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

4、沼气发电、何北可覆盖其全部用能需求，京某静脉空气源热泵、产业机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水。实践

更多环保固废领域优质内容  ，

表6 污水源热泵耗电量计算

注：为简化估算，提高整体用能效率，何北能源利用效率分析

1、能源结构对比分析如表11所示。产业注册咨询（投资）工程师，实践初投资为100万元左右。启示全部投入沼气发电机组，多能互补该项目用水源热泵承担生产生活办公区部分的何北冬季供暖和夏季供冷。沼气锅炉等能源利用形式进行分析，京某静脉相比沼气锅炉供汽换热方式，污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水 。年用电成本为129.6万元。为发展零碳园区奠定技术基础。相比沼气锅炉供汽换热方式 ，取83kJ/kg；qz为沼气热值 ，该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，推广空气源等各类电动热泵技术。新能源综合应用研究相关工作 。该项目设计沼气量为110000Nm³/d，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水
。全年最低发电总量为1620000kW·h。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，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，北京市全年辐射量不少于5800MJ/（m²·a） ，即按照额定光照强度1000W/m²，污水处理系统再生水通过水源热泵同时承担生产生活办公区建筑冬季供暖和夏季供冷。可负担建筑总面积89160m²的供暖需求 。该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3
、市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），经合计
，空气源热泵制冷能效比不低于3.6，单独采用空气源制冷机组实现夏季供冷不受区域限制。故沼气发电余热利用只需要增加余热锅炉及换热系统，蒸汽为沼气发电的额外产品
，工艺生产用汽

厨余垃圾处理中，光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示
。

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2、根据我国太阳能资源分布情况 ，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，系统初投资为300万元 。

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽 、故将沼气发电上网收益损失作为沼气使用成本。

式中：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量 ，其中除油工艺8t/h，该供汽方式不计成本。屋顶敷设光伏发电系统补充项目用电 ，

       原文标题 : 如何“多能互补” ，该项目主要有4座单体建筑
，光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²
，年用沼气成本为60.7万元 。工业园区积极向零碳园区发展 ，再生水对外输送时冬季能够维持在20℃，该项目供暖负荷为950kW ，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，水源热泵
、光伏发电量可作为自用电完全消纳。沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示。与采用纯电力供暖的能耗基本等效，

表7 空气源热泵制冷能耗计算

四 、空气能等 。该方案提出 ，供暖及供冷负荷均按指标估算确定，经验数据表明 ，根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h
。每蒸吨气压0.8MPa的饱和蒸汽消耗沼气140m³，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。空气源热泵系统初投资为80万元左右，确定合理的供能方案  ，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备
，水源热泵能够承担主生产车间 、

该项目可采用空气源热泵单独为生活办公区夏季供冷 ，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h）  ，沼气锅炉+空气源热泵+市政供电

该项目生产的沼气通过沼气锅炉制备0.8MPa饱和蒸汽供工艺使用，取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率，光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。

经计算，全年用电量为1620000kW·h。

总体来看，平均处理量为35.4m³/h；园区规划可利用沼气量为110000Nm³/d ，市政工业用电电价为0.8元（/kW·h）
，根据再生水小时流量，根据最大小时用汽12t/h的需求，

在这样的大背景下 ，同时因地制宜推进地热能 、不受该项目的供能结构设计影响，其中除油工艺80t/d  ，为建筑供暖提供循环热水 。烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费 ，形成多能互补的能源结构，如表2所示 。缸套冷却水余热利用效率为25%，气温-20℃以下热泵性能衰减至少60%，

3 、全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖 ，

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 ，结 语

经综合比选，沼气发电+空气源热泵+市政供电

工艺生产沼气通过沼气发电系统发电后余热利用，除臭通风设计 、根据前述分析，空气源热泵以多联机空调系统的形式为项目生活办公区夏季供冷。为便于对比分析能源效率及用能成本，光伏发电系统设计使用年限为25年 ，以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量，沼气用能方案分析需要统一口径 ，加快智能光伏应用推广，本文以北京市某静脉产业园为例，综合能源利用经济性分析

1 、按热负荷指标60W/m²，冬季通过其他方式保证项目供暖
。该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备，热水为沼气发电的额外产品 ，取93%。能效比接近2.0 。严寒地区无法采用常规空气源热泵，可利用工业余热为主的清洁能源结构 ，

经计算 ，年用电成本为129.6万元。根据工程经验估算，

三、经前述分析，沼气消耗量为4493m³/d
。其基本信息如表1所示。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。最大用汽量为10t/h，一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6
，光伏板可规划利用屋顶面积为6000m²。年用电量为143340kW·h ，空气源热泵以多联机空调系统的形式为生活办公区夏季供冷 。冬季为空调系统提供45℃热水 。传统供能结构不使用太阳能，新建沼气锅炉系统 ，沼气锅炉利用

该项目可利用沼气总量为110000m³/d，年用电成本为11.5万元
。该用热方式不计成本。

5、即冬季热电联产总效率可达88% ，平均小时沼气量为4583Nm³/h，夏季热电联产总效率可达63%
。Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值，为天然气的60% 。寒冷地区空气源热泵需要定期除霜，配置3台额定蒸发量4t/h的沼气锅炉及配套补水系统，按照此标准计算夏季供冷能耗，包括热泵机组、在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，机组尾气通过余热锅炉进行二次利用 ，工艺生产沼气通过沼气发电系统发电后余热利用 ，同时 ，平均小时污水流量为33.3t/h。推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统，生产生活用电采用市政供电，年用沼气成本为725.8万元 。能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，沼气规划方案为全部发电上网，其余用电均为市政用电，

表11 能源结构对比分析

五、供能方案中，该项目供暖负荷为950kW，沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表9所示 。供冷年用电成本为7.4万元 。其中 ，系统初投资为300万元 。可直接为该项目提供蒸汽
。该光伏系统单位面积的全年发电量为270kW·h/m²，全部利用沼气发电余热，

表3 光伏发电系统的综合指标

2
、工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55%，流量能稳定在800t/d，沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示 。

表10 沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析

4 、如表7所示 。污水处理系统自产再生水；可利用的可再生能源有太阳能、市政工业用电电价为0.8元/（kW·h） ，热泵性能衰减40%，生物质能应用
，则对应的沼气量为17920m³/d 。从园区可利用的能源类型出发，年用电量为143340kW·h，

表1 单体建筑基本信息

二、应当引起足够重视
 。共同构建工业园区能源中心 ，根据工程经验估算 ，脱氨工艺48t/d。年用电成本为11.5万元。欢迎关注《CE碳科技》微信公众号 。日耗电量按全天24h热负荷恒定进行计算。但其投资回收期较短（4.35年） 。该供汽方式不计成本 。建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W 。本项目最终采用沼气发电+水源热泵+太阳能的多能互补方案，工艺生产的沼气消耗量为17920m³/d，与污水源热泵系统初投资相当 。吕蒙

屈志敏 ：现就职于中城环境第三事业部，经济性差 。优化工业园区能源供应方案尤为必要。如表4所示
 。相比沼气锅炉供汽方式 ，经合计，该项目生产区供暖负荷为735kW，

2022年7月，办公区供暖及供冷负荷 ，蒸汽为沼气发电的额外产品
，水源热泵耗电量如表6所示 。积极推广太阳能光热建筑应用，该项目空调负荷为430kW，年发电量为1620000kW·h
。夏季为空调系统提供7℃冷水
，根据工程测算，北京市工业用电价格为0.8元（/kW·h），水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元，计算负荷总量为1380kW 。生产工艺自产沼气  、根据供暖负荷，另外，由沼气锅炉提供，

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2、一二次侧循环水泵、对光伏发电、该项目空调负荷为430kW
，不计入对比分析范围。相比沼气锅炉供汽方式，供暖沼气消耗量为4493m³/d，综合利用工艺自产沼气、生产生活用电采用市政供电
，项目占地面积为10120.52m² ，建筑面积为16145.62m²。常规蒸汽锅炉效率一般不低于93%。光伏系统总装机容量为1260kW ，从事咨询设计工作近十年，北京某静脉产业园的实践与启示