电力消耗1701640kWh自发电1287270kWh实施效果（与原供能方式对比）备注：单位天然气排放指标：SO2排放0.00018kg/m3、NOx排放0.00176kg/m3、CO2排放1.885kg/m3；电力按照火力发电折合标煤指标：SO2排放0.0256kg/kwh、NOx排放0.0128kg/kwh、CO2排放0.851kg/kwh；绿建核算指标能源站绿色建筑实践清洁能源利用率节能设备使用率水重复利用率废水回用率系统补水再生水使用率节水器具使用率高效照明面积工艺设备智能控制率100%能源互联岛-能源管理平台分析（模拟）陕鼓能源互联岛全球运营中心-推广会2017.06.16:由陕西省发改委主办在陕鼓临潼生产厂区召开“陕鼓能源互联岛全球运营中心揭幕仪式及现场推广会”；打造全球透平行业耗能最低、排放最少的智能制造基地。专家点评项目先进性高项目综合性强项目具有前瞻性项目的可复制性强项目的可个性化定制着眼区域，重在系统多能互补，统筹调度绿能优先，最佳工况个性定制，多方共赢绿能优先：区域清洁能源使用率100%；可再生能源使用率100%；可再生能源在系统内贡献率40.67%-80.57%。由中国机械工业联合会组织陕鼓分布式能源智能综合利用示范项目专家评审会项目创新点4创新点-顶层设计，兼顾供给侧及需求侧创新点-能源管理系统能源管理系统架构分为三个层面：数据集成层、应用服务层、可视化及信息集成层；建立以需求侧为目标的能源管理体系，实现供需平衡；优化控制策略、合理调度用能、达到管控一体化、降低用能成本；实现能耗分析、预测用能负荷需求，对系统进行能源综合调度、用能管理；创新点-持续策略优化冷热智能调度策略依据能源价格分时差值计算不同时刻系统成本按照供能能力排序确定冬季开机顺序：天然气分布式能源>平电热泵>蓄热>锅炉夏季开机顺序：天然气分布式能源>平电热泵>蓄冷创新点-持续策略优化夏季典型日日供给冷量32880kWh其中可再生能源供能18900kWh蓄能供给8020kWh巡检人员根据系统设定的巡检路线及巡检时间，进行每日的设备巡检，记录设备的每日数据；巡检人员到达设备现场后，扫描设备上的二维码，显示设备信息及昨日信息，并填写当前的设备信息；当巡检人员填写并提交当前设备信息，系统对比后，显示巡检结果，是否有预警，如果有预警，则显示预警信息，及推荐专家和解决方案；创新点-“无人值守”及“一站式”管理创新污水提升泵站燃气发电机创新点-四个集约整体规划，为园区提供能源供给、环保处理一揽子市政服务；实现四个集约、提升环境友好性、降低企业用能及排污处理成本；功能集成自供给、自处理能力提升功能集约物料梯级利用降低运营成本提高管理效率降低人员成本运营集约减少设备及材料设备集约能源互联岛4集约提高土地容积率节约土地土地集约核心竞争力5负荷诊断能力-精细化供能方式、实现用户侧实时响应负荷诊断：为保证可靠，设计负荷往往偏大；供能方式粗放：供能未实现用户侧响应联供；能源资源浪费：高能低用、中水浪费能源诊断能力专家实地调研及能耗分析软件（联合研发）建立基于用户侧响应的负荷数据库；能源可利用性及经济性分析；水资源消耗及中水可利用性分析；能源互联岛核心竞争力—能源诊断能源诊断能源转化设备流程能效分析外部专家咨询能效优化能力团队能源转化核心装备/技术低热值煤气技术/余压发电装备；低成本设备动力源（电、汽、自发电）低品位能源发电/制热技术；能效评估工具：工艺流程模拟仿真、能效单元和系统的能效计算、分析和评估；能源协同与调度技术控制优化技术：装置DCS全流程控制优化及先进控制应用软件开发；工程应用：已在冶金、深冷领域应用；智能互联能效优化能源诊断能源互联岛核心竞争力—能效优化共生共用：园区内甲企业产生的废料可以用作乙企业的原料、乙企业的余热可以为甲企业省去公辅设施、丙企业………构建园区生态链，实现园区内资源、能源循环，提高能源自供给率；甲企业产品1+废料原料1公辅1乙企业产品2+废料原料2公辅2丙企业产品3+废料原料3公辅3………产品4+废料原料4公辅4传统园区内供能单元各自为政、独立运行共生共用余热产品1废水产品电产品电中水余热供热能源互联岛核心竞争力—共生共用多能互补：综合分析可用资源、能源，通过多种能源间的有机结合和相互转换，为用户提供最经济、高效、可靠地能源供应；依据能源品位实现“高能高用、低能低用”，提高能