劉蕾:天然氣分布式能源耦合類項目案例，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日在北京采用線上的形式召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會上，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(jù)論壇演講實錄進行整理。

劉蕾：感謝主辦方，各位與會嘉賓大家下午好！時間的原因我簡單跟大家分享，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，比如說國內首個年供氣量破百億的城市，國內首個累計供氣量破千億的城市，國內首個日供氣量破億城市，還有年用氣量僅次于莫斯科，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，公司當時的定位是區(qū)域清潔能源服務商，采用規(guī)劃、設計、投資、建設、運營一體化的商務模式，打造以燃氣綜合利用為核心，多能耦合的綜合能源系統(tǒng)，就是對一個多業(yè)態(tài)的綜合性區(qū)域項目或者某個業(yè)態(tài)的單體項目我們可以采用投資運營的方式，為其提供冷熱電的能源供應服務。

具體公司的商務模式比較靈活，擁有全部投資建設運營的全投資模式，我們也可以由我們公司對既有的能源供應系統(tǒng)進行托管服務或者體質改造。有合同能源管理方式，我們可以和廣大的合作伙伴一些開發(fā)商，廠家等一同合作對能源設施進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(qū)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，有的時候有電能供應。

第二類是純供熱的項目，主要以居民為主。第三類是光伏項目，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(zhàn)略，以北京市場為主，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，我們提供能源服務的業(yè)態(tài)包括工業(yè)型、園區(qū)型、集中供熱型、商業(yè)辦公、醫(yī)院和數(shù)據(jù)中心等等多業(yè)態(tài)。這是統(tǒng)計的一個數(shù)據(jù)，現(xiàn)在我們我們實際的供能服務面積達到3500萬平米，在運80多個項目，這是項目類型的分布圖。

下面簡單介紹一下我們公司的一些典型案例，還有技術情況。一是雄安新區(qū)容東片區(qū)綜合能源項目，這個項目我們公司主要參與的是建設和運營管理，中期供能面積達到1200平米，供冷200萬平米，這個項目采用中深層的地熱技術，淺層地熱技術和三聯(lián)供，儲能和光伏等多種能源技術。南信大心目是我們在南京投資建設運營的一個大概100萬平米的學校集中供冷供熱的項目，這個項目我們采用電廠余熱和空氣源熱泵相結合的技術方式。目前這個項目也是開創(chuàng)了南方集中供暖的第一個高效。

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80萬平米，這個項目在當時主要以地源熱泵為主，大概打了6000口井，我們在后期運營中也是發(fā)現(xiàn)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候系統(tǒng)運行會出現(xiàn)問題，后期我們增加了一些調峰設施，這個項目的可再生能源利用率是非常高的。下一個是城市副中心項目，這個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，這個項目可再生能源超過40%，現(xiàn)在在項目實際運行中首先以淺層地熱為主，在實際運行的過程中可再生能源的利用比率遠大于40%的比例的。

下一個是中石油數(shù)據(jù)中心項目。這個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(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)中心提供全年24小時不間斷的電和冷能的供應。這是一個改造的項目，采用的是三聯(lián)供和光伏發(fā)電打造了區(qū)域電網(wǎng)。

下面簡單介紹一下技術發(fā)展路徑。從3060提出出來，從國家層面和各地區(qū)層面提出了相配合的規(guī)劃和方案，一系列的政策，總的來說提高能源利用效率，加大新能源和可再生能源的應用比例是未來能源利用的重要方向。在這樣一個大背景下，我們遵循的是以系統(tǒng)節(jié)能為基礎，低碳耦合系統(tǒng)為過度，零碳能源為目標的能源發(fā)展路徑。首先節(jié)能，這里寫到了系統(tǒng)節(jié)能，外部做好綠色節(jié)能建筑，就建筑本身提高它的節(jié)能性，從根源上降低能源消耗。對于像我們這種能源服務公司來說，做到的就是供能系統(tǒng)的提質增效。對于新建項目我們選擇的都是高能效的設備，通過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展節(jié)能改造相關的工作，提高它的整個效率。同時加大可再生能源利用的比例，在這個過程中我們首先著重考慮的還是要在保障供能安全穩(wěn)定的前提下，因地制宜合理的選擇可再生能源技術。這是我們公司曾經(jīng)利用過的具體技術，包括煤改氣，煤改電技術，能源梯級利用技術，三聯(lián)供，余熱，太陽能技術和多技術的耦合，不一一解釋了。

下面說說我們環(huán)球影城這個項目。環(huán)球影城是北京市的重大項目之一，這個項目在2021年9月份正式開園，一期項目供能面積40萬平米，包括游樂園區(qū)，兩個主題酒店，環(huán)球的辦公和后勤區(qū)。這個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，我們在這個項目上采用了天然氣分布式能源和燃氣三聯(lián)供技術，冰蓄冷技術，自然冷卻技術和太陽能熱水技術。

首先三聯(lián)供可以為這個項目提供更廉價的電力成本，余熱可以用來供熱和制冷。自然冷卻在冬季溫度低的時候供應園區(qū)的冷負荷需求，像這種天氣，園區(qū)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(xù)冰，白天風電進行制冷，減少電力成本。冰蓄冷實際運行中我們在過度季天氣開始逐漸熱起來的時候開使用起來了。

這個是這個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)供開機的時候，全年無論是冬夏季余熱完全被消納，這是它的裝機原則。而續(xù)冰的裝機在過度季滿足大部分的供冷需求。

這個項目的工藝流程示意圖，夏季的時候發(fā)電機優(yōu)先的開啟燃氣內燃機發(fā)電，發(fā)電之后進行制冷，這是夏季和過度季的時候用于制冷，其次用夜間的續(xù)冰進行供冷，不足的地方開啟機載冷機進行調峰，冬季供冷采用的自然冷卻，三聯(lián)供的余熱是給園區(qū)供熱和生活熱水，我們有一個獨立的能源站房，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(shù)據(jù)是大于5.0，我們稱之為高效機房，在這個項目建設的過程中因為冷負荷需求常年都是比較大的，所以在建設過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(tǒng)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%。

控制方面這個項目除了比較常規(guī)的水泵變頻，冷機尋優(yōu)，閥門調節(jié)，還有系統(tǒng)的一鍵起停外，我們?yōu)榱耸褂脠@區(qū)的負荷變化和波動，我們有快速控溫的優(yōu)化算法，同時對這個項目的負荷進行預測，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啟關停設備。

后續(xù)我們又配合著平臺建設，目前這個項目實現(xiàn)兩級管理，在項目上的管理和公司上的管理。從實際運行數(shù)據(jù)上來看，從平臺上列了每個月的制冷系統(tǒng)的效率值，這個項目從去年底正式投產(chǎn)，這一年我們的運行其實是伴隨著整個項目的調試的，這樣看整體的系統(tǒng)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(xiàn)在看這個項目在我們目前的調試過程中我們覺得這個項目在能效上，還有進一步的優(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，這是我們的聯(lián)系方式，謝謝。