編者按：“第二十屆中國分布式能源國際論壇”于2024年10月29日在北京召開，本次大會(huì)由由中國能源研究會(huì)指導(dǎo)，中國能源研究會(huì)分布式能源專委會(huì)、中國能源網(wǎng)主辦。會(huì)上，北京燃?xì)饽茉窗l(fā)展有限公司副經(jīng)理滕小果做了主題為《北京城市副中心6#能源站綠色能源耦合案例》的報(bào)告。

以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

非常感謝主辦方提供這次機(jī)會(huì)，讓我們有機(jī)會(huì)分享北京城市副中心6號(hào)站的綠色能源耦合案例。

北京城市副中心6號(hào)站的項(xiàng)目，大致供能面積12個(gè)地塊，總面積大約56萬平方米。項(xiàng)目要求實(shí)現(xiàn)60%的可再生能源裝機(jī)比例，并確保總的可再生能源供應(yīng)量超過80%。為此，我們制定了多能協(xié)同智能耦合的方案，該方案優(yōu)先考慮利用可再生能源，即地源熱泵，并將其與三聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行耦合，同時(shí)輔以普通能源的補(bǔ)充。

冬季供暖主要由三個(gè)核心供能系統(tǒng)構(gòu)成。最上層是6臺(tái)地源熱泵系統(tǒng)，它們與蓄能水池協(xié)同工作，其中蓄能水池主要用于儲(chǔ)存可再生能源產(chǎn)生的熱能。中間部分是天然氣的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，而下層則是作為補(bǔ)充的燃?xì)忮仩t。

夏季的制冷情況主要分為兩個(gè)，一個(gè)是地源熱泵供冷，另一個(gè)是天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)。

整個(gè)耦合過程中突出講一個(gè)亮點(diǎn)，如何將燃?xì)馊?lián)供和地源熱泵耦合起來，正常的地源熱泵在北京市運(yùn)行時(shí)是在寒冷的季節(jié)，如果地?zé)崛〉幂^多，地溫降下來時(shí)，容易產(chǎn)生停機(jī)保護(hù)，與三聯(lián)供耦合之后，把三聯(lián)供剩下的煙氣，大概80攝氏度的煙氣和地源熱泵的進(jìn)水進(jìn)行耦合，相當(dāng)于提升了地源熱泵系統(tǒng)整體的能效，同時(shí)也避免了停機(jī)保護(hù)。

我們對(duì)整個(gè)溫度區(qū)間進(jìn)行了合理的梯級(jí)利用規(guī)劃。對(duì)于寶貴的天然氣資源，我們采取了以下策略：在溫度超過1000攝氏度的階段，主要用于發(fā)電;而在1200～500攝氏度區(qū)間內(nèi)，主要用于供熱和供冷;當(dāng)溫度降至180攝氏度以下時(shí)，則進(jìn)行低溫供暖。

我們將鍋爐產(chǎn)生的煙氣和發(fā)電機(jī)的余煙與地源熱泵的進(jìn)水進(jìn)行了耦合處理，有效地將煙氣的溫度降低到了30攝氏度以下，因此在冬季運(yùn)行時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)白煙。

鑒于整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，為確保項(xiàng)目的順利運(yùn)行，我們對(duì)運(yùn)行策略進(jìn)行了多輪探討，最終制定了25種運(yùn)行策略。這些策略通過智慧平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的優(yōu)化調(diào)度。自2020年正式供能以來，項(xiàng)目整體能效表現(xiàn)優(yōu)異。通常，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中地源熱泵制熱的效率約為3.0%，而該項(xiàng)目在主要依賴地源熱泵運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)能效高達(dá)5.23%。

我們對(duì)項(xiàng)目實(shí)際的碳排放情況進(jìn)行了綜合對(duì)比分析，主要考慮了三種方案：一是我們當(dāng)前采用的多能協(xié)同智能耦合系統(tǒng)，二是單獨(dú)采用地源熱泵系統(tǒng)，三是常規(guī)的供能系統(tǒng)。經(jīng)過智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的精細(xì)管理，我們當(dāng)前系統(tǒng)的碳排放總量為1.07。相比之下，如果單獨(dú)采用地源熱泵系統(tǒng)，碳排放量為1.16;如果采用常規(guī)的鍋爐加電制冷系統(tǒng)，碳排放量則高達(dá)1.38。因此，我們當(dāng)前的系統(tǒng)是這三種方案中最低碳的一種形式。

目前，北京市外調(diào)綠色電力的比例約為30%。展望未來，當(dāng)北京市外調(diào)綠電比例提升至44%時(shí)，實(shí)際上我們現(xiàn)在的能源系統(tǒng)，本地燃?xì)獍l(fā)電仍然是北京市超低碳電力的主要來源，也就是北京市的燃?xì)獍l(fā)電依然是最高效的。

最后，總結(jié)一下該項(xiàng)目的幾大亮點(diǎn)：

第一，在可再生能源的利用上達(dá)到最大化，通過采用地源熱泵與水蓄能相結(jié)合的方式，成功實(shí)現(xiàn)了60%的整體可再生能源裝機(jī)比例。

第二，在熱效率的提升上取得顯著成效。

第三，最大化提升了輸配效率，整個(gè)系統(tǒng)采用了二級(jí)系統(tǒng)，并且引入高效仿真的能源系統(tǒng)，打造了數(shù)字雙胞胎系統(tǒng)，進(jìn)一步提升了運(yùn)營(yíng)效率。