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许文发:区域能源能为“双碳”目标提供方案

内容来源:北极星电力新闻网      浏览次数:227      更新时间:2021-07-06
    人物档案:许文发,1941年生,暖通空调、区域能源、建筑能源工程领域资深专家,现任中国建筑节能协会区域能源专业委员会名誉主任、中国建筑节能协会技术委员会专家、中国建筑学会热能动力专业委员会顾问。曾被评为国家级有突出贡献中青年专家,享受国务院津贴。先后参与了600多项冷、热、电三联供分布式能源和区域能源项目。

  经历了半个世纪的集中供热发展,本世纪以来,区域能源在国内的发展经历了从无到有、从步履蹒跚到逐渐成熟的巨大变化。无论从市场需求角度,还是从城市能源高质量发展角度,其旺盛的生命力和对中国市场强大的适应力得以充分验证,同时验证了区域能源可以作为新时期中国能源革命战略,以及碳达峰、碳中和战略在城市(镇)落地的最有效和可实施路径之一。

  许文发于2001年从中国城市建设研究院退休。之后近20年里,他一直身体力行为区域能源在中国的发展鼓与呼,致力于区域能源概念和理念的解读、传播,同时为了推动区域能源在国内更好落地实施,着手国内人才队伍的培养和行业平台搭建。记者近日聆听许文发讲述了他亲历的我国区域能源的发展历程与取得重大收获的精彩故事。

  以下内容为许文发口述

  从集中供热说起

  区域能源系统犹如人的血管

  实际上,国际上已早于我国100多年发展区域能源。最早实践区域能源的是美国,其开始于1843年,主要为解决军营的供热、供暖和热水问题。

  1909年,国际区域能源协会正式成立。该组织致力于促使成员单位提供可靠、经济、高效、环保和科学的区域能源。

  国际上也称区域能源为社区能源,是指在社区里边能源的一切问题都由自己来解决。后来,又发展为城市能源,因为只有在城市里才有社区;再往后,就发展到现在广义的区域能源了。

  新中国成立后,在第一个五年计划期间,苏联开始对我国援建,在156个项目中,其中有很多是热电厂项目,由此拉开了我国城市供热的序幕。

  那时候,我国主要学习苏联的城市供热。彼时莫斯科共有17个热电厂,17个热电厂承担着向莫斯科全市供热的任务,城市热网分3级热网——高压网、中压网和低压网,而且全部是环形连接在一起的,任何一个热源热电厂或者用户端出现问题,都不影响整个城市的供热有序运行。如此,既保证了能源供应的安全,又可节约能源、提高效益,促进工业化生产。

  所谓区域能源,是指一个地域内能源的生产、转化、输配、使用、控制以及排放等全过程,是涉及到规划、咨询、设计、建设以及运营等全生命周期及全过程系统性解决方案。

  通常区域能源系统围绕作为系统心脏的中心站建设。区域能源系统很像人的血管系统,通常管线以闭式方式运行,从中心站输送热水到建筑物用户,然后冷水返回中心站再加热,往复循环。通过中心站的高效运行,区域能源系统可因地制宜、就近利用当地的可再生能源,并结合储能、热电联产技术等,为综合建筑物(工业、商业、住宅)供冷与供热。

  首个区域能源项目

  落户“中国硅谷”

  2000年左右,我国提出要建设北京中关村科技园,这是中国第一个国家级高新技术产业开发区、第一个国家自主创新示范区、第一个国家级人才特区,也是京津石高新技术产业带的核心园区。

  中关村科技园是我国体制机制创新的试验田,被誉为“中国硅谷”,其落地了我国第一个区域能源项目,也是我国第一个低温区域供冷项目。

  本人以能源顾问身份亲历了科技园的建设。经过严密技术论证后,建设方决定为这个150多万平方米覆盖面积的项目首次引入冰蓄冷空调技术,目的是在夜间用电低谷制冷,将建筑物空调所需冷量以冰的形式储存起来,在白天用电高峰时提供给用户,以此降低白天的用电负荷外,实现稳定供电。

  此外,冷站采用区域集中供冷方式,还可以让单体建筑不用自建冷站,从而可消除大楼内制冷设备产生的噪声、振动和水雾等,明显改善建筑使用环境。

  2005年4月,历时2年、投资1.1亿元建造的国内首家区域冷站——中关村广场冷站开始全面投入使用,广场内的家乐福中关村店、中关村广场地下空间、中关村金融中心、利德国际大厦等区域建筑群的用电总负荷减少了一半。

  20年超600个项目

  如雨后春笋般遍布全国

  近20年来,区域能源在国内的发展经历了从无到有,再到逐渐成熟的巨大变化。

  相关数据显示,20年内,我国已经有超过600个项目顺利实施,实现了设计节能向运营节能、建筑绿色到内核绿色、点式节能向系统节能的转变。

  其中,一个重要的时刻就是2009年11月18日,在江西南昌,成立了中国区域能源专业委员会。在我看来,这一事件就如同1919年有一批先进的知识分子接受了马克思主义一样,意味着2009年同样有一批先进的知识分子接受了区域能源的先进文化理念。

  在随后十多年里,我先后参与了几百项冷热电三联供分布式能源和区域能源项目的规划咨询与可行性研究,包括广州大学城、深圳南山热电厂、武汉王家墩区域能源中心、深圳钰湖热电厂、前海区域能源、珠海横琴区域能源等。如今,区域能源项目在全国已遍地开花。

  2010年,第16届亚运会在广州召开。经过我们的一番努力,区域能源项目得以在场馆落地实施,亚运会召开期间,场馆内舒适的空调获得了国内外一致好评。

  之后区域能源这一解决方案很快在广州大学城广泛应用起来,通过区域能源集中供冷,既方便又节省。伴随着2004年,广州大学城一期10座新大学拔地而起,十余项创新技术、直逼世界顶尖水平的区域能源工程项目——分布式能源站+区域集中供冷同步实施,从而让大学城里的师生们可以像开水龙头一样开空调。该项目成为当时全球供冷气量最大的区域供冷项目之一。

  根据测算,通过区域集中供冷,项目初投资比建筑物单独设置中央空调节省了总投资1.3亿元,减少了相关变压器、电线等输变电设施投资约1.7亿元;每年减少空调维护费用2000万元以上;系统运行成本比单体建筑设置中央空调降低28%。

  发展区域能源

  加速低碳城市势在必行

  城市作为国家碳达峰、碳中和战略的主要载体,应如何具体实践?

  本人认为,路径就是供给侧和需求侧的动态平衡、供给侧低碳和使用侧高效,而这正与区域能源倡导的理念不谋而合。可以说,区域能源正在为城市勾勒出一幅美好蓝图。

  区域能源可为城市碳达峰、碳中和贡献高效、可持续的系统性能源解决方案。因其具有多能源品种、多技术集成、多用户共享、多用能需求等多能动态合一的特征,可通过专业化和精细化,营造环境、政府、开发商、小业主和能源系统服务商五方共赢的能源发展新模式。因此,大力发展区域能源势在必行。

  在此,有必要提醒,区域能源首先是基于一个先进理念,但远超于技术本身的系统重构,需要以创新驱动可持续,不可简单复制;其次,通过市场化运作和专业化服务,区域能源极具赋能增值潜力,并不会增加地方政府的财政负担;最后,区域能源想要顺利实施还有待于行业协会引导、地方政府推动、企业落地实施的“三位一体”协同创新。

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