孙利军
（安徽科恩新能源有限公司）
摘要：以合肥市滨湖新区核心区作为中美低碳生态示范区为背景，介绍了市政热源、冰蓄冷、天然气分布式能源、地源热泵以及再生水源热泵等多种能源形式相结合的复合型能源形式系统，其中天然气分布式能源采用发电并网不上网的形式，生产出的电力主要用于制冷蓄冰、动力驱动、能源站照明等内部用途。 关键词：区域供冷供热；低碳节能；绿环保
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根据国际能源署（IEA）的估计，2006 年全球城市能耗达79 亿吨油当量，占全球总能耗的2/3，这一比例到2030 年将上升到3/4。因此，未来与能源有关的CO2 排放量的增长将主要来自城市。到2030 年，由能耗产生的CO2 排放中将有76%来自城市，这使得生态城市建设成为当前世界城市发展的主流趋势。
2009 年10 月12 日，国家住房和城乡建设部正式批复同意合肥市滨湖新区作为城市生态建设试点区。批复要求合肥滨湖新区在规划编制与实施机制、城市交通基础设施建设、水循环利用和污染防控、垃圾处理、城市绿化、建筑节能等方面积累城市生态建设的经验，探索建立切合实际的指标和技术标准，为总
结和推广相关工作奠定基础。
2013 年5 月15 日，住建部又批复同意合肥市滨湖新区核心区作为中美低碳生态示范城市。同时要求细化试点示范内容，加强城市规划、基础设施、低碳绿设计建设与运营管理、建筑节能与绿建筑、可再生能源应用、绿交通体系、生态绿地系统、城市智能化管理等方面内容。
1 项目建设背景及必要性
1.1 项目建设背景
滨湖新区核心区紧邻巢湖西北角，北侧以方兴大道为界，南临深圳路，徽州大道以东，上海路以西。整个核心区总占地面积17.8 平方公里，建设用地16.7 平方公里，规划人口总数约15 万人。滨湖新区核心区位于合肥市中心20 分钟车行距离内，具有便利的交通联系，建设目标是打造一个以“行政办公、商务金融、文化娱乐”为主导功能，具有滨水特和国际水准的地标型CBD 区域。
1.2 项目建设的必要性
统计数据表明，中国建筑能耗的总量逐年上升，在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70 年代末的10%，上升到近年的27.5%。而建筑最大的耗能点是采暖和空调，占建筑总能耗的比例高达50%。因此从采暖和空调节能方面入手，是实现区域低碳生态目标的重要途径。为降低滨湖新区核心区建筑能
耗，提升区域生态品质，拟在该区域建设区域供冷供热系统，为区域内建筑提供集中式供冷供热。
图 1 滨湖新区核心区区位示意图
区域供冷供热系统是指在某一区域内，统一建设空调能源站，通过区域管网向用户统一供冷供热的系统。系统主要由能源站、输配管网和用户端三部分组成，各部分主要功能分别为冷热源的提供、冷热媒的输送和冷热交换计量。
与传统的分散式空调系统比较，区域供冷供热系统不仅能够带来较好的经济效益，同时还能带来较好的社会效益。对于区域供冷供热系统的优势进行分析和归纳，主要有如下几点：
①低碳节能：通过建设区域集中供冷供热系统，能够大幅提高能源综合利用效率。根据已建成
项目运营数据分析，区域集中供冷供热系统平均能够较分散式空调系统节能
21.6%。如果通过更加合理优化的系统设计、建设和运营管理，综合能耗将能够降低30%左右，从而大幅降低了用户的使用费用和二氧化碳的排放量。
②绿环保：根据国家绿建筑评价标准，如果滨湖新区核心区采用区域供冷供热系统，能够有效提升整个区域内绿建筑达标星级的等级和潜力，最终提升区域内的生态品质；由于采用区域集中
供冷供热系统，取消了用户端冷却塔，能够有效缓解区域热岛效应；通过在公共绿地或其他公共设施地下建设能源站，开发利用地下空间，少占或不占用土地，节约了宝贵的土地资源。
③安全可靠：区域供冷供热系统可采用以市政热源、冰蓄冷、天然气分布式能源以及地源热泵等多种能源形式相结合的复合型能源形式，并通过多能源站互联的形式，极大地提高了系统的稳定性和可靠性。同时采用区域集中供冷供热系统有效减少了用户侧的设备和人员投入、管理，很大程度上降低了供冷供热系统出现安全事故的概率。
④运维保障：通过专业化的统一运营和管理，能够使供冷供热系统设施得到更好的维护保养，使用户享受到更加专业和优质的服务。
除上述优势以外，区域供冷供热系统还具有其他优势，如能够使可再生能源得到规模化应用，使用户减少机房建筑投入，降低区域内配电和燃气用量压力，并能够通过取消空调室外机、冷却塔等空调设施，改善建筑外观、美化城市形象等，可见其优势是多方面的。因此，在滨湖新区核心区规划建设区域供冷供热系统完全契合滨湖新区城市生态建设试点区和滨湖新区核心区建设中美低碳生态示范城市的发展主旨，势在必行。
2 项目市场分析
2.1 市场前景与发展趋势
全球性的能源短缺、环境污染和气候变暖等问题正日益严重地困扰着人类社会。寻求高效的能源利用方案，实现可持续发展已成为世界各国面临的共同课题。
随着我国经济发展的提速、对环境资源的挤压，对能源的需求显得极为迫切，而我国能源的整体格局又亟待改善。专家坦言，发展区域能源对于促进能源的合理利用、梯级利用、科学利用，对于建筑节能、生态城区建设和二氧化碳减排具有重要意义。我国的区域能源事业发展正面临着前所未有的好形势，大力发展“绿、环保、低碳、节能”的区域能源将得到政府、企业、科技以及民众等社会各界的广泛认识和支持。
2.2 市场容量分析
根据《合肥滨湖新区沿湖片区总体规划（2010—2020 年）》可知，滨湖新区核心区，总占地面积17.8 平方公里，建设用地面积16.7 平方公里，规划人口总数约15 万人。根据已出让地块详细控制性规划以及未出让地块控制性规划要求，初步估算核心区内规划地上总建筑面积约为2 000 万m2，其中住宅为950 万m2，商业为450 万m2，办公为400 万m2，酒店为50 万m2，学校为120 万m2。对已出让土地的用户进行了项目市场调研，调研结果表明：绝大多数用户考虑到区域供冷供热系统
能够降低项目本体的工程造价，提升项目达标绿建筑的等级和潜力，并符合滨湖新区核心区建设中美低碳生态示范城市的发展主旨，对区域供冷供热系统的建设表达了高度的兴趣，并具有初步合作意向。目前签订意向协议的建筑规模达120 万m2。
根据我国其他省市区域能源项目建设使用的经验数据，结合滨湖新区核心区特有的工程状况分析，滨
湖新区核心区区域供冷供热系统潜在的建筑使用面积约为300 万平方米。因此，滨湖新区核心区区域供冷供热系统规划的规模是，为区内域内300 万平方米建筑面积提供供冷供热服务。规划使用该系统的主要客户，体为公共建筑，面积约为289 万m2。仅考虑极少数的高档住宅建筑使用该系统，
面积约为11 万m2。
3 项目技术工艺
3.1 项目能源形式
在区域供冷供热系统中，可供选择的能源形式一般有电能、天然气、可再生能源、市政蒸汽、市政高温热水等，其中电能主要用于制冷，高温热水主要用于供热，其他能源形式既能制冷又能供热。各能源形式特征分析如下：
①电能：传统的电制冷空调系统，多以螺杆机或离心机为主。近年来，冰蓄冷技术的应用也得到了不断的推广，其原理是通过减小制冷主机容量，增加蓄冰装置，利用夜间低谷低价电力时段，将冷量通过冰的形式储存起来，在白天需要制冷时释放。冰蓄冷技术虽然不能节省电能，但能够节省空调系统初投资和运行费用，同时对平衡电网负荷有一定的作用。准入控制系统
由于滨湖新区核心区建设用地面积大，规划业态类型丰富，使得区域内建筑负荷参差率大。如果采用
冰蓄冷技术，能够极大地吸收其“削峰填谷”的作用。因此，考虑在核心区区域能源结构上配置一定规模的冰蓄冷技术。
②天然气：天然气作为空调系统的能源时，一般是利用直燃型溴化锂机组进行制冷，燃气锅炉进行制热。近年来，我国对环境问题越来越重视，节能减排的力度越来越大，以天然气为主的分布式能源利用形式也得到了大量推广。分布式能源是新能源产业的重要组成部分，它是指将冷、热、电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出冷、热、电的系统，其核心在于通过冷、热、电三联供技术，利用先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧清洁的天然气发电，对余热进一步回收，用来制冷、供暖和制备生活热水，从而实现对能源的梯级利用，提高能源的综合利用效率。由于兼具发电、供热、制冷、热水等多种能源服务功能，分布式能源可以有效地实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用效率。
根据我国绿建筑评价标准规定，采用分布式能源系统能够有效提升目标建筑参评中国绿建筑评价标识等级。与此同时，滨湖新区核心区上位规划要求，核心区内新建民用建筑不得低于绿建筑一星级标准，其中政府机关办公建筑或政府投资项目的公共建筑不得低于绿建筑二星级标准。可见，在核心区区域供冷供热系统中采用分布式能源能够有效提升区域内绿建筑达标星级的等级和潜力，促进该区域建设生态试点区目标的实现。
点火
③可再生能源：可再生能源为来自大自然的能源，例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等，是取之不尽，用之不竭的能源，会自动再生。目前太阳能的利用方式主要是光热利用和光电利用。一般情况下，光热利用是通过集热器收集太阳能加热生活热水，供建筑物使用。而光电技术是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。
现阶段除太阳能外，利用比较广泛的还有地热能。地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源（也称地热能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效环保节能技术。它是通过热泵机组以大地做热源实现采暖、制热水，以大地作冷源实现制冷为目的一套系统，是目前效率较高、较为节能环保的供冷供热系统。
从滨湖新区核心区总体控制规划可知，该区域有相对较高的建筑容积率和建筑密度，不具备大面积
快干毛巾使用太阳能的基础条件。但是，塘西河旁建有一大型再生水厂，经过处理后的污水温度冬季为12 ℃，夏季为25 ℃，这就为污水源热泵的使用创造了极为有力的条件。与此同时，沿方兴大道和广西路旁，规划有大面积的城市公共绿地和防护绿地，为大面积推广使用地源热泵奠定了良好基础。
④市政热源：市政蒸汽或高温热水，均是利用热电联产发电余热提供的热源。热电联产集中供热是利用燃料的高品位热能（高压或临界压力蒸汽）发完电后，将其低品位热能（低压蒸汽）充分利用于供热的综合利用能源的技术。以热电联产的市政蒸汽或高温热水作为热源，也是节能环保的能源形式。
滨湖新区核心区的市政热源管网接入点位于云谷路与徽州大道交叉口。其中蒸汽管道直径为DN600，能满足约200 万平米建筑的供冷供热需求；高温热水管道直径为DN1 000，能满足本区域的供热需求。
分析上述几种能源形式，各有优缺点。综合考量，选用复合型能源利用形式较单一能源形式将更有保障。就本项目而言，建议采用以市政热源、冰蓄冷、天然气分布式能源、地源热泵以及再生水源热泵等多种能源形式相结合的复合型能源形式，其中天然气分布式能源采用发电并网不上网的形式，生产出的电力主要用于制冷蓄冰、动力驱动、能源站照明等内部用途。
3.2 区域能源资源量分析
3.2.1 市政资源概况
①热力
a.热源厂安徽金源热电有限公司位于合肥经济技术开发区，为合肥热电集团全资子公司。金源热电
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一期工程
建设规模为一台50 MW 和一台25 MW 供热发电机组，3 台220 t/h 高温高压锅炉，设计供热能力440 t/
h，年供热量766 万GJ，年发电量3 亿kW/h，配套有铁路专用线和相应的对外供热管网，总投资10 亿元，占地250 多亩。该项目于2006 年10 月破土动工，2007 年底第一台机组并网发电，2008 年4 月
30 日，第一台机组正式开始试商业运行，对外供汽。
b.供热范围覆盖经济技术开发区和滨湖新区。滨湖新区核心区的市政热源管网接入点位于云谷路与
徽州大道交
叉口。其中蒸汽管道直径为DN600，能满足约200 万平米建筑的供冷供热需求；高温热水管道直径为DN1000，能满足本区域的供热需求。c.供热介质参
数
高温热水，供/回水温度为120/70 ℃，设计压力为1.6 MPa。
②电力
a.供电单位
国网合肥供电公司成立于1962 年，是国网安徽省电力公司直属的国有大型电网经营企业。公司承担着
钢板桩引孔合肥市752 万人口、311 万电力客户的供电任务，营业区总面积1.14 万平方公里。合肥电网110 千伏及以上变电站共计113 座，其中500 千伏线路13 回，总长929.73 千米；220 千伏变电站26 座，变电容量8 880 万千伏安；110 千伏变电站89 座，变电容量8 198 万千伏安。
b.电网现状
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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