劉蕾:天然氣分布式能源耦合類(lèi)項目案例，環(huán)球影城CCHP能源中心項目

編者按：在“雙碳”背景下分布式能源領(lǐng)域貫徹新發(fā)展理念，以“雙碳背景下能源安全新思維——新型分布式綜合能源保障”為主題的“第十八屆中國分布式能源國際論壇”于2022年12月8日在北京采用線(xiàn)上的形式召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，北京燃氣能源發(fā)展有限公司副總工劉蕾做了主題為《天然氣分布式能源耦合類(lèi)項目案例，環(huán)球影城CCHP能源中心項目》的報告。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

劉蕾：感謝主辦方，各位與會(huì )嘉賓大家下午好！時(shí)間的原因我簡(jiǎn)單跟大家分享，分享的案例是天然氣分布式能源環(huán)球影城的能源中心項目。

我的匯報分三個(gè)部分，第一部分我們公司的介紹。首先我們公司是隸屬于北京燃氣集團的，北京的燃氣事業(yè)始于1958年，到今有60多年的歷史，集團發(fā)展至今取得非常我的成就，比如說(shuō)國內首個(gè)年供氣量破百億的城市，國內首個(gè)累計供氣量破千億的城市，國內首個(gè)日供氣量破億城市，還有年用氣量?jì)H次于莫斯科，排名世界第二。

燃氣集團為了延伸上下游的產(chǎn)業(yè)，于2011年12月份成立了全資子公司，就是我們北京燃氣能源發(fā)展有限公司，公司當時(shí)的定位是區域清潔能源服務(wù)商，采用規劃、設計、投資、建設、運營(yíng)一體化的商務(wù)模式，打造以燃氣綜合利用為核心，多能耦合的綜合能源系統，就是對一個(gè)多業(yè)態(tài)的綜合性區域項目或者某個(gè)業(yè)態(tài)的單體項目我們可以采用投資運營(yíng)的方式，為其提供冷熱電的能源供應服務(wù)。

具體公司的商務(wù)模式比較靈活，擁有全部投資建設運營(yíng)的全投資模式，我們也可以由我們公司對既有的能源供應系統進(jìn)行托管服務(wù)或者體質(zhì)改造。有合同能源管理方式，我們可以和廣大的合作伙伴一些開(kāi)發(fā)商，廠(chǎng)家等一同合作對能源設施進(jìn)行投資與維護管理等。目前我們公司設計的投資運維板塊三大塊，區域性樓宇型的綜合能源項目，這種項目一般供應的是冷熱，熱水，有的時(shí)候有電能供應。

第二類(lèi)是純供熱的項目，主要以居民為主。第三類(lèi)是光伏項目，是我們公司拓展的新項目。“十四五”期間我們公司以深耕北京，布局全國為發(fā)展戰略，以北京市場(chǎng)為主，京外項目目前在黑龍江、南京、陜西、深圳、天津等地都有在運和在施我們項目，我們提供能源服務(wù)的業(yè)態(tài)包括工業(yè)型、園區型、集中供熱型、商業(yè)辦公、醫院和數據中心等等多業(yè)態(tài)。這是統計的一個(gè)數據，現在我們我們實(shí)際的供能服務(wù)面積達到3500萬(wàn)平米，在運80多個(gè)項目，這是項目類(lèi)型的分布圖。

下面簡(jiǎn)單介紹一下我們公司的一些典型案例，還有技術(shù)情況。一是雄安新區容東片區綜合能源項目，這個(gè)項目我們公司主要參與的是建設和運營(yíng)管理，中期供能面積達到1200平米，供冷200萬(wàn)平米，這個(gè)項目采用中深層的地熱技術(shù)，淺層地熱技術(shù)和三聯(lián)供，儲能和光伏等多種能源技術(shù)。南信大心目是我們在南京投資建設運營(yíng)的一個(gè)大概100萬(wàn)平米的學(xué)校集中供冷供熱的項目，這個(gè)項目我們采用電廠(chǎng)余熱和空氣源熱泵相結合的技術(shù)方式。目前這個(gè)項目也是開(kāi)創(chuàng )了南方集中供暖的第一個(gè)高效。

這是在陜西寶雞我們用收購+后期建設淺層地源熱泵的項目，總共的面積達到80萬(wàn)平米，這個(gè)項目在當時(shí)主要以地源熱泵為主，大概打了6000口井，我們在后期運營(yíng)中也是發(fā)現如果全部采用地源熱泵獨立供冷熱的項目，如果冷熱不均衡的時(shí)候系統運行會(huì )出現問(wèn)題，后期我們增加了一些調峰設施，這個(gè)項目的可再生能源利用率是非常高的。下一個(gè)是城市副中心項目，這個(gè)項目主要以地源熱泵和水蓄能為主，耦合了燃氣三聯(lián)供和調峰設施，這個(gè)項目可再生能源超過(guò)40%，現在在項目實(shí)際運行中首先以淺層地熱為主，在實(shí)際運行的過(guò)程中可再生能源的利用比率遠大于40%的比例的。

下一個(gè)是中石油數據中心項目。這個(gè)項目是我國第一批天然氣分布式能源的示范項目，以燃氣三聯(lián)供作為主用電源，取消了數據中心的系統，為數據中心提供全年24小時(shí)不間斷的電和冷能的供應。這是一個(gè)改造的項目，采用的是三聯(lián)供和光伏發(fā)電打造了區域電網(wǎng)。

下面簡(jiǎn)單介紹一下技術(shù)發(fā)展路徑。從3060提出出來(lái)，從國家層面和各地區層面提出了相配合的規劃和方案，一系列的政策，總的來(lái)說(shuō)提高能源利用效率，加大新能源和可再生能源的應用比例是未來(lái)能源利用的重要方向。在這樣一個(gè)大背景下，我們遵循的是以系統節能為基礎，低碳耦合系統為過(guò)度，零碳能源為目標的能源發(fā)展路徑。首先節能，這里寫(xiě)到了系統節能，外部做好綠色節能建筑，就建筑本身提高它的節能性，從根源上降低能源消耗。對于像我們這種能源服務(wù)公司來(lái)說(shuō)，做到的就是供能系統的提質(zhì)增效。對于新建項目我們選擇的都是高能效的設備，通過(guò)后期的運維管理提高效率，減少一次能源消耗，從而減少相應的排放。

對于既有項目我們在積極的開(kāi)展節能改造相關(guān)的工作，提高它的整個(gè)效率。同時(shí)加大可再生能源利用的比例，在這個(gè)過(guò)程中我們首先著(zhù)重考慮的還是要在保障供能安全穩定的前提下，因地制宜合理的選擇可再生能源技術(shù)。這是我們公司曾經(jīng)利用過(guò)的具體技術(shù)，包括煤改氣，煤改電技術(shù)，能源梯級利用技術(shù)，三聯(lián)供，余熱，太陽(yáng)能技術(shù)和多技術(shù)的耦合，不一一解釋了。

下面說(shuō)說(shuō)我們環(huán)球影城這個(gè)項目。環(huán)球影城是北京市的重大項目之一，這個(gè)項目在2021年9月份正式開(kāi)園，一期項目供能面積40萬(wàn)平米，包括游樂(lè )園區，兩個(gè)主題酒店，環(huán)球的辦公和后勤區。這個(gè)主題公園整體的能源需求有全年的冷需求，全年的熱水需求，還有相應的熱和電需求，這個(gè)項目尤其是對冷負荷的需求比較大，電力負荷需求比較大，針對這些特點(diǎn)，我們在這個(gè)項目上采用了天然氣分布式能源和燃氣三聯(lián)供技術(shù)，冰蓄冷技術(shù)，自然冷卻技術(shù)和太陽(yáng)能熱水技術(shù)。

首先三聯(lián)供可以為這個(gè)項目提供更廉價(jià)的電力成本，余熱可以用來(lái)供熱和制冷。自然冷卻在冬季溫度低的時(shí)候供應園區的冷負荷需求，像這種天氣，園區的冷負荷靠自然等卻供應的。冰蓄能主要在夜間利用谷電續冰，白天風(fēng)電進(jìn)行制冷，減少電力成本。冰蓄冷實(shí)際運行中我們在過(guò)度季天氣開(kāi)始逐漸熱起來(lái)的時(shí)候開(kāi)使用起來(lái)了。

這個(gè)是這個(gè)項目具體的裝機和它的裝機組成的構成圖，可以看到三聯(lián)供的裝機占到整體大概10%，占比不是特別大，主要是為了保證一次能源的利用效率，只要三聯(lián)供開(kāi)機的時(shí)候，全年無(wú)論是冬夏季余熱完全被消納，這是它的裝機原則。而續冰的裝機在過(guò)度季滿(mǎn)足大部分的供冷需求。

這個(gè)項目的工藝流程示意圖，夏季的時(shí)候發(fā)電機優(yōu)先的開(kāi)啟燃氣內燃機發(fā)電，發(fā)電之后進(jìn)行制冷，這是夏季和過(guò)度季的時(shí)候用于制冷，其次用夜間的續冰進(jìn)行供冷，不足的地方開(kāi)啟機載冷機進(jìn)行調峰，冬季供冷采用的自然冷卻，三聯(lián)供的余熱是給園區供熱和生活熱水，我們有一個(gè)獨立的能源站房，分三層，最底下的是蓄水池和輔助設備，一層是主設備機房和相應的配電室，二層是中控室。

目前行業(yè)上比較認可的數據是大于5.0，我們稱(chēng)之為高效機房，在這個(gè)項目建設的過(guò)程中因為冷負荷需求常年都是比較大的，所以在建設過(guò)程中我們采用了多種措施保證后期的能耗，在設備選型，系統優(yōu)化，在工程建設中我們也是采用了這種預制裝配式的機房建設，整體的預制率達到90%。

控制方面這個(gè)項目除了比較常規的水泵變頻，冷機尋優(yōu)，閥門(mén)調節，還有系統的一鍵起停外，我們?yōu)榱耸褂脠@區的負荷變化和波動(dòng)，我們有快速控溫的優(yōu)化算法，同時(shí)對這個(gè)項目的負荷進(jìn)行預測，提前制定一些運行策略幫助我們的項目人員更合理的去開(kāi)啟關(guān)停設備。

后續我們又配合著(zhù)平臺建設，目前這個(gè)項目實(shí)現兩級管理，在項目上的管理和公司上的管理。從實(shí)際運行數據上來(lái)看，從平臺上列了每個(gè)月的制冷系統的效率值，這個(gè)項目從去年底正式投產(chǎn)，這一年我們的運行其實(shí)是伴隨著(zhù)整個(gè)項目的調試的，這樣看整體的系統效率年均值7左右，負荷最大，天氣最熱的七八月份效率達到5以上。

冬季之所以這么高，主要是因為冬季我們采用大量的自然冷卻，效率還是比較高的。我們現在看這個(gè)項目在我們目前的調試過(guò)程中我們覺(jué)得這個(gè)項目在能效上，還有進(jìn)一步的優(yōu)化空間。我抽取了一些雙工況機組在純制冰工況下的效率，基本上達到4左右，整體看能效還是比較理想的。

我就分享這些，感謝大家的聆聽(tīng)，這是我們的聯(lián)系方式，謝謝。