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【资讯】区域能源—我国建筑节能的重要发展方向!

作者:本站编辑  来源:绿建斯维尔  阅读:1968

据《BP世界能源统计年鉴(2017年)》统计,2016年,全球能耗达185亿吨标煤。大量使用的化石燃料,带来了环境恶化、冰川融解、极端气象频繁出现等一系列问题。

近些年来,我国的能源消耗快速增长。早在2010年,我国能耗总量达到32.7亿吨标煤,占到全球能耗总量的20%,首次超过美国,成为全球能源消耗最多的国家。

在此之后,我国能耗一直位于全球首位,2016年,中国能耗折合标煤约43.6亿吨,占全球能耗的23.6%,而同年度我国的能源进口依存度高达60%以上。快速增长的能耗水平,严重制约着我国的发展效率与能源安全。



目前,我国的能耗主要集中在建筑、工业、交通这几大领域,近些年来,我国建筑能耗所占比例持续上升,目前已接近全国能耗的30%。而根据发达国家的发展经验,随着工业技术不断发展,人们生活水平不断提高,工业生产能耗比例呈下降趋势。而以建筑、交通为代表的消费型能耗比例将不断上升。



根据美国能源部统计资料,在上世纪80年代,美国建筑能耗占国家能耗的33.7%,上世纪90年代增长为35.8%,2000年前后则达到了37.1%,随后保持稳定,约为41%左右。

现阶段,我国正处于决胜全面建成小康社会,开启全面建设社会主义现代化国家新征程的重要历史阶段,我国的城镇化率从2015年的56.1%,增长至2017年的58.5%,并预计2020年将要超过60%。在这一大背景下,预计我国建筑能耗水平将持续上升。



我国的建筑用能目前以电力为主。我国的电力供应是以大机组、大电网、高压电为主要组成的集中、单一式供电系统,只有少量的电量来自于自备发电机组。火力发电的主力机型主要采用朗肯循环燃煤机组,虽然向着大容量、高参数、环保型方向发展,但是由于煤的直接燃烧,不可逆损失较大,导致的能源利用效率较低,此外,由于集中供应电力的输配距离较远,由发电中心至用户中心的能源利用效率仅为35%左右,大量的能量以废热的形式排放到环境之中。


在这一大背景下,区域能源应运而生。区域能源是指区域供暖、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统和它们的综合集成系统。这种区域可以是行政划分的城市和城区,也可以是一个居住小区或一个建筑群,还可以是特指的开发区、园区等等。能源系统可以是锅炉房供热系统、冷水机组系统、热电厂系统、冷热电联供系统、热泵供能系统等等。所用的能源还可以是燃煤系统、燃油系统、燃气系统、可再生能源系统(太阳能热水系统,地下水源热泵系统,地表水源热泵系统,污水源热泵系统,土壤源热泵系统,光伏发电系统,风力发电系统等等)和生物质能系统等。



区域能源以其特有的能源综合梯级利用,能源利用效率高,节能效果显著;系统位于用户端,输配损耗较少,可靠性高;燃料来源多样,易于集成可再生能源等优势正受到越来越广泛的重视。



目前,区域能源系统中常用的技术形式包括:


一、 冷热电三联供系统


冷热电三联供(CCHP, Combined Cooling Heating and Power),是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行,产生的电力供应用户的电力需求,系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备(余热锅炉或者余热直燃机等)向用户供热、供冷。通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率,实现了能源的梯级利用。还可以提供并网电力作能源互补,整个系统的经济收益及效率均相应增加。



二、 水源热泵系统


水源热泵是利用地球表面浅层的水源、或者城市中污水处理厂排放的原生污水或中水作为冷热源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。水源热泵机组工作原理是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中;在冬季,则从相对恒定温度的水源中提取能量,利用热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。



三、 地源热泵系统


地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移的装置。地源热泵与水源热泵系统相似,只不过是其冷热源由自然界的水体替换为了地层和土壤,由于自然水体、土壤均具有冬暖夏凉的特点,因此水源热泵和地源热泵的工作效率较高,COP均可达到4以上,显著减少了能源消耗。而且系统一机冬夏两用,利用可再生能源,具有较好的环保性能



四、 蒸汽余热系统


蒸汽余热供能是指利用电厂汽轮发电机做功的蒸汽与吸收式热泵机组相结合,为区域实现夏季供冷、冬季供热的一种技术形式。该技术主要应用在供能区域周边有充足的蒸汽热源的地区。相对于燃气燃煤供冷,该方式无污染,对环境有益,同时可以充分利用热电厂产生的余热废热,使得电厂的发电效率从原来的30%-40%提高到了50%-60%。

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