如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 产业办公区供暖及供冷负荷

式中 ：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量，全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，该项目供暖负荷为950kW ，该光伏系统年节约用电成本129.6万元 。光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²
，要优化城市建设用能结构
，为建筑供暖提供循环热水。相比市政用电，该供汽方式不计成本 。空气源热泵以多联机空调系统的形式为项目生活办公区夏季供冷。光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。生产工艺自产沼气、工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55% ，市政工业用电电价为0.8元（/kW·h） ，作为主要参编人参与了《生活垃圾转运站除臭技术要求》团体标准编制，生物质能应用，制备工艺生产所需0.8MPa饱和蒸汽，按发电效率21%计算 ，光伏发电量可作为自用电完全消纳
。相比沼气锅炉供汽方式，

该项目可采用空气源热泵单独为生活办公区夏季供冷 ，沼气锅炉等能源利用形式进行分析 ，可直接为该项目提供蒸汽 。为天然气的60% 。尽管光伏发电系统初投资较高，热水为沼气发电的额外产品
，该光伏系统单位面积的全年发电量为270kW·h/m² ，形成多能互补的能源结构 
，按利用效率可实现的供能范围如表5所示。生产生活用电

该项目为工业项目 ，严寒地区无法采用常规空气源热泵，

表4 供暖沼气消耗量计算

注：计算负荷按0.8MPa饱和蒸汽与20℃常温水焓差并考虑0.95的蒸汽-水换热效率进行折算；蒸汽消耗量按全天24h负荷恒定进行计算。沼气用能方案分析需要统一口径，推广空气源等各类电动热泵技术。折算蒸汽消耗量及所需消耗的沼气量
，可负担建筑总面积89160m²的供暖需求。从园区可利用的能源类型出发，为便于对比分析能源效率及用能成本 ，是未来工业园区实现零碳排放的重要途径，Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值，热水为沼气发电的额外产品，另外 ，取83kJ/kg；qz为沼气热值 ，初投资为100万元左右。能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看 ，蒸汽为沼气发电的额外产品
，该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，根据最大小时用汽12t/h的需求  ，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。经济性差。对光伏发电、推进建筑太阳能光伏一体化建设，空气源热泵

空气源热泵受区域限制
 ，

经计算，应当引起足够重视。

在这样的大背景下，气温-20℃以下热泵性能衰减至少60%，

表11 能源结构对比分析

五、该用热方式不计成本 。光伏发电、传统供能结构不使用太阳能 ，以处理厨余垃圾为主，综合能源利用经济性分析

1、配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统 。生产生活用电采用市政供电 ，全年用电量为1620000kW·h。该用热方式不计成本 。最大用汽量为10t/h
，寒冷地区空气源热泵需要定期除霜，其中除油工艺80t/d，除臭通风设计 、工业园区积极向零碳园区发展  ，其中 ，不受该项目的供能结构设计影响，光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。水源热泵、本文以北京市某静脉产业园为例，

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2 、从事咨询设计工作近十年，平均处理量为35.4m³/h；园区规划可利用沼气量为110000Nm³/d，相比沼气锅炉供汽换热方式 ，能效比接近2.0 。脱氨工艺2t/h；全天总用汽量为128t/d，其基本信息如表1所示 。注册公用设备工程师（暖通空调） ，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水  。供暖及供冷负荷均按指标估算确定，根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h。可覆盖其全部用能需求，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），由沼气锅炉提供，考虑0.8的折减系数，配置3台额定蒸发量4t/h的沼气锅炉及配套补水系统
，一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6，屋顶敷设光伏发电系统补充项目用电，流量能稳定在800t/d ，水源热泵耗电量如表6所示 。综合利用工艺自产沼气、全部投入沼气发电机组，经合计 ，为与光伏发电系统统一经济性分析口径，年用电成本为11.5万元。空气源热泵系统初投资为80万元左右，故将沼气发电上网收益损失作为沼气使用成本 。沼气消耗量为4493m³/d。根据我国太阳能资源分布情况 ，再生水对外输送时冬季能够维持在20℃，再生水可通过水源热泵进行低品位热能利用，工艺生产沼气通过沼气发电系统发电后余热利用，提高整体用能效率，水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元
，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水 。

3
、全部利用沼气发电余热，计算负荷总量为1380kW 。平均小时污水流量为33.3t/h
。

来源 ：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境 屈志敏 、补水系统等，45℃制热能效比能够达到4.2，建筑空调用热用冷

各单体建筑空调能耗包括冬季供暖和夏季供冷两部分 。共同构建工业园区能源中心 ，年用电成本为129.6万元。该园区有已建成的垃圾焚烧厂，年用沼气成本为60.7万元 。根据前述分析 ，沼气发电 、机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水。夏季为空调系统提供7℃冷水 ，光伏发电效率一般可达21%
，

总体来看 ，形成以可再生清洁能源、平均小时可利用沼气量为4583m³/h。冬季通过其他方式保证项目供暖。部分蒸汽通过汽水换热制备热水，以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量，光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示。平均小时沼气量为4583Nm³/h，额定发电量为210W/m²，

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽、本项目最终采用沼气发电+水源热泵+太阳能的多能互补方案，根据再生水小时流量，沼气发电+水源热泵+太阳能

该利用方式优先使用可再生能源及工业余热 。沼气规划方案为全部发电上网，系统初投资为300万元。在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，热值为21MJ/Nm³，冬季为空调系统提供45℃热水 。根据工程经验估算，根据工程测算，空气源热泵、故沼气发电余热利用只需要增加余热锅炉及换热系统 ，空气能等
。

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3 、住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会发布《城乡建设领域碳达峰实施方案》，沼气可全部发电上网，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h） ，取93%  。

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2 、

       原文标题 : 如何“多能互补”，如表7所示 。根据供暖负荷，年用电成本为129.6万元。注册咨询（投资）工程师，年用沼气成本为725.8万元。热泵性能衰减40%，沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示 。