北京燃氣能源發展技術有限公司技術研發部副經理、高級工程師滕小果帶來《淺層地熱耦合多種能源互補綜合能源項目實踐報告》。
以下為現場速記:
滕小果:尊敬的各位領導、專家、同仁,大家下午好。非常榮幸參加本次分布式能源大會,分享北京燃氣在雙碳背景下分布式供熱業務轉型實踐,分享內容分為三部分:北京新能源供熱相關政策、企業技術轉型路徑、落地項目案例。
第一部分:北京市新能源供熱政策體系2022年8月22日,北京市城管委、發改委聯合發布新增產業禁止和限制熱力生產管理實施意見,簡稱基建目錄,是北京碳中和重磅政策。這個就可謂是當時碳中和之后,北京發布的一個最重磅的一個政策:
首先是全市層面禁止新建和擴建燃煤、燃油、熱力生產及燃氣熱力供暖系統。實際上北京市在2010年之后,就全面的在開展北京的煤改氣。北京好多這種供熱是除了北京熱力做的設施熱力之外,很大的分布式能源都是這種燃氣鍋爐的分散式的供熱。相當于所有的這種新建項目都嚴厲禁止的,核心禁止的就是燃氣的獨立供暖系統。對于這種新建項目,是要求在這個供熱的方案中,新能源和可再能源的裝機比例必須超過60%,常規的能源作為調控或者是補充。對于改擴建的項目,就是原則上要求大于60%的那只是不具備條件的優先接入現狀的供熱設施,并且進行地毯改造。如果依然不具備條件,可以增設或者是保留燃氣的供熱設施。這個政策發布之后,對我們分布式供熱企業沖擊比較大。我們當時有好些個項目正在開發中的這種項目就叫停了。我們緊急的進行這種新能源供熱的轉型,同步也和政府進行溝通。到2024年,城管委、發改委再次發布了一個關于基建目錄的優化調整的措施。這個措施相當于對北京做了一次因地制宜的改變。對于首都功能區,也就是北京市的東城區和西城區新建和改擴建項目。因為這個地方都比較小,所以指的是不具備條件的,經過認證后可以就近接入市政附近的市政熱力,不要求可再生的相關要求了。對于北京首都功能核心區之外,也就是東城和西城之外的這些區域,新建和改擴建項目同就是相當于不再區分和改配件項目都一樣了,都是要求原則上大于等于60%,如果條件較差了,經過論證可以小于60%。既有的市政熱力或者是低碳常規熱源,包含燃氣供熱來作為補充。依然不具備條件的,也可以必要的時候可以增設燃氣的供熱設施。同時就是因為我們作為企業還是非常關心能源項目的經濟性。所以也就是跟政府聯合一起,推薦了這些新能源政策的一些補貼政策,這也是一些比較重要。
2023年8月22號,市發改委等十個部門發布了《印發全面推進新能源公司的高質量發展實施意見》的通知,對于就跟前面的這個政策實際上是完全配套的。對于裝機比例大于等于60%的這種新能源工程項目,我們對于新能源投資建設的這一部分給予30%的投資補貼支持。專機就是這個新能源裝機比例在30到60的,給予20%的資金比例。對于這個新能源的裝機比例大于等于30%的新能源的這種項目,是給予30%的資金支持。
這就提到空氣熱泵有一個單獨要求。就是空氣熱泵要求機組的容量不低于300千瓦,設備能效是要不低于2.5,這也帶動了北京這一批空氣熱泵相關的技術改革和升級,也是我們能源企業比較傾向應用的空氣熱泵。
2025年的5月14日,發布了關于貸款貼息的補貼政策。實際上就是對于符合這種新能源供應項目,可以給予 2.5‰的貸款貼息。年限從2025年到2027年。
在北京這個政策也明確規定了,北京市可以利用的新能源和可再生能源的形式,主要是包含7種:第一個就是地熱,含著淺層地熱和中層地熱。第二個就是空氣能。第三種是再生水源。第四種就是城市和工業余熱。第五就是生物質熱源。第六就是綠電,也包含綠電交易以及相關的綠電蓄熱。第七種就是太陽能。
通過分析新能源和可再生能源,它的投資的造價相對于常規的燃氣鍋爐,造價是大幅提升的。所以我們也進行了一個考慮,對于有冷熱需求的公建用戶以上的可再生能源都有比較好的應用場景。但是對于純工業的居民項目,因為這個設備的應用只有一年,應用的時間比較短。所以在技術和經濟方面,我們利用新能源和可再生是有一定的局限性和限制性的。
第二部分是我們做的技術轉型。在此之前,先簡單介紹一下我公司。我們全稱是叫北京燃氣能源發展有限公司,2011年12月成立,是北京燃氣集團的全資子公司。作為燃氣上下要延伸的平臺。在成立之初,2011年到2018年這段時間,主要做燃氣分布式,就是燃氣冷熱電三聯供項目。從2018年開始,我們接管了大批燃氣鍋爐房,就是北京市現狀的一些老小區的燃氣鍋爐房的運營。
我們也做了一下轉型,定位于區域清潔能源供應商,采用的是規劃設計、投資建設、運營計劃的商務模式,打造的常規能源和新能源的綜合能源系統。截止到現在,我們總的供熱面積是3183萬平米,其中境內是2176萬平米。我們現在是國家高新技術企業,目前擁有120項自主知識產權。主要的業務范圍是就針對的我們的用戶,主要是居民、公共建筑、大型園區等等。主要提供的是咨詢投資和運營服務。提供的產品主要是熱、冷、電、蒸汽和生活熱水。
對北京市的可再生能源也做了適應性的分析。相對來講,北京的地熱條件并不是特別好。北京的地質條件也比較復雜。尤其是中層地熱面臨著鉆探難度大。很多情況下出現這種廢井,成本昂貴是一個比較大的問題。第二就是地熱能的初始投資成本是比較高的,包含這個勘探、下井,到用戶的能源站,相應的初始投資大概是這個可控燃鍋爐房的三倍左右。
另外一個地熱能如果要應用,就要面臨冷熱平衡的問題。所以我們主要是適用于對于這熱負荷相對比較匹配,冷熱相對能夠平衡的農業建筑,優先推薦低熱能的應用。
再一個空氣能,也就是前面說的空氣熱泵這種形式,我們主要是考慮如果這個項目只有居民建筑,我們會優先考慮的可再能源,它投資造價相對較低。但是它有一個缺點,對噪音和空間有一些要求。所以我們如果進在進行配置的時候,前期的設計選型上要充分考慮這個特性,確保長期的功能穩定。
再一個就是北京的再生水和工業余熱,其實在北京市是比較稀缺的資源。而且因為一般要推廣應用,主要是用于附近復合渠的,所以受地理條件的限制,一般情況下用的也比較少。這就是我們結合北京市的實際的這種情況來制定的多端協同智能耦合的綜合能源技術路線。主要是立足于用戶需求,以安全穩定為前提,因地制宜最大化的開發利用可再生能源,搭配可靠的支撐性能源,也就是包含燃氣軟件、燃氣鍋爐等等,強化運營來全面保障區域的安全高效和綠色供應鏈。
第三方面分享一下新能源政策之后,我們開發的第一個項目是北京經開區國際人才社區的綜合能源項目。這個項目是北京經開區推動自主平衡來打造的一個重要措施,是北京市首個百萬平米級的新型國際人才社區項目。就目前這個二期工程后續還會有進一步的拓展。目前二期項目總面積是40萬平米,其中居民是35萬平,公建是4.6萬平米。我們當時考慮整個的供熱方案,也是優先考慮公建這4.6萬平米的冷熱的情況,優先配置地源熱泵項目。因為還有一個新能源利用專利比例不能低于30%。所以我們也結合現狀的條件,應善盡舉的原則,配合空氣能的風。實際的這個能源是有一座調控站加3座可再生的綜合能源站來聯合運行的。整體的配置方案是空氣熱泵裝機比例占10%,地源熱泵占22%,余熱回收占5%,算是可再生的。然后再加上燃氣鍋爐總的裝機能源比例,可再生裝機能源比例是34%。
2024年4月通過了專家論證。控制策略是低碳高效,以冷地熱應上盡上,優先采用地源熱泵,不足的由空調熱泵來補充,如果還有不足,由燃氣鍋爐做尖峰。我們當時在人才社區做了一下任務性實驗。當時覺得這塊可能地熱的資源不是特別好。我們在這個區域打了兩口實驗井,鉆孔的深度分別93米和126米,查明厚度約是86到92.5米。我們所以定的埋管的深度是在85米。根據巖土實驗確定夏季制冷的取熱大概是60瓦每米,冬季制熱是50瓦每米。整體采用多能互補核心設備支撐的能源方案,整體下來節約天然氣量約125.8萬立方米,年減排二氧化碳約0.17萬噸。
這塊的設計理念是設計數據驅動,主動規劃。首先是精準的符合預測,融合氣象預報和歷史運行大數據建立一個預測模型,將傳統的按需供熱升級為提前預判動規劃,消除能源供能的滯后性。再一個是全局能效型,對于這個預測結果來自動推演設備運行模式,實現符合匹配,保證系統的主要設備都能在能效的最高點。在整個投資建設的過程中,我們也是采用分批建設,根據用戶的需求來分批建幾個農業站的形式來節約投資。
運營策略方面,在后續運營上要做精細管控和降本增效。我們考慮到北京市現在有峰谷電情況,所以我們要做峰谷電。等于是利用現在的大管網,利用補電的時候,提前進行遇冷遇熱的方式,將能量存儲存在大管網中,降低相應的運行成本。第二個就是在管網上精準調控,采用水力平衡和電流電調調節的這種技術,實現環路的參數消除超供多供,杜絕無效超供。
另外我們從2025年開始做供熱項目的無人值守的這種布局。目前有十個典型項目來做了無人值守改造之后,在能效上有所提升,我們最好的供熱一單平米的耗氣量大概能到5.4。再一個就是在人員成本的節約上,就是人員成本大概節約比傳統的能節約30%。以上就是我匯報的各項內容,歡迎探討,謝謝大家。
責任編輯: 張磊