胡建軍：分布式能源技術在新區(qū)建設中的應用和實踐

編者按：2018年8月9～10日，以“分布式能源新時代?變革創(chuàng)新融合”為主題的“2018（第十四屆）中國分布式能源國際論壇”在武漢召開，本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)研究中心共同主辦。會上，武漢國博能源管理有限公司建設運營部副部長首席高級技師胡建軍發(fā)表了《分布式能源技術在新區(qū)建設中的應用和實踐》的主旨演講。

本文根據(jù)論壇演講實錄進行整理。

我是建設運營部胡建軍，本次交流的主題是分布式能源技術在新區(qū)建設中的應用和實踐，分四個主題，第一國博項目的基本情況，第二是分布式能源的應用，第三是綜合能源管控系統(tǒng)，第四是發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。

國博項目情況，武漢新城國際博覽中心，位于武漢市的漢陽區(qū)四新地區(qū)，以會展經(jīng)濟旅游為龍頭，建設以展館、展示為功能，集會展、科技、文化、商務、休閑、旅游居住于一體的多功能符合的國家博覽城，整個項目總占地面積6253畝，凈用地面積4270畝，規(guī)劃總建筑面積是700萬方，一期工程區(qū)總建筑面積是45.7萬的國際展覽中心，二期工程包括10萬方的會議中心，國博中心成立于2006年5月份，是武漢市城投和成都設計城屬下的兩家公司共同組建，按照政府核準的規(guī)劃方案，負責博覽中心的融資投資建設和經(jīng)營，一個是負責博覽中心的項目融資、投資、建設和經(jīng)營管理。

在國博中心，分了三期項目建設，一期項目里總體量45.7萬方，光伏10.5MW，中心是12個展館，中心園區(qū)利用設置了6兆瓦地源熱泵，為展館配套服務有110變電站，裝機容量是2×50兆瓦，冷凍源有一期能源站提供能源配給。

在二期工程里是75萬方，為二期工程配套的就是二期分布式能源站，主要是以天然氣三聯(lián)供為主，設置了1.28兆瓦的光伏，三聯(lián)供的系統(tǒng)占建筑負荷的30%，余下70%用離心機和鍋爐設備調(diào)峰，三期工程總面積是140萬方的中間商務區(qū)和460萬方的生態(tài)區(qū)，目前除了房地產(chǎn)做了，其他的中央商務區(qū)目前還在規(guī)劃中，下一步的往區(qū)域性能源發(fā)展，每年的用電指標是5170萬用電量，在光伏是18兆瓦，已建是1.28，環(huán)球中心有5兆瓦，一期里面也配套了相對應的離心機組，裝機容量是4臺，在天然氣分布式能源方面，容量是21.5兆瓦，分兩期建設，一期建設是12.9兆瓦，預留兩臺，分布式能源的定義大家比較熟悉，我們講它的優(yōu)勢，具有安全、節(jié)能、環(huán)保、高效等特點，最重要的特點是掙錢。

因為它能實現(xiàn)高能高用，低能低用溫度對口，在極低的溫度，比如100度以下，在不可利用或者利用效率不高的時候，才用來排放，在環(huán)保上面，三聯(lián)供機組，它的發(fā)電效率是40.6%，一次能源的40.6%來發(fā)電，余下的50%來吸收，制成冷水和熱水，形成我們的三聯(lián)供系統(tǒng)，在一立方可產(chǎn)生4度電，我們通過數(shù)據(jù)比較，可以達到4.06到4.05的量，優(yōu)勢具有以下幾個特點，我們能源的綜合利用，梯級利用，節(jié)能環(huán)保，安全可靠性方面，網(wǎng)絡化、智能化、信息化管理方面，在投資收益方面，具有建設周期短，投資風險小，效益高的特點，尤其在特殊場合，商業(yè)密集區(qū)能安放樓宇式的分布式能源，可以集合在中心，不像我們電力通過遠距離的輸送，就地可以解決能源的用冷和電力方面的用能方便，它具有能源有效的損耗小、污染小，運行靈活系統(tǒng)經(jīng)濟性好的特點，更適合辦公樓、樓宇、醫(yī)院酒店，在數(shù)據(jù)中心和醫(yī)院的效果最好，在博覽中心因為負荷不同，曲線也不同。

投資分析在能源利用率高效方面，高溫區(qū)能源利用44.6%，每一個廠商的設備不同，效能有一定的差異，基本可以達到發(fā)電量的40%，余熱發(fā)電之后，產(chǎn)生的溫度是365度，最后溫度要充分利用，這個利用率可以達到50%，剩下的不到10%，我們二期分布式能源的綜合效率可以達到85.6%，中國在制定的標準是70%，所以這個效率盡量要做到環(huán)保節(jié)能，氮氧化合物的排放，國家對它的環(huán)境要求，在線監(jiān)測裝置采取的是總量排放，下一步還要從發(fā)電機組250毫克控制在70毫克，投資方面具有投資效能，如果已經(jīng)做了對電力方面的投資，就地解決分布式能源，不需要更多的電力方面的需求。

在先進性方面和我們的經(jīng)濟性方面，因為有了穩(wěn)定的負荷和用能方面，它的經(jīng)濟收益還是可觀，所以CCHP能確保城市能源網(wǎng)絡的安全運行。

下面重點講一下我們的項目怎么做，開發(fā)與建設方面，開發(fā)的流程主要是在項目的立項和電力的接入和發(fā)改委的立項審核，到最后的辦理雙證合一，辦了一個建設許可進行項目建設，重點說的是項目的設計、建設、運維和市場四個維度。

在項目的開工之前，一定要考慮好在電力接入方面的工作，很多困惑在國網(wǎng)，我們前期經(jīng)歷過這個陣痛，在電力接入國博的有5臺，分別接入的是國博區(qū)域的三個中心，在我們國博園區(qū)的第一機組是接到洲際中心，第二臺第三臺接到環(huán)球中心，這是原有的方案，在接入方案考慮到高可靠性就是雙回路供電，和供電公司進行博弈的時候，國網(wǎng)有一個要求是2013號文有一個規(guī)定10千伏以下的電力接入部分不允許大于6兆瓦，所以方案很重要。

在方案確定的基礎上進行電力設計，在電力接入方案完成以后，就會做項目的前期的設計，我們目前還是按照電力，分布式能源按照電力設計來完成，電力設計有的設備在完成相關的圖紙，更多的三聯(lián)供系統(tǒng)趨向于暖通，除了電網(wǎng)以外，其他的系統(tǒng)都是和民建和暖通系統(tǒng)相接近的，尤其在地下室布置的時候，更要考慮到我們的管線布置和機房的綜合，因為我們先有了建筑，然后有能源站，所以在地下結構里，采用了三維設計，我們在展館施工用建筑模型，用的效果比較好，在機電模型基礎上，把機電模型放到這當中來，解決我們在設備布置和管線布局，我們標高只有5.6米，像迪斯尼其他在建的分布式能源項目，層高在11米，極低的空間下解決整個機房的控制，難度比較大，也是一個挑戰(zhàn)。

在引用三維BIM優(yōu)化過程中，我們構建的是分布式能源的BIM模型，通過BIM協(xié)同設計，虛擬拼裝，可以通過虛擬空間看到將來的，或者施工過程中，要做到什么程度，做到什么效果，可以很清晰的看到，防止施工中的碰撞和后面的施工問題，同時在工廠化的預制方面，能發(fā)揮極大的功效。

在施工布局方面可以優(yōu)化方案，通過BIM把模型打開，或者現(xiàn)在怎么施工，怎么安排，怎么采購，怎么安裝，都可以在這個平臺上完成。

在工程管理過程中，我們是全過程使用的BIM，通過這個BIM基礎上，開發(fā)了智慧工地，把我們的防控、監(jiān)控和現(xiàn)場的多個環(huán)節(jié)利用上，最后延伸到運維管理，就是一個系統(tǒng)的全過程進行延伸，武漢市監(jiān)委以智慧工地為標準，在武漢市進行推廣，我們有BIM應用以后，再通過BIM的三維空間基礎上，由設計單位進行縱深的完善和設計，很清晰的可以看到，這是一種先進的對比，虛擬是什么，最終形成的成品是什么，在圖片上可以很清晰的看到。

能源站分了7個防火分區(qū)，鍋爐房和主機房為防爆分區(qū)，在機房布置基礎上，對建筑負荷進行調(diào)研，進行前期的負荷設計，酒店和海洋樂園按每平方150瓦樂園來考慮，采暖按100瓦的指標計算，得出設計總量44.7兆瓦的冷和21.3兆瓦的熱，通過總量計算出相對應的設備選型，得出來最終的設備裝機容量，裝機容量方面我們使用系數(shù)，因為展館同時使用率，按照0.6的系數(shù)，因為展館不像數(shù)據(jù)中心按照1.1或者1.0，我們洲際酒店和環(huán)球中心是按0.7的系數(shù)來考慮，分近期和遠期項目。

負荷確定以后，對設備選型，把主機、控制系統(tǒng)、設備選型一一落實。

另外要做的是工程建設，總包單位是中能建廣東火電，設計單位是中南電力設計院，電力接入比較麻煩，最終的并網(wǎng)實現(xiàn)了將近一年的時間，工程管理過程中，三同時和精細化管理很重要，可以保證項目的成功和精細化，打造成湖北省真正意義的分布式能源站。

第七是材料的運營管理，有了好的設計和施工，再看看運維，我們是按照項目的分期建設和負荷的不同季節(jié)，像冬季、夏季，每一個季節(jié)的用冷量不一樣，負荷不一樣，采取不同的模式來優(yōu)化，夏季和冬季的模式是以三聯(lián)供為機載負荷，剩余的用調(diào)峰設計來調(diào)峰，目前我們是103萬方，設計冷負荷的基礎上，做一個經(jīng)濟分析，我們會經(jīng)?？吹揭恍┐罄姓劦搅?，離心機組的效率高，鍋爐的設備可以達到90%，其他的只有40%，這是偷換概念，我做一個數(shù)據(jù)讓大家來看，南京天然氣發(fā)電，消耗的是天然氣，我們用一個負值38800，產(chǎn)出的是電和冷，得出來的經(jīng)濟價值，比如說526，同樣離心機組來制冷，冷量的基礎上來制冷，離心機組消耗的電數(shù)據(jù)的對比很明顯。

同樣用供熱的方式，三聯(lián)供常規(guī)機組來對比，經(jīng)濟性不言而喻。在談運營管理中，好的運營管理要有好的團隊，和你管理的機制，我們這個機制里定編15人，分了三個組首先保證運營，四班兩倒采用綜合工時制，檢修運維組對設備進行保障，在生產(chǎn)數(shù)據(jù)方面分析，因為這個行業(yè)有一點不同，需要一些特殊工種，比如高壓這一塊，制冷和相關的專業(yè)，一個人要持多種上崗證，要求我們的技術人員素質(zhì)高，還有一些進口設備。

另外是我們怎么把這個做好做優(yōu)，通過把一二期兩個能源站，因為它是不同時期來做的，一期在2011年使用，二期能源在2016年投入使用，實現(xiàn)了互聯(lián)互備，通過這個調(diào)劑以后，我們電量原來是5170萬，通過三聯(lián)供，供電量下降3170萬，把能源的綜合利用做到一種極致。

在能源互補上，一期二期三期，我們分了三期項目，把電力、冷源、熱源進行整體的規(guī)劃和調(diào)配，可再生能源滲透率大于50%，分布式能源的優(yōu)勢有七大特點，我說一下就是環(huán)保，氮氧化合物的排放，二氧化碳的排放，我們看一下這個數(shù)據(jù)對環(huán)保的意義很重大，在市場方面現(xiàn)有的基礎上，也拓展了新的業(yè)務，我們設計是103萬方，但是設計量會比較大，通過設備的優(yōu)化和能源的優(yōu)化，以及運行側(cè)的優(yōu)化，擠出中間的量對外供冷，增加了40萬方的供冷面積，把我們的效率提高。

我們把供給側(cè)和需求側(cè)進行耦合，通過網(wǎng)絡的多能互補方式，把地源熱泵光伏和冷熱三聯(lián)供和管控平臺，把多能互補進行優(yōu)化，形成一種網(wǎng)絡，通過IBC、TCP的方式，網(wǎng)絡平臺消化了DCS系統(tǒng)和CCHP的系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡把各個光伏和裝置，通過云平臺上傳到管理平臺上來。

有一個特點我們在能源系統(tǒng)里，做了一個大膽的嘗試，就是采用了智能高效系統(tǒng)，電力行業(yè)更多的考慮能源效率，作為這個項目來說，要有生命力和效率，我們更多的是把能源綜合效率放在首位，我們在這里實施了高效流體管理系統(tǒng)，把子系統(tǒng)進行分控。平臺上面可以在監(jiān)控系統(tǒng)、管控系統(tǒng)和相關的報警、報表、微網(wǎng)方面都在平臺上集中顯示和進行大數(shù)據(jù)分析控制。

另一個特點每年都有科技創(chuàng)新的任務，現(xiàn)在手機隨時可以看到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如說收集移動終端可以看到大數(shù)據(jù)，可以看到管理人員提高工作效率，可以看到數(shù)據(jù)報表，有好的設計和一流的設計，加上精細化的建設和高效的運維管理，才是一個優(yōu)秀的項目，能源公司從事的這方面的工作，采取了這種由運維管理團隊，采取這種全過程一體化的服務，這個項目里面具有幾個特點，比如說在示范項目上，有微網(wǎng)和多能互補，天然氣分布式，具有這方面的示范作用，能源綜合的創(chuàng)新，能源運行模式的創(chuàng)新，儲能配置和運行策略的創(chuàng)新，緊跟著時代跨越式的發(fā)展，推動新時代的能源轉(zhuǎn)型，也是要建設高效節(jié)能環(huán)保方面，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。

第四是發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)，通過這個數(shù)據(jù)可以看到，在2017年12月份全國的數(shù)據(jù)來看，裝機容量分布式方面，以及在區(qū)域性的能源裝機容量占比，哪些單位在做這件事，通過數(shù)據(jù)報表來看，燃氣公司占比最多，然后是電力公司和相關的投資主體，我們知道誰在干這件事，再看看國內(nèi)外的，在能源發(fā)展現(xiàn)狀過程中，還有多大的差距，天然氣分布式能源，不到全國裝機容量的2%，歐美國家比如美國、日本、歐盟可以到13%，甚至會更高，所以中國來看這個距離還比較遠，有更長遠的發(fā)展空間，所以我們對未來要有希望，面臨的分布式能源影響它的六個因素，在氣價方面成本、并網(wǎng)、認知度方面，比如天然氣價格，各位領導在前面說了，在技術方面是一個復雜的系統(tǒng)，不僅僅是電力和暖通，有很多的并網(wǎng)的同步周期和電網(wǎng)如何實現(xiàn)功能方面，和發(fā)電機組的技術方面，還有一些技術需要突破，在環(huán)保收益方面，通過這種天然氣改善環(huán)境，會有一些回報，促進節(jié)能環(huán)保的收益，對這個產(chǎn)業(yè)更好。

我提出四種理念，第一個分布式能源與需求側(cè)管理和節(jié)能服務，與售電側(cè)放開之間的跨領域交叉融合協(xié)同發(fā)展。第二是來自國內(nèi)的能源結構轉(zhuǎn)型，還是國內(nèi)外低碳能源發(fā)展的雙重壓力，預測分布式能源將在中國將迎來爆發(fā)增長，需求側(cè)管理和節(jié)能服務，會迎來一個歷史性的發(fā)展機遇，我們把需求側(cè)和節(jié)能服務，倡導一個發(fā)展方向，電改已經(jīng)改變了方向，第四是能源托管和能效托管，也是我們以后下一步的盈利模式，通過互聯(lián)網(wǎng)的競爭浪潮，分布式能源將實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

我們的產(chǎn)業(yè)在發(fā)展，發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)始終相輔相成，結合國博園區(qū)的應用和實踐，提出以下幾個觀點。

1、制定科學的價格體系，探索推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的運營模式。我們沒有走向市場化的價格，都是政府指導。

2、是充分發(fā)揮分布式能源的資源配置功能。

3、規(guī)劃設計從前沿規(guī)劃階段，就要把分布式能源領域做到區(qū)域規(guī)劃中，來形成多內(nèi)互補集成優(yōu)化負荷資源系統(tǒng)配置。

4、完善設計和運行標準，加強相關的技術研究和成果推廣，提高分布式能源的運行管理和控制水平，積極推進成果的實用性、商業(yè)化。我的匯報完畢，謝謝大家。