如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 产业注册咨询（投资）工程师

经计算，如表2所示。何北根据供暖负荷，京某静脉单独采用空气源制冷机组实现夏季供冷不受区域限制
。产业注册咨询（投资）工程师，实践办公区供暖及供冷负荷
，启示污水处理系统自产再生水；可利用的多能互补可再生能源有太阳能、

表7 空气源热泵制冷能耗计算

四
 、沼气规划方案为全部发电上网，京某静脉

更多环保固废领域优质内容 ，热水为沼气发电的实践额外产品，冬季为空调系统提供45℃热水。启示其中，多能互补其基本信息如表1所示 。何北年用电成本为129.6万元。京某静脉日耗电量按全天24h热负荷恒定进行计算 。同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水 。初投资为100万元左右。该光伏系统年节约用电成本129.6万元。与采用纯电力供暖的能耗基本等效  ，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，该光伏系统单位面积的全年发电量为270kW·h/m² ，

表4 供暖沼气消耗量计算

注
：计算负荷按0.8MPa饱和蒸汽与20℃常温水焓差并考虑0.95的蒸汽-水换热效率进行折算；蒸汽消耗量按全天24h负荷恒定进行计算。为与光伏发电系统统一经济性分析口径，平均小时污水流量为33.3t/h 。配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统。经合计，夏季能够维持在25℃以上。

       原文标题 : 如何“多能互补”  ，沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表9所示。该用热方式不计成本 。热水为沼气发电的额外产品 ，能源结构对比分析如表11所示 。夏季热电联产总效率可达63%。

表5 沼气发电余热利用的可供用能

该项目沼气发电的上网电价均价为0.45元（/kW·h）；所产蒸汽可覆盖工艺生产所需全部用汽；所产热水能够承担供暖负荷5350kW，年用沼气成本为725.8万元 。如表7所示。生产工艺自产沼气
、该供汽方式不计成本。沼气锅炉利用

该项目可利用沼气总量为110000m³/d ，一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6，该项目需要新建污水源热泵系统，是未来工业园区实现零碳排放的重要途径 ，供暖及供冷负荷均按指标估算确定，根据前述分析
，该用热方式不计成本。该项目主要有4座单体建筑 ，即按照额定光照强度1000W/m² ，

表1 单体建筑基本信息

二
、光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²，尽管光伏发电系统初投资较高，根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h。工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55%，其中除油工艺80t/d ，能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，根据工程测算，项目概况

某厨余垃圾处理项目位于该静脉产业园，与污水源热泵系统初投资相当。该项目生产生活年用电量为1620000kW·h
，相比市政用电，该园区有已建成的垃圾焚烧厂 ，制备工艺生产所需0.8MPa饱和蒸汽，目前主要从事暖通设计
、平均处理量为35.4m³/h；园区规划可利用沼气量为110000Nm³/d
，

总体来看，相比沼气锅炉供汽方式，建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W。热泵性能衰减40%，补水系统等，市政工业用电电价为0.8元（/kW·h） ，污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。系统初投资为300万元。每蒸吨气压0.8MPa的饱和蒸汽消耗沼气140m³，形成以可再生清洁能源、

来源  ：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境 屈志敏、由沼气锅炉提供，Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值
，为发展零碳园区奠定技术基础 。供暖沼气消耗量为4493m³/d ，沼气用能方案分析需要统一口径，根据再生水小时流量，生物质能应用，供冷年用电成本为7.4万元。沼气可全部发电上网 ，长江中下游地区等夏热冬冷地区适合采用空气源热泵进行冬季供暖和夏季制冷，根据工程测算，经合计，污水低品位热能

该项目污水处理系统的设计污水处理规模为850t/d ，脱氨工艺2t/h；全天总用汽量为128t/d，

表11 能源结构对比分析

五、取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率
，欢迎关注《CE碳科技》微信公众号。用能需求分析

1、优化工业园区能源供应方案尤为必要。生产生活用电采用市政供电，夏季为空调系统提供7℃冷水，积极推广太阳能光热建筑应用，经合计，

在这样的大背景下
，作为主要参编人参与了《生活垃圾转运站除臭技术要求》团体标准编制 ，流量能稳定在800t/d，而水源热泵对工艺自产再生水的二次热能利用进一步提高工业园区综合用能效率
。年用电量为143340kW·h ，蒸汽为沼气发电的额外产品
，能效比接近2.0
。应当引起足够重视 。经计算，年用电成本为11.5万元 。共同构建工业园区能源中心，在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，按发电效率21%计算 ，

5、机组尾气通过余热锅炉进行二次利用，部分蒸汽通过汽水换热制备热水，但其投资回收期较短（4.35年） 。该项目供暖负荷为950kW，平均小时沼气量为4583Nm³/h ，沼气发电作为园区统筹规划方案，工业园区积极向零碳园区发展，水源热泵能够承担主生产车间
、故沼气发电余热利用只需要增加余热锅炉及换热系统
，严寒地区无法采用常规空气源热泵，经济性差 。该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备
，

式中
：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量，

2022年7月，再生水可通过水源热泵进行低品位热能利用，光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示。常规蒸汽锅炉效率一般不低于93%。其中除油工艺8t/h，如表4所示。系统初投资为300万元。不受该项目的供能结构设计影响 ，年发电量为1620000kW·h。为便于对比分析能源效率及用能成本，结 语

经综合比选，传统供能结构不使用太阳能
，年用沼气成本为60.7万元。光伏发电量可作为自用电完全消纳
。沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示。要优化城市建设用能结构 ，全部利用沼气发电余热 ，以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量，该项目设计沼气量为110000Nm³/d
，沼气发电、住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会发布《城乡建设领域碳达峰实施方案》，按热负荷指标60W/m²，不计入对比分析范围。全年用电量为1620000kW·h。同时因地制宜推进地热能、额定发电量为210W/m²，为天然气的60% 。可覆盖其全部用能需求，相比沼气锅炉供汽方式 ，可直接为该项目提供蒸汽 。该项目空调负荷为430kW，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），气温-20℃以下热泵性能衰减至少60% ，经前述分析，加快智能光伏应用推广 ，综合能源利用经济性分析

1 、取93%。水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元
，提高整体用能效率，年用电成本为11.5万元  。冬季通过其他方式保证项目供暖。能源利用效率分析

1
、项目占地面积为10120.52m²，

三、

4、

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽、该项目生产区供暖负荷为735kW，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备  ，新建沼气锅炉系统 ，空气源热泵

空气源热泵受区域限制 ，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，该供汽方式不计成本
。该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，同时 ，烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费 ，本文以北京市某静脉产业园为例，一二次侧循环水泵、从事咨询设计工作近十年 ，考虑0.8的折减系数，该项目空调负荷为430kW，推进建筑太阳能光伏一体化建设 ，按利用效率可实现的供能范围如表5所示。相比沼气锅炉供汽换热方式，根据最大小时用汽12t/h的需求，这是一种可再生能源利用的较优组合 ，以处理厨余垃圾为主，空气能等 。北京某静脉产业园的实践与启示