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上海虹桥商务区(一期)区域分布式三联供项目

2014-09-03 10:07:20 5e

虹桥商务区一期区域三联供项目是我国目前最大的区供项目,全国首创。虹桥新能源公司作为虹桥商务区核心区一期能源供应专营单位,通过整合领先的设计、技术和设备来实现打造绿色低碳虹桥商务区的目标,帮助虹桥商务区成为国内低碳商务区的典范,虹桥新能源公司利用虹桥商务区标杆项目的独特优势,最早实现与国际接轨,不断优化企业经营管理的能力和商业模式的创新,从TCO优化角度,提升全价值链整合能力,通过公司的平台整合优势,结合资本市场的推力,对标国际先进理念,努力将虹桥商务区模式复制并推广至全国。

项目背景:

1.区域三联供分布式能源技术兴起背景

大型工业化、能源(特别是化石燃料)不加节制的使用导致环境污染、温室气体浓度上升和气温持续升高;与此同时,全球人口稳定增长、经济持续发展、以及一次能源储量的逐渐衰竭,都给各国能源供给带来了巨大的压力。推动节能减排、提高能源利用效率成为缓解环境和能源危机的关键举措。

为应对危机,世界各国在推广节能减排、提高能源利用效率和鼓励使用清洁及可再生能源等领域可谓不遗余力。除不断增加资金投入外,还通过不断出台新法案和新政策等方式鼓励和支持新技术的产业化,以确保实现本国节能减排的目标。

根据国际能源署(IEA)统计,能源损耗最大且温室气体排放最多的利用方式在于发电供暖领域。按照初始燃料的热值计算,近60%的能量在向电力转换的过程中损失,此外,电力远距离运输,亦会造成额外的损耗。因此,提升发电过程中的能量转化率、缩短电力输送距离、提高能源的梯级应用成为减少发电供暖领域能量损耗并提升能源利用效率的重要手段。

因此,以中小型发电设备向用户提供多种形式能源供应的能源梯级利用方式——分布式能源系统成为解决发电供暖领域能量转换损耗过大问题的关键举措。与传统的集中式能源供给方式相比,分布式能源供给方式更接近负荷,无需建设大电网并进行远距离高压或超高压输送,即可减少线损,还能节省输配电建设投资及输送费用;同时,由于分布式能源系统兼备发电、供热等多种能源供给服务功能,可以有效地实现能源的梯级利用,大大提升能源利用效率。其中,以天然气为燃料的天然气分布式供能系统是目前能源转化效率最高且污染最少的分布式能源系统,其综合能效利用率超过70%。

目前,以天然气为燃料的分布式能源系统还多以热电联供模式存在,并广泛应用于楼宇能源供给项目中。相比起楼宇项目,规模化能效优势在区域能源供给项目中则体现得更为明显——单位产出成本更低、能效转化率更高。相对于热电联供模式,冷热电三联供模式是在电、热联产的基础上,将部分热能回收后用于制冷,实现了在提供同等制冷效果的同时大大减少电力消耗的效果,从而进一步提升了能源的综合利用效率,使得部分项目的能效利用率提升至80%。因此,相对于传统的热电联供和单一楼供模式,以天然气为燃料的区域冷热电三联供分布式能源系统成为更具突出节能效益的能源供给新形式,被市场所接受。

2、国内外产业现状及发展趋势

以天然气为燃料的分布式能源系统正是凭借其高能效和低排放的优势,已逐渐发展成为世界各国重点推广的能源供给新形式。为加快推广分布式能源系统,各国政府纷纷通过制定发展规划和出台鼓励政策来大力推动分布式能源系统产业化发展。

(1)国外产业现状及发展趋势

美国是世界上发展区域三联供分布式能源系统最早的国家之一,截至2010年,美国已有分布式能源站近6000座,总装机容量达9200万千瓦;为进一步推广分布式供能系统,美国能源部提出了未来十年分布式能源系统的战略发展规划——到2020年,美国50%的新建商用建筑将采用三联供分布式能源系统,此外,还将完成对15%的现有商用建筑实施分布式能源系统改造工程。由此可见,未来几年美国分布式能源产业将全面进入快速发展时期,并带动相关产业共同发展。

相比美国市场,欧盟地区则是三联供分布式能源系统发展最为成熟的市场。当前,欧盟各国分布式能源系统平均发电量已占欧盟整体发电市场12%的市场份额。三联供分布式能源系统的高能效和低排放优势让欧盟各国受益颇多,为进一步加快该产业的发展,欧盟各国出台了多项政策,包括:价格补贴、低利率优惠贷款、将环保所得税作为投资款返还企业等方式予以鼓励。预计到2020年分布式能源系统发电量将占欧盟整体市场的20%。以丹麦和德国为例:丹麦作为分布式能源系统占有率最高的国家,分布式能源系统占有率在整个能源系统中已接近60%,对于新建热电联产项目装机容量达到100千瓦以上的项目,政府都将提供30%的投资补贴予以鼓励;在德国,政府的大力支持也推动了分布式能源系统的快速发展,目前已在能源供给中占比近20%,未来提升空间巨大。

截止2010年,日本分布式能源系统的装机容量也已达到950万千瓦。政府计划到2020年,使得分布式能源系统装机容量达到1800万千瓦。为确保这一目标的实现,日本政府出台多项优惠政策以支持产业全面发展,包括:立法、政府补助、建立示范工程、低利率融资以及给予建筑补助金等,以此来推动能源高效利用及节能减排事业的发展。

(2)国内产业现状及发展趋势

相比国外,中国分布式能源产业尚属于发展初期。当前,中国已超越美国成为全球第一大能源消费国和温室气体排放国,承受着来自国内生态环境日益恶化和国际社会负面舆论的双重压力。以煤为主的能源结构形式,使得中国能耗高的同时也成为了最大的温室气体排放国。为扭转国际形象、实现经济社会的可持续发展,中国政府在哥本哈根会议上向全世界作出节能减排承诺,至2020年,减排范围将达40%-45%。

在我国温室气体的排放构成中,以发电供暖类的能源消费方式占排放量50%以上,我国发电及供暖模式是导致能源效率利用率不高和温室气体排放量大的根本原因。针对发电及供暖领域,提升能源利用效率,或推广清洁及可再生能源的使用,将是实现该领域整体减排目标的关键。因此,在我国推广和使用天然气分布式能源系统将是有效解决这一问题的重要举措。

为减少温室气体排放,推动能源清洁利用,国家早在2000至2007年间就通过出台《空气污染防治法》、《清洁生产法》、《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020年)》等法律法规及发展规划来帮助推动以热电联供模式为核心的集中式供热方式和区域能源供给模式的应用和发展,并通过给予清洁能源生产企业税收减免等优惠方式来促进相关项目实现产业化转型,并取得了一定效果。

目前,热电联产模式已发展成为国内新建电源项目的主要形式,而天然气分布式能源系统则多以楼供项目为示范,在北京、上海和广州进行了试点推广,部分项目取得了良好的示范效果。但针对于天然气分布式能源系统的区域供能项目,国内尚无成功案例,其中广州大学城项目采用“以电定热”的热电联产项目理念进行区供项目开发,虽然实现了区域能源供给,但与天然气分布式能源区域供给项目理念任然存在距离。由于区供项目的节能减排及能效提升效果已在众多楼供项目中得以验证,因此,广泛推广天然气分布式能源系统将成为实现我国节能减排目标和提升能源利用效率的关键举措。

作为国内第一个针对商务区的区域三联供项目,虹桥商务区项目在实施过程中从项目设计、设备采购、项目施工等环节实现了众多创新。本项目秉承“投资模式为抓手、规划设计为先导、先进技术为支撑、运营管理为核心”理念,运用智能能源管理技术,保障区域分布式供能系统安全、稳定、高效运行,能源使用效率长期保持在80%以上,打造全价值产业链的服务平台,创建区域分布式供能全产业链的应用体系及模式,形成初具规模的区域能源应用产业化雏形,以引领我国区域分布式供能的发展。

项目介绍:

1、项目的技术性能水平及竞争优势

(1)项目的技术性能水平

本项目的能源供给负荷设计遵循“以热定电、热电平衡”的原则,充分利用天然气发电及余热利用等方式提高一次能源利用率。随能源站发电机组装机容量的增加,机组满负荷年运行时间将逐渐减少,根据分布式供能项目的运行经验,机组满负荷年运行时间应维持在3000-4000小时才能体现出项目的经济性、节能特性。

通过对虹桥商业区核心区(一期)全年冷热负荷需求的逐时特性进行分析,并结合燃气原动机的运行特点,综合后考虑为每个能源站配置四台1.5MW燃气内燃机。

根据园区冷热负荷预测分析、能源站并网方式、年满负荷运行时间对能源站经济性、节能特性的影响,南、北区能源站发电机组装机容量初定为5MW~6MW;发电机组容量约占区域最大用电负荷的21%,占区域最大冷负荷的10%。分布式供能系统全年供冷量可达全年供冷总量的25%以上,供热量可达全年供热总量的30%左右;年均热电比将在1.12:1,使得机组年均总热效率到达80%。以上技术性能指标将超过现有国内楼供示范项目的热效率水平,并接近区供项目热效率的国际领先水平。

(2)项目的竞争优势

虹桥商务区区域分布式能源供给项目凭借其领先的项目规划设计方案、高性能的设备及丰富的运营维护管理经验,定将成为国内首屈一指的标杆项目,同时,作为国内首个实现并网上网的项目,其智能控制系统和技术也填补了国内空白,项目的示范性指导意义十分明显。

作为该项目的开发及运营方,虹桥新能源通过与国际国内领先项目设计方、设备制造商、项目运营维护商等合作,完成了分布式能源系统产业全价值链服务能力的打造,未来公司将成为国内为数不多的具备天然气区域分布式能源供给项目开发及运维经验的企业而引领市场发展。通过在项目开发及运营维护环节与国内外领先技术提供方的合作,虹桥新能源公司不断积累智能电网、智能能源网等领域的相关经验积累并完成核心技术难点的攻关,实现了从理论积累到实践验证的转化,以此增强了企业的核心竞争力,为企业未来业务的持续发展提供强有力的支持。

2、项目具体建设内容

当前,在上海虹桥商务核心区(一期)范围内,综合考虑建筑规模地上176万平方米、地下14万平方米,对虹桥商务核心区(一期)区域集中供能方案(供冷、供热、供电)进行综合研究与分析后,在区域内建立南、北两个区域能源站,能满足核心区(一期)内所有用户的全部空调冷热负荷、酒店卫生热水负荷和部分电负荷需求。

本项目南站用地面积11220㎡;北站用地面积7922㎡;南站占地面积4333㎡;北站占地面积4085㎡,其功能布局、外观效果基本一致。南站为地下二层建筑,地上一层局部为有顶盖的房间,其余部分均为开敞空间以放置冷却塔。地下总高度15.9m,地上高度为7.2m。北站为地下一层建筑,地上二层局部为有顶盖的房间,其余部分均为开敞空间以放置冷却塔。地上总高度不超过12m。南区能源站总建筑面积约11360㎡,北区能源站总建筑面积约10646㎡,两站共计22006㎡。区域集中供冷、供热采用四管制输送方式,供能管网总长18100m。

虹桥商务区一期区供项目2011年开工建设,2012年年底完工,2013年进行系统调试运营,将成为国内首个成功运营的区域三联供项目。二期项目方案充分借鉴国际先进技术和理念,体现了区供项目的技术先进性,实现经济回报的合理回归。二期项目2013年立项,并于年内开工建设。针对能源管理中的智能化发展趋势,一期二期将打造智能能源管理平台。




责任编辑: 中国能源网

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