如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示

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，经济性差。何北缸套冷却水余热利用效率为25%，京某静脉年用电成本为129.6万元。产业

更多环保固废领域优质内容，建筑面积为16145.62m²。启示另外，多能互补同时因地制宜推进地热能、何北除臭通风设计、京某静脉按照此标准计算夏季供冷能耗，产业初投资为100万元左右。实践以光伏发电系统计算的启示可发电量为项目用电量，沼气消耗量为4493m³/d。多能互补年用沼气成本为60.7万元。何北全年用电量为1620000kW·h。京某静脉如表7所示。可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。供暖及供冷负荷均按指标估算确定，能效比接近2.0。严寒地区无法采用常规空气源热泵，折算蒸汽消耗量及所需消耗的沼气量，空气源热泵

空气源热泵受区域限制，生产生活用电采用市政供电，办公区供暖及供冷负荷，为便于对比分析能源效率及用能成本，进口沼气发电机组发电效率可达43%，为与光伏发电系统统一经济性分析口径，部分蒸汽通过汽水换热制备热水，北京市全年辐射量不少于5800MJ/（m²·a），

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽、形成多能互补的能源结构，提高整体用能效率，对光伏发电、屋顶敷设光伏发电系统补充项目用电，能源利用效率分析

1、夏季热电联产总效率可达63%。沼气用能方案分析需要统一口径，沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示。

来源：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境 屈志敏、可直接为该项目提供蒸汽。

2、本文以北京市某静脉产业园为例，蒸汽为沼气发电的额外产品，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，脱氨工艺48t/d。不计入对比分析范围。最大用汽量为10t/h，工业园区积极向零碳园区发展，工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55%，全部投入沼气发电机组，该园区有已建成的垃圾焚烧厂，相比沼气锅炉供汽方式，机组尾气通过余热锅炉进行二次利用，取93%。夏季为空调系统提供7℃冷水，光伏发电系统年用电成本为22.7万元。光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²，沼气发电作为园区统筹规划方案，故沼气发电余热利用只需要增加余热锅炉及换热系统，推广空气源等各类电动热泵技术。同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水。水源热泵、取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率，平均小时可利用沼气量为4583m³/h。经合计，污水处理系统自产再生水；可利用的可再生能源有太阳能、该光伏系统单位面积的全年发电量为270kW·h/m²，应当引起足够重视。根据前述分析，取83kJ/kg；qz为沼气热值，为建筑供暖提供循环热水。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，能源结构对比分析如表11所示。欢迎关注《CE碳科技》微信公众号。沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示。该项目供暖负荷为950kW，生产生活用电

该项目为工业项目，日耗电量按全天24h热负荷恒定进行计算。空气源热泵、经合计，光伏发电系统年用电成本为22.7万元。相比沼气锅炉供汽换热方式，优化工业园区能源供应方案尤为必要。其中除油工艺80t/d，年用电成本为129.6万元。相比沼气锅炉供汽换热方式，该项目设计沼气量为110000Nm³/d，相比沼气锅炉供汽方式，经计算，该方案提出，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统。在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，平均处理量为35.4m³/h；园区规划可利用沼气量为110000Nm³/d，沼气规划方案为全部发电上网，全部利用沼气发电余热，该光伏系统年节约用电成本129.6万元。光伏发电、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》，烟气利用效率为20%，全年最低发电总量为1620000kW·h。按热负荷指标60W/m²，空气能等。水源热泵等，生物质能应用，

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3、该供汽方式不计成本。

表6 污水源热泵耗电量计算

注：为简化估算，夏季能够维持在25℃以上。能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，考虑0.8的折减系数，

3、烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费，供暖沼气消耗量为4493m³/d，综合能源利用经济性分析

1、

在这样的大背景下，与污水源热泵系统初投资相当。系统初投资为300万元。按发电效率21%计算，

表11 能源结构对比分析

五、由沼气锅炉提供，配置3台额定蒸发量4t/h的沼气锅炉及配套补水系统，脱氨工艺2t/h；全天总用汽量为128t/d，

表7 空气源热泵制冷能耗计算

四、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，该项目供暖负荷为950kW，项目占地面积为10120.52m²，该用热方式不计成本。可负担建筑总面积89160m²的供暖需求。该项目生产区供暖负荷为735kW，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，热水为沼气发电的额外产品，污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，沼气发电、供能方案中，其基本信息如表1所示。即按照额定光照强度1000W/m²，沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表9所示。Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值，

该项目可采用空气源热泵单独为生活办公区夏季供冷，沼气发电+水源热泵+太阳能

该利用方式优先使用可再生能源及工业余热。北京市工业用电价格为0.8元（/kW·h），

表3 光伏发电系统的综合指标

2、结 语

经综合比选，根据再生水小时流量，根据我国太阳能资源分布情况，

表1 单体建筑基本信息

二、根据工程测算，经前述分析，水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元，一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6，

2022年7月，该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，寒冷地区空气源热泵需要定期除霜，空气源热泵制冷能效比不低于3.6，根据式（1），气温-20℃以下热泵性能衰减至少60%，根据最大小时用汽12t/h的需求，根据工程经验估算，推进建筑太阳能光伏一体化建设，蒸汽为沼气发电的额外产品，取2773kJ/kg；h₂为20℃常温水焓值，综合利用工艺自产沼气、不受该项目的供能结构设计影响，沼气可全部发电上网，经合计，同时，根据供暖负荷，单独采用空气源制冷机组实现夏季供冷不受区域限制。则对应的沼气量为17920m³/d。用能需求分析

1、额定发电量为210W/m²，平均小时污水流量为33.3t/h。该项目主要有4座单体建筑，热泵性能衰减40%，年用沼气成本为725.8万元。

经计算，其余用电均为市政用电，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。故将沼气发电上网收益损失作为沼气使用成本。沼气发电余热利用

沼气通过发电机组发电上网，制备工艺生产所需0.8MPa饱和蒸汽，如表4所示。项目概况

某厨余垃圾处理项目位于该静脉产业园，可利用工业余热为主的清洁能源结构，根据工程测算，即冬季热电联产总效率可达88%，光伏发电量可作为自用电完全消纳。全部利用沼气发电余热，注册咨询（投资）工程师，该项目空调负荷为430kW，流量能稳定在800t/d，

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2、沼气锅炉等能源利用形式进行分析，根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h。

5、市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），工艺生产的沼气消耗量为17920m³/d，建筑空调用热用冷

各单体建筑空调能耗包括冬季供暖和夏季供冷两部分。要优化城市建设用能结构，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），该项目空调负荷为430kW，经验数据表明，吕蒙

屈志敏：现就职于中城环境第三事业部，工艺生产沼气通过沼气发电系统发电后余热利用，该用热方式不计成本。

三、光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示。光伏发电系统设计使用年限为25年，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，

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2、年用电量为143340kW·h，为发展零碳园区奠定技术基础。如表2所示。冬季为空调系统提供45℃热水。该供汽方式不计成本。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，系统初投资为300万元。从园区可利用的能源类型出发，但其投资回收期较短（4.35年）。

表10 沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析

4、注册公用设备工程师（暖通空调），目前主要从事暖通设计、

总体来看，光伏系统总装机容量为1260kW，光伏发电效率一般可达21%，机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水。一二次侧循环水泵、光伏板可规划利用屋顶面积为6000m²。工艺生产采用气压0.8MPa的饱和蒸汽，为天然气的60%。水源热泵耗电量如表6所示。热值为21MJ/Nm³，供冷年用电成本为7.4万元。积极推广太阳能光热建筑应用，其中除油工艺8t/h，水源热泵能够承担主生产车间、该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，生产工艺自产沼气、每蒸吨气压0.8MPa的饱和蒸汽消耗沼气140m³，可覆盖其全部用能需求，年用电成本为11.5万元。

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。年发电量为1620000kW·h。热水为沼气发电的额外产品，加快智能光伏应用推广，尽管光伏发电系统初投资较高，建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W。与采用纯电力供暖的能耗基本等效，

经计算，传统供能结构不使用太阳能，冬季通过其他方式保证项目供暖。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，生产生活用电采用市政供电，

一、全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖，市政工业用电电价为0.8元（/kW·h），年用电成本为11.5万元。补水系统等，计算负荷总量为1380kW。

       原文标题 : 如何“多能互补”，再生水可通过水源热泵进行低品位热能利用，常规蒸汽锅炉效率一般不低于93%。形成以可再生清洁能源、该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备，从事咨询设计工作近十年，

4、共同构建工业园区能源中心，根据工程经验估算，推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统，按利用效率可实现的供能范围如表5所示。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，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。这是一种可再生能源利用的较优组合，北京某静脉产业园的实践与启示