近日，國家能源局綜合司、生態(tài)環(huán)境部辦公廳、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳聯(lián)合印發(fā)《全國可再生能源供暖（制冷）典型案例匯編（2024）》，此次共收錄了17個地?zé)崮?、?水源熱泵應(yīng)用案例，詳細(xì)地介紹了項目的基本情況、技術(shù)路線及工藝流程、經(jīng)營模式、效益分析、突出亮點(diǎn)等內(nèi)容。其中包括北京城市副中心行政辦公區(qū)復(fù)合式地源熱泵供熱、供冷系統(tǒng)工程，該項目有哪些亮點(diǎn)？我們一起來看！

北京城市副中心行政辦公區(qū)復(fù)合式地源熱泵供熱、供冷系統(tǒng)工程

一、項目基本情況

項目名稱：北京城市副中心行政辦公區(qū)復(fù)合式地源熱泵供熱、供冷系統(tǒng)工程

項目類型：政府機(jī)關(guān)

項目規(guī)模：總建筑面積270萬㎡

總投資：14.64億元

建成運(yùn)行時間：2017年1月實施，2018年10月底建成運(yùn)營。

所在地能源供應(yīng)消納條件：本項目系統(tǒng)為政府辦公使用，包括北京城市副中心行政辦公室、多功能會議室、健身房和餐廳廚房等。

可再生能源資源條件：淺層地?zé)崮堋?/span>

本項目采用地源熱泵結(jié)合市政熱力系統(tǒng)。

系統(tǒng)裝機(jī)容量占比：

熱源：地源熱泵（58.0%）+蓄能（15.4%）市政熱力（26.6%）。

冷源：地源熱泵（69.4%）+蓄能（14.8%）+調(diào)峰冷源（15.8%）。

二、技術(shù)路線及工藝流程

1. 負(fù)荷情況

負(fù)荷情況：冬季熱負(fù)荷140MW，夏季冷負(fù)荷160MW。

用能場景：北京城市副中心行政辦公室、多功能會議室、健身房和餐廳廚房等。

用能需求：按末端要求能源站設(shè)置低熱、高熱、低冷、高冷等雙熱源、雙冷源系統(tǒng)，滿足樓內(nèi)供暖、供冷要求。

其中：

冬季：北京城市副中心核心區(qū)建筑的A類建筑辦公、會議等主要區(qū)域為保證其舒適性同時設(shè)有散熱器系統(tǒng)（75/50℃）和風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)（50/40℃）兩套系統(tǒng)進(jìn)行供熱；B類建筑僅設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)（50/40℃）系統(tǒng)。

夏季：北京城市副中心核心區(qū)建筑的辦公、會議、健身房和餐廳廚房區(qū)域均采用分機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行夏季制冷。其空調(diào)采用溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)（供新風(fēng)的低溫冷水溫度為6/13℃；供干式風(fēng)機(jī)盤管的高溫冷水溫度為14/19℃）。

2. 技術(shù)路線

技術(shù)思路：

根據(jù)能源規(guī)劃方案，1#、2#能源系統(tǒng)均以地源熱泵為主，其他清潔能源調(diào)峰和補(bǔ)充，考慮投資經(jīng)濟(jì)性及安全、環(huán)境的影響，選用三河熱網(wǎng)作為冬季供熱調(diào)峰熱源，調(diào)峰冷源采用冷卻塔+冷水機(jī)組系統(tǒng)，調(diào)峰冷熱源的設(shè)置同時也是保持地下冷熱平衡的重要措施。結(jié)合北京市商業(yè)峰谷平電價，考慮系統(tǒng)運(yùn)行成本及冷熱兩用，設(shè)計水蓄能系統(tǒng)，同時降低熱泵系統(tǒng)裝機(jī)容量，增強(qiáng)了系統(tǒng)保障性。

技術(shù)特點(diǎn)及技術(shù)適用性：

（1）采用區(qū)域供冷（熱）技術(shù)

區(qū)域供冷（熱）就是在一個建筑群設(shè)置集中的能源站制備空調(diào)冷熱水，再通過循環(huán)水管道系統(tǒng)，向各座建筑提供空調(diào)冷（熱）量。這樣各座建筑內(nèi)不必單獨(dú)設(shè)置空調(diào)冷熱源，從而避免到處設(shè)置冷卻塔和鍋爐。由于各座建筑的空調(diào)負(fù)荷不可能同時出現(xiàn)峰值，因此主機(jī)的裝機(jī)容量會小于分散設(shè)置時總的裝機(jī)容量，從而減少主機(jī)設(shè)備的初投資。

（2）地源熱泵+蓄能技術(shù)

項目利用淺層地?zé)崮転闊岜脵C(jī)組的低位冷熱源，使得供能系統(tǒng)具有效率高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，屬于可再生能源利用。

項目為了充分利用峰谷電價差，采用了水蓄能技術(shù)。即用電低谷時段（電費(fèi)較低的時段）將空調(diào)系統(tǒng)的能量儲存起來，在用電高峰時段（電費(fèi)較高的時段）將儲存的能量釋放出來的熱力過程。因此蓄冷（熱）空調(diào)的意義從宏觀上來講，能平衡電網(wǎng)的負(fù)荷，充分發(fā)揮電站的發(fā)電效率；從空調(diào)用戶的角度來講，能充分利用不同用電時段的電費(fèi)差價，節(jié)省大量的運(yùn)行電費(fèi)。采用蓄冷（熱）空調(diào)系統(tǒng)可減少空調(diào)系統(tǒng)裝機(jī)容量，同時可利用夜間廉價低谷電儲存冷（熱）量，滿足在電力高峰期的空調(diào)負(fù)荷需要，節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行成本。

（3）輸送管網(wǎng)節(jié)能

輸送管網(wǎng)的能耗大小是集中供能系統(tǒng)成功運(yùn)行與否的重要一環(huán)。本項目采用了水蓄能技術(shù)，夏季采用大溫差輸送冷水（供回水溫度為6/13℃），降低了管網(wǎng)的初投資和供能系統(tǒng)的輸送能耗。

（4）變頻泵技術(shù)

本項目用戶側(cè)輸送二級泵采用變頻方式，節(jié)約了輸送能耗。在供能管網(wǎng)的輸送方案上，根據(jù)項目特點(diǎn)采用二級泵形式，即在主機(jī)房內(nèi)設(shè)置一級循環(huán)泵負(fù)擔(dān)熱泵機(jī)組（制冷機(jī)組）和主機(jī)房內(nèi)管件閥門阻力損失，在用戶入口側(cè)設(shè)置二級泵組負(fù)擔(dān)外網(wǎng)管路阻力和入口相關(guān)設(shè)備阻力，一級循環(huán)泵為定頻泵，通過臺數(shù)控制流量，二級泵為變頻泵。采取這一方案的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)各用戶外網(wǎng)阻力不同配置不同的二級泵，二級泵采用變頻措施跟蹤負(fù)荷變化，而一級泵定流量運(yùn)行保證熱泵機(jī)組（制冷機(jī)組）的運(yùn)行要求，采用二級泵技術(shù)避免了一級泵揚(yáng)程過高輸送能耗過大的問題，提高了管網(wǎng)輸送效率。

3. 系統(tǒng)配置

設(shè)備的裝機(jī)參數(shù)：

設(shè)備壽命：

機(jī)房內(nèi)相關(guān)設(shè)備使用壽命20年，地源熱泵室外換熱系統(tǒng)壽命與主體建筑同壽命。

智能控制：

建設(shè)智慧能源管控平臺，包括能源站監(jiān)控系統(tǒng)、二級子站監(jiān)控系統(tǒng)、管廊監(jiān)控系統(tǒng)、檢査井監(jiān)控系統(tǒng)、各站電能監(jiān)測系統(tǒng)實行集中監(jiān)視、管理和分散控制，并動態(tài)展示、控制、分析現(xiàn)行系統(tǒng)的運(yùn)行和能源分配使用情況。

（1）GIS+BIM運(yùn)維。BIM的三維可視化模型，可以輕松地查詢、搜索、定位到其所需的設(shè)備，并且直觀地了解到設(shè)備的全部信息。BIM系統(tǒng)使設(shè)備可視化、擬人化，具有感知功能，是一大技術(shù)亮點(diǎn)，這種3D的強(qiáng)科技感的效果，可以與用戶產(chǎn)生更好的互動，創(chuàng)造更好的用戶體。

（2）運(yùn)行監(jiān)控。內(nèi)置機(jī)器學(xué)習(xí)算法，機(jī)器學(xué)習(xí)式智能控制針對能源站設(shè)計，實現(xiàn)對能源站空調(diào)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)的智能優(yōu)化控制，根據(jù)能源站的運(yùn)行規(guī)律和負(fù)荷特點(diǎn)，構(gòu)建了豐富的系統(tǒng)運(yùn)行模式，靈活調(diào)整設(shè)備的啟停和出力，在滿足能源站舒適性要求的前提下，降低能源站的運(yùn)行能耗，實現(xiàn)高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（3）關(guān)鍵績效指標(biāo)管理與在線診斷。實現(xiàn)對地能源站能源消耗行為的指標(biāo)化、定量化管理；為能源站能源精細(xì)化管理，提供準(zhǔn)確、權(quán)威的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；使管理者可直觀地了解能源站的能耗水平，以及存在節(jié)能潛力的方向，為明確節(jié)能目標(biāo)、規(guī)劃節(jié)能路徑構(gòu)建扎實的基礎(chǔ)；從而更科學(xué)合理的來提升各能源站的能源利用效率。

4. 運(yùn)行情況

能源消耗種類和數(shù)量：系統(tǒng)消耗能源為電、市政熱力。本項目耗電設(shè)備主要有地源熱泵機(jī)組、冷水機(jī)組、系統(tǒng)循環(huán)水泵、釋能板換、板換機(jī)組等。

運(yùn)行時間：該項目自2018年10月底正式運(yùn)營，截止目前已完成5個供暖季、5個供冷季運(yùn)行，正在進(jìn)行2023－2024年供暖季運(yùn)行。冬季供暖開始時間為10月底11月初，供暖結(jié)束時間次年3月底，日供暖運(yùn)行時間為24h。夏季供冷開始時間5月初，結(jié)束時間9月底，日供冷運(yùn)行時間供冷初期及末期為日間12h，其他時間段為24h供冷。

綜合能耗：2022－2023年供暖季總用電量2186.3萬kWh（折合標(biāo)準(zhǔn)煤2687t），市政熱力用量88535GJ（折合標(biāo)準(zhǔn)煤3020t）（供暖面積173.1萬㎡）。二者合計折合標(biāo)準(zhǔn)煤為5707t。與全部采用市政供暖相比節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤4529t，節(jié)能效果顯著。2022－2023年供暖季總供熱量為30.0萬GJ，其中地源熱泵供熱量為21.1萬GJ，占70%，市政供熱量為8.85萬GJ，占30%。

三、經(jīng)營模式

投資方式：企業(yè)自投。

價格政策：目前暫無針對可再生能源供冷、供熱項目相關(guān)能源價格政策，電價采用電力市場化交易工商業(yè)電價，市政熱力價格采用與熱力公司協(xié)商定價。

收費(fèi)模式：本項目暫未收費(fèi)定價，臨時收費(fèi)按照供能建筑面積收費(fèi)，冬季供暖暫按照40元/㎡，供冷暫按照與供暖同價收費(fèi)40元/㎡。

經(jīng)營方式：自主經(jīng)營。

四、效益分析

本項目根據(jù)《關(guān)于印發(fā)北京市進(jìn)一步促進(jìn)地?zé)醿赡荛_發(fā)及系統(tǒng)利用實施意見的通知》（京發(fā)改規(guī)〔2013〕10號）的有關(guān)規(guī)定，享受政策性補(bǔ)貼1.97億元，其他資金由該項目投資公司自籌解決。該項目的實施在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、社會方面效益顯著。

（1）經(jīng)濟(jì)效益

本能源系統(tǒng)采用的地源熱泵系統(tǒng)效率高，搭配蓄能系統(tǒng)，充分利用區(qū)域峰谷電價，節(jié)約了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，通過經(jīng)濟(jì)性分析，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較好，與常規(guī)能源系統(tǒng)能耗費(fèi)用節(jié)約30%以上。

（2）環(huán)保效益

本方案采用地源熱泵系統(tǒng)+蓄能系統(tǒng)+二級泵系統(tǒng)，優(yōu)先利用淺層地?zé)崮芎蜕顚拥責(zé)崮艿目稍偕茉?，充分發(fā)揮了地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能高效的特點(diǎn)，調(diào)峰熱源也從外部以熱水形式引入，區(qū)域內(nèi)基本無污染物排放，方案節(jié)能環(huán)保。按照2022~2023年供暖季測算，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4529.42tce，節(jié)能率44%，年均減排CO2約11187.66t，減排SO2約90.59t，減排粉塵45.29t，按照一棵生長40 年的大樹平均每年可吸收450kg二氧化碳計算，本項目目前可再生能源的應(yīng)用相當(dāng)于多種植24861棵樹，可有效改善該區(qū)域的空氣質(zhì)量。

（3）社會效益

本項目作為北京城市副中心核心區(qū)的冷熱源工程，充分利用了地源熱泵這一可再生能源技術(shù)，本項目技術(shù)先進(jìn)，節(jié)能環(huán)保，充分利用“地?zé)醿赡堋?，為建設(shè)“近零碳排放區(qū)”起到了較好的示范作用，擴(kuò)大了項目的影響力。

本項目根據(jù)《關(guān)于印發(fā)北京市進(jìn)一步促進(jìn)地?zé)醿赡荛_發(fā)及系統(tǒng)利用實施意見的通知》（京發(fā)改規(guī)〔2013〕10號）的有關(guān)規(guī)定，該項目享受政策性補(bǔ)貼，2018年8月經(jīng)市發(fā)改委評審后，給與固定資產(chǎn)投資補(bǔ)貼1.97億元，其他資金由該項目的投資公司自籌解決。

五、突出亮點(diǎn)

（1）地源熱泵系統(tǒng)項目區(qū)域能源站建設(shè)規(guī)模大，標(biāo)準(zhǔn)高。

本項目供能服務(wù)面積270萬㎡，集中建設(shè)兩個區(qū)域能源站，室外地埋管共計11082套。與分散式能源站相比，地源熱泵系統(tǒng)設(shè)備集中設(shè)置，減少了設(shè)備總裝機(jī)容量，提高了設(shè)備利用率，減少建設(shè)投資；冷熱負(fù)荷相對穩(wěn)定，降低了最大負(fù)荷值，系統(tǒng)能效高，運(yùn)行費(fèi)用節(jié)?。焕錈嶝?fù)荷相對集中，室外土壤取、排熱量更容易達(dá)到平衡，近幾年運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示項目從室外土壤中取熱量與排熱量的偏差在±5%以內(nèi)。根據(jù)末端供能需求，冬季設(shè)置了高溫?zé)?、低溫?zé)犭p熱源系統(tǒng)，夏季設(shè)置了高溫冷、低溫冷雙冷熱源系統(tǒng)。

（2）能源系統(tǒng)采用多能耦合方式，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性及安全性

多能耦合能源形式發(fā)揮能源各自優(yōu)勢，既提高能源利用經(jīng)濟(jì)性、安全性，又大幅提高了區(qū)域可再生能源利用率。本項目地源熱泵供熱裝機(jī)比例為60%，根據(jù)近幾年實際運(yùn)行數(shù)據(jù)整個供暖季節(jié)地源熱泵系統(tǒng)供熱量占比為70%～75%。與常規(guī)能源方式（冷水機(jī)組供冷+市政熱力供暖）相比系統(tǒng)能耗費(fèi)用節(jié)約30%以上。

（3）兩區(qū)域能源站之間互聯(lián)，提升系統(tǒng)可靠性

兩區(qū)域能源站之間設(shè)置聯(lián)通管，能源調(diào)度靈活，充分保障了可再生能源利用率，同時提提升了系統(tǒng)安全可靠性。

（4）室外地埋管布置區(qū)域廣泛，對同類項目實施具有指導(dǎo)意義

本項目室外地埋管布置范圍包括綠地下、廣場下、建筑物下以及人工河道下，特別是人工河道下地埋孔的實施涉及防滲漏工藝，對同類項目的實施提供指導(dǎo)意義。

（5）智慧能源管控平臺及運(yùn)維APP實現(xiàn)項目精細(xì)化運(yùn)營管理

構(gòu)建智慧能源管控平臺，按需供能形勢分析研判和預(yù)測預(yù)警，提高運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和決策支持能力；融合多能耦合、區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)、能源調(diào)控、實時監(jiān)測、智能化用戶服務(wù)等功能。高效運(yùn)維APP覆蓋報修，常規(guī)巡檢，周期季節(jié)性保養(yǎng)三個關(guān)鍵常規(guī)業(yè)務(wù)；支撐各級管理人員對所轄區(qū)域、人員、工單執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控，確保日常工作流程做到可監(jiān)、可控、可管；整合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理。

（6）構(gòu)建北京市可再生能源利用展示平臺

結(jié)合目前已建設(shè)的北京市淺層地?zé)崮軇討B(tài)監(jiān)測平臺利用管理平臺，將北京市淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用成果及動態(tài)監(jiān)測成果充分展示，形成北京市可再生能源利用的展示平臺、北京市可再生能源科普教育基地。

六、問題和建議

建議1：圍繞地?zé)崮荛_發(fā)利用市場化發(fā)展，按照“市場可承受、企業(yè)可持續(xù)”的原則，落實發(fā)展優(yōu)惠政策，吸引社會投資，帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如電價政策、運(yùn)營補(bǔ)貼政策、金融政策等。

建議2：實施供熱、供冷價格指導(dǎo)意見或原則，側(cè)重支持新能源供熱、供冷發(fā)展，引導(dǎo)社會資本投資地?zé)崮荛_發(fā)利用利用領(lǐng)域，支持采用新能源項目供熱、供冷收費(fèi)價格高于采用傳統(tǒng)能源供熱、供冷收費(fèi)價格。

責(zé)編:dhl