區(qū)域能源與分布式能源結合促進能源綠色發(fā)展

文_劉偉 韓彩云 趙武琦 華清安泰（北京）科技股份有限公司

1 我國集中供熱發(fā)展情況

1.1 規(guī)模飛速發(fā)展

隨著我國城鎮(zhèn)化的高速推進，我國城鎮(zhèn)建筑面積不斷增長，集中供熱面積逐漸擴大。2018年，我國集中供熱面積約為87.8億m2，較2013年新增30億m2供暖面積，增加約10億GJ供熱量，而且未來將以每年8億～10億m2的速度增長。

1.2 結構發(fā)生變化

在國家大力推行清潔供暖，大力推進“煤改電、煤改氣”工程的大背景下，我國供熱結構發(fā)生了顯著變化。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2018年相對2013年能源結構趨向清潔、低碳化發(fā)展。

1.3 需求日益增長

統(tǒng)計顯示，我國每年新增建筑面積約20億m2，其中住宅約15億m2，公建約5億m2。建筑增長帶來的采暖需求就增長，而且采暖需求增長率超過建筑增長率，主要體現(xiàn)在北方的建筑集中供暖是必配的，華中、華南為主的南方地區(qū)也有很大需求。

1.4 供需矛盾突出

供熱是民生保障問題，隨著需求快速增長，帶來的是供應不足問題，供需矛盾日益突出。主要體現(xiàn)在既有產能不足、新增產能受限、新能源受限、可再生能源發(fā)展緩慢等方面。

2 變革與創(chuàng)新解決供需矛盾

我國建筑能源消耗在總能耗占比約40%，供熱空調能耗占到建筑能耗的40%～50%，因此供熱空調能耗占到我國總能耗的15%～20%，通過在供熱領域開展能源革命、通過變革與創(chuàng)新實現(xiàn)綠色發(fā)展，同時解決供需矛盾非常必要。

2.1 消費革命與創(chuàng)新

在日常消費角度開展革命，培養(yǎng)公眾樹立社會責任感，優(yōu)先采用綠色低碳技術和產品等。從消費角度創(chuàng)新，由單一的集中供熱思維向區(qū)域能源、分布式能源發(fā)展方面創(chuàng)新，因地制宜的選擇供熱能源方式。

2.2 供給革命與創(chuàng)新

2.2.1 供給革命

在能源供應方面采取多方舉措，挖掘現(xiàn)有潛力提高供應能力，發(fā)揮工業(yè)余熱利用潛力，實施新能源替代，發(fā)展分布式能源。

2.2.2 供給創(chuàng)新

改變傳統(tǒng)的單一供熱模式，向供熱、供冷、供熱、供電綜合供應發(fā)展，提高企業(yè)經濟效益。

2.3 技術革命與創(chuàng)新

2.3.1 技術革命

從節(jié)能建筑向超低能耗、零能耗建筑邁進，降低能源消耗量；采用大溫差輸送，提高輸送效率，降低輸送能耗；通過儲能技術、多能耦合技術，提高能源利用效率，減低能源消耗.

2.3.2 技術創(chuàng)新

單一能源向多能耦合、智慧能源和能源綜合利用發(fā)展；采用集中供熱大網(wǎng)與分布式供能相結合，通過大網(wǎng)為分布式補熱、調峰，實現(xiàn)靈活供能和安全供能。

2.4 體制革命與創(chuàng)新

供熱體制方面實施自我革命，打破壟斷，實施多元化主體參與、融合參與，激發(fā)市場活力。同時，實施模式創(chuàng)新，改變以往設計、施工、運行獨立實施的單一模式，向EPC、EPCO、F+EPCO、BOT、BOO發(fā)展，將資本與技術、管理融合，選擇適宜的模式保障項目安全可靠運行，實現(xiàn)用戶、投資人、服務商、社會各方滿意。

3 區(qū)域能源與分布式能源融合

3.1 解決能源供需矛盾

3.1.1 解決熱源供熱不足問題

在集中供熱能力不足情況下，集中熱網(wǎng)以解決住宅采暖為主。對于冷熱需求都有的辦公、醫(yī)院、學校、商業(yè)等公共建筑，優(yōu)先采用地熱能、空氣能等清潔可再生能源技術實施分布式供能。

3.1.2 解決熱網(wǎng)不到位的問題

對于新建開發(fā)區(qū)、園區(qū)，熱源廠供熱距離較遠、供熱管網(wǎng)不到位情況下，采用清潔可再生能源分布式自行解決用能需求，可以解決熱網(wǎng)不到位無熱可用問題。

3.1.3 提升供熱能力

城市大網(wǎng)輸送距離長，管網(wǎng)調節(jié)困難，冷熱不均問題明顯。為解決個別樓宇低溫問題，不得不提高整個大網(wǎng)的輸送流量和溫度，既造成能耗浪費有影響經濟效益。分布式能源站發(fā)揮靈活調節(jié)優(yōu)勢，可以降低能耗約20%左右。據(jù)統(tǒng)計，對于住宅項目，供熱效果好的熱網(wǎng)的平均能耗在0.25GJ/m2，而分布式能源站能耗約在0.2GJ/m2。

3.1.4 提高可再生能源利用率

可再生能源技術節(jié)能、綠色、低碳的優(yōu)勢，但是建成區(qū)由于場地資源條件限制，實施難度大。而新建開發(fā)區(qū)、功能區(qū)，可以統(tǒng)籌規(guī)劃采用地熱能、太陽能、空氣能等可再生能源用于供暖、空調，即便采用熱網(wǎng)或燃氣調峰情況下，可再生能源利用率也基本能夠達到60%以上。這樣可以整體提升城市或地區(qū)可再生能源利用率，從而實現(xiàn)國家2030年可再生能源利用率指標。

3.2 實現(xiàn)能源綜合利用

綜合能源涵蓋傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣等化石能源，以及風能、太陽能、地熱能、氫能、核能等新能源和可再生能源，以及通過這些能源加工形成的各類電、氣、冷、熱產品的供應和服務。

3.3 實現(xiàn)產融結合

專業(yè)服務公司具有靈活、高效的優(yōu)勢，在早期階段進入分布式能源市場，研發(fā)積累了成熟的技術和精細化管理經驗。隨著綜合能源服務行業(yè)發(fā)展，擁有資金和規(guī)模優(yōu)勢的以區(qū)域能源為主的央企、國有大型能源公司，業(yè)紛紛進入細分分布式能源市場。兩者結合，可通過合作實現(xiàn)共贏。

3.3.1 發(fā)包服務模式

工程發(fā)包服務是較常見的實施模式，以國有公司為主的能源公司投資能源站，將設計、工程施工、設備、運營分別發(fā)包給不同專業(yè)公司。

3.3.2 股權并購合作

規(guī)模實力雄厚的國有或大型民企能源服務為了補充短板，收購并購一些專業(yè)的能源服務公司，解決綜合能源服務實施環(huán)節(jié)中的關鍵問題，快速占領市場。

3.3.3 項目合作實現(xiàn)產融結合

參考PPP、BOT、BOOT等模式，合作方以項目公司模式，衍生F+EPCO模式，通過項目公司或契約合作，可以占有股權或不占有股權，各方明確職責和分工，全壽命周期捆綁在一起合作。F+EPCO模式將競爭變成了合作，可以促進產業(yè)融合，有助于區(qū)域能源和分布式能源融合發(fā)展，從而提高可再生能源利用率，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

4 實施案例

4.1 北京城市副中心

北京城市副中心堅持綠色發(fā)展理念，優(yōu)先采用綠色、低碳新技術，可再生能源利用率達到40%以上。目前1號站、2號站均采用在區(qū)域內建立采用地熱能、水蓄能為基礎的多個分布式能源站，同時接入三河熱力管網(wǎng)作為熱力調峰，項目運行安全穩(wěn)定，取得了很好的經濟效益和社會效益。

4.2 北京市海淀北部區(qū)域

北京市海淀北部區(qū)域也是科學城北區(qū)核心區(qū)，日前為北京市自貿區(qū)創(chuàng)新示范區(qū)。區(qū)域內有上莊熱電廠，采用燃氣發(fā)電余熱進行供暖，同時廠區(qū)內建立冷機和冰蓄冷系統(tǒng)可以為周邊區(qū)域提供供冷服務，建成后陸續(xù)接入周邊居民、銀行、酒店、部隊等供暖項目。

用友產業(yè)園采用地源熱泵、水蓄能為基礎，燃氣鍋爐、冷水機組調峰的多能互補分布式能源技術解決園區(qū)采暖、空調、熱水，項目采用“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源管理平臺”進行管理和運維。華清安泰實施EPCO模式進行設計、施工、運行，項目運行效果良好，為地熱分布式能源發(fā)展起到了示范作用，實現(xiàn)了很好的技術、經濟和社會效益。

中糧科創(chuàng)小鎮(zhèn)一期30萬m2已經竣工投產，項目采用市政熱網(wǎng)供熱+現(xiàn)場冷機、水蓄能+光儲充一體化的綜合能源服務，實施模式為典型的F+EPCO模式。項目以區(qū)域能源和分布式能源結合的創(chuàng)新模式榮獲“2020年度中國分布式綜合能源技術/設備創(chuàng)新獎”，項目的成功實施為雙方合作開發(fā)海淀北部區(qū)域綜合能源奠定了基礎，未來該區(qū)域600萬m2的建筑，都將采用綠色、低碳的節(jié)能新技術，為自貿區(qū)創(chuàng)新示范區(qū)提供清潔、綠色的智慧能源。

5 結語

在國家“十四五”規(guī)劃綠色發(fā)展主題下，以新能源與可再生能源為主的分布式能源將迎來快速發(fā)展機遇?？茖W有序地制定好清潔供熱領域規(guī)劃發(fā)展目標和路線，分布式能源與區(qū)域能源協(xié)調發(fā)展、有機融合，必將大大促進綜合能源綠色發(fā)展，為2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和做出重要貢獻。