区域能源大热,背后推手究竟是?

碳道小编  · 2018-09-19 14:09 · 阅读量 · 1014

摘要:我国区域能源应用,也是层出不穷。我国区域能源系统的促进因素,很大一部分是国家法规的规定及迫切解决城市空气质量问题的需求。

实际上除了从成本考虑,区域能源系统还有很多其他的优越性,如:利用区域内用能负荷的集效应,采用高效用能设备,通过适当的设备控制达成高效的部分负荷运行效果,加之对系统的构成、配置及运行进行集成优化,区域能源系统能够突破传统单体节能方案的能效瓶颈,使系统能效发挥至最佳。

除此之外,区域能源系统除了具有优异的节能效果外,还兼具保护城市环境、改善空气质量、提升可再生能源的利用率、保障能源供应安全、充实城市机能等功能。

例如,热源系统的集约效果可以有效控制空调排热而且各独立能源用户无需设置独立的冷却塔,从而可实施屋顶绿化,以应对城市热岛效应。此外,蓄热槽的水在火灾时可以用来救火,其他自然灾害时可以用作应急生活用水,对城市防灾也具有很大贡献。表1总结了区域能源利用的节能效果和非节能效果。

且不说区域能源系统优势这么多,其每一个优势均可能是促进城市区域能源系统被政府、园区和企业所青睐的关键。不同城市特定的当地条件,如基础设施扩建或更新的必要、空气质量的管控、能源价格上涨等因素,往往为城市区域能源项目提供了动力。对于不同城市,区域能源供应系统的意义各不相同,促进城市区域能源供应的因素也不尽相同,因此,区域能源系统往往有着其独特的商业模式。下面分别简单介绍了不同城市发展区域能源的动机:


布雷斯特

布雷斯特是位于法国布列塔尼半岛西端的一个城市,也是重要的港口和海军基地,位居半岛尖端、滨海的布雷斯特是早年法国与美洲之间最主要的吞吐港,并进而兴盛了当地的造船工业。具有官方色彩的船舶建造局就在此地设有造船厂,生产过大小各级军舰与潜艇,包括目前法国海军的旗舰夏尔·戴高乐号航空母舰。强大的其每年固体废物数量巨大,每年可焚烧125000吨城市固体废物。如果仅仅依靠废弃处理或者焚烧这些垃圾,不仅需要浪费高额的垃圾处理费用还浪费的很多潜在的资源。通过计算,这些固体废物焚烧的热量,足以满足城市85%的热量需求,可为该地区节省了大量的供热能源。因此,自1988 年起,该地区就在一个废弃的焚化 炉周围建起了一个城市供热网络,拥有 130 吉瓦 的供热能力,可覆盖 2 万户家庭,每年还能产生 20 吉瓦的电能。这种靠废弃物建立起的工厂为布 雷斯特市 25 公里长的供热网络提供 85% 的服务, 通过取代化石能源,该工厂每年减排 2 万吨 CO2。 由于该地区 50% 的供热都来源于可再生能源,该 系统在增值税方面享有 5.5% 的优惠(通常增值税 为 20%)。


迪拜

在迪拜,城市发展步伐加快以及能源成本上涨等因素,促使了建筑开发商将区域能源系统纳入新的基础设施项目,以作为为客户提供新的能源服务,并获取额外收入的手段。迪拜开发出了世界上最大的区域供冷网络,每年可满足100万冷吨的供冷需求(约合3,510兆瓦)。这样一个区域供冷网络的能源使用量,仅需要原有空调供冷耗电量的一半,同时采用的储热技术也降低了高峰期的用电量,使得能源成本大大降低。同时迪拜因此能够实现限制电力传输管网的扩增,节省了更大一笔投资,这也是区域能源管网的一个关键目标。


温哥华和伦敦

对于温哥华和伦敦,2010年和2012年奥运会分别是新基础设施发展的主要驱动力,区域能源系统作为一个能够结合各类清洁能源,且易于在现有基础设施上改造施工的能源系统,则为当地实现各种目标,包括减少排放和利用当地燃料来源,提供了一个完美的解决方案,同时该市也能向外界展示冷热电联供的的最新模式。


东京

对于日本,2011年福岛核事故则是当地区域能源备受关注的主要催化剂。这一事件促使东京开发了具有独立传输网络的热电联产设施,使其能够在发生自然灾害或其他紧急情况时向灾区供电。


克莱斯特彻奇

对于日本,2011年福岛核事故则是当地区域能源备受关注的主要催化剂。这一事件促使东京开发了具有独立传输网络的热电联产设施,使其能够在发生自然灾害或其他紧急情况时向灾区供电。


巴黎

巴黎更是早在1927年就开发了区域供暖系统,目的是克服当时当地的空气质量问题,并解决向城市中心的分布式用户提供大量燃料的挑战。直到现在,该市的大部分地区与包括卢浮宫在内的区域供热相连,在全市范围内提供相当于46万户家庭的供热需求。巴黎还开发了欧洲第一个区域冷却网络Climespace。在1991年,其中一部分使用塞纳河的冷却水进行冷却。


赫尔辛基

而赫尔辛基采用区域能源系统的最主要因素是当地资源的匮乏,在当时20世纪40年代木材,石油和煤炭已成为关注的焦点,能源获取一直是该地的一个难题。区域能源系统则有助于提高能源安全,并减少因燃烧和运输进口化石燃料而造成的当地空气污染。赫尔辛基曾实施一个区域制冷系统,该系统依靠吸收式制冷机使用热电联产装置的余热保障了能源更加有效的利用。


博托沙尼

在博托沙尼,在采用区域能源系统之前,改市的供热网络已十分老旧,导致了高热量损失,网络故障,高热补贴和电力消耗,因此需要设计一种全新的现代化能源系统来保证其能源的有效利用,节省不必要的能源支出。

从以上的各个城市的例子可以看出,不同城市有着各种不同的区域能源系统促成因素,其均为城市开展区域能源开发提供了基础。未来几年,不同城市一定仍有各类各样的因素,促进着区域能源供应系统的不断普及。



中国

而在我国区域能源应用,也是层出不穷。我国区域能源系统的促进因素,很大一部分是国家法规的规定及迫切解决城市空气质量问题的需求。基于我国能源结构,城市能源供应仍主要来源于煤炭,提高能源利用率,增加尾气处理力度十分,是改善城市空气质量的重要措施,二是区域能源供应系统则是实现能源有效利用,改善废气排放质量的重要途径。上海安亭、安徽鞍山、辽宁本溪、天津中新生态城等地区均已实现了区域能源供应,利用工业生产余热为当地居民供热,替代分散的燃煤锅炉,减少冬季供暖用煤和二氧化碳排放,十分有效地改善了当地空气质量。

例如,之前鞍山城市供热由几个大型城市供热公司控制,其中包括由城市政府控制和私营公司控制两大类,管网分散且采用低效的燃煤锅炉房,管网负荷未进行优化。当地政府与丹麦丹佛斯和丹麦咨询公司科威合作,为鞍山开发可持续的综合供热解决方案。为了优化区域能源系统,鞍山计划利用当地钢厂产生的 1GW 余热,为 5000万平方米面积的地区供热,约为其城市总供热面积的70%。鞍山钢铁厂将成为该城市最大的热力来源。当地政府正在通过新建传输管网充分利用来自于鞍钢的余热,传输管网60% 股份由鞍山供热总公司持有, 鞍山福安集团持有 40% 的股份。 传输系统有助于未来发展计划,例如并网区域 锅炉房及未来在南北两面设计建设热电厂。当地现 有的燃煤锅炉将作为调峰热源使用。许多现有的燃 煤锅炉将进行升级,并以更加大型且高效的设备替代。

 

资料来源:《DISTRICT ENERGY IN CITIES》联合国环境署合作机构(UNEP)

              “区域能源利用”,MBA智库

              《能源区域利用导则》, 日本紧急产业能源资源厅

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