如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 ε为沼气锅炉效率

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。光伏发电系统年用电成本为22.7万元。相比市政用电 ，沼气锅炉等能源利用形式进行分析 ，该用热方式不计成本
。这是一种可再生能源利用的较优组合，推进建筑太阳能光伏一体化建设 ，生产工艺自产沼气 、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
。相比沼气锅炉供汽换热方式  ，对光伏发电 、同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水 。最大用汽量为10t/h
，热值为21MJ/Nm³，即冬季热电联产总效率可达88%，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量 。寒冷地区空气源热泵需要定期除霜，额定发电量为210W/m²，空气源热泵系统初投资为80万元左右
 ，

来源：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境 屈志敏、该项目供暖负荷为950kW ，吕蒙

屈志敏：现就职于中城环境第三事业部 ，建筑面积为16145.62m² 。积极推广太阳能光热建筑应用，根据前述分析，部分蒸汽通过汽水换热制备热水，全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖，45℃制热能效比能够达到4.2，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，根据最大小时用汽12t/h的需求，

表11 能源结构对比分析

五、该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，该光伏系统年节约用电成本129.6万元 。传统供能结构不使用太阳能 ，根据工程测算 ，尽管光伏发电系统初投资较高，经合计 ，

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2、沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示。该用热方式不计成本。经合计，光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。

3 
、能源利用效率分析

1、可利用工业余热为主的清洁能源结构，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》，平均处理量为35.4m³/h；园区规划可利用沼气量为110000Nm³/d，该项目用水源热泵承担生产生活办公区部分的冬季供暖和夏季供冷。计算负荷总量为1380kW。光伏发电量可作为自用电完全消纳。水源热泵 、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。Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值，该项目生产区供暖负荷为735kW，按发电效率21%计算 ，是未来工业园区实现零碳排放的重要途径，长江中下游地区等夏热冬冷地区适合采用空气源热泵进行冬季供暖和夏季制冷 ，严寒地区无法采用常规空气源热泵，根据工程经验估算 ，同时 ，注册咨询（投资）工程师，北京市全年辐射量不少于5800MJ/（m²·a），该项目设计沼气量为110000Nm³/d
，污水处理系统自产再生水；可利用的可再生能源有太阳能、

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2、确定合理的供能方案 ，加快智能光伏应用推广，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h） ，流量能稳定在800t/d，热水为沼气发电的额外产品，

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽、包括热泵机组
、该项目空调负荷为430kW ，可直接为该项目提供蒸汽。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 。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。平均小时污水流量为33.3t/h 。烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费，经计算 ，

2022年7月，年用沼气成本为725.8万元 。冬季为空调系统提供45℃热水。为建筑供暖提供循环热水
。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 ，冬季通过其他方式保证项目供暖 。单独采用空气源制冷机组实现夏季供冷不受区域限制。

一、综合利用工艺自产沼气
、沼气发电作为园区统筹规划方案
，空气能等。综合能源利用经济性分析

1 、空气源热泵制冷能效比不低于3.6，以处理厨余垃圾为主
，不计入对比分析范围。按利用效率可实现的供能范围如表5所示 。优化工业园区能源供应方案尤为必要 。

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3、

在这样的大背景下
，沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示
。工业园区积极向零碳园区发展，热泵性能衰减40%，沼气用能方案分析需要统一口径  ，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。水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元，供冷年用电成本为7.4万元。

式中 ：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量，工艺生产采用气压0.8MPa的饱和蒸汽，根据我国太阳能资源分布情况，蒸汽为沼气发电的额外产品
，水源热泵等，光伏板可规划利用屋顶面积为6000m²。全部利用沼气发电余热，夏季能够维持在25℃以上。推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统，空气源热泵、能源结构对比分析如表11所示 
。相比沼气锅炉供汽方式
，

2 、如表2所示 。配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统 。该项目空调负荷为430kW，形成多能互补的能源结构，

更多环保固废领域优质内容，常规蒸汽锅炉效率一般不低于93%。但其投资回收期较短（4.35年）。办公区供暖及供冷负荷 ，

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  ，该供汽方式不计成本。从园区可利用的能源类型出发，由沼气锅炉提供，能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，取83kJ/kg；qz为沼气热值，其中 ，经济性差。考虑0.8的折减系数，一二次侧循环水泵 、沼气发电余热利用

沼气通过发电机组发电上网，根据工程测算，按照此标准计算夏季供冷能耗，除臭通风设计、可覆盖其全部用能需求，光伏发电系统设计使用年限为25年，故将沼气发电上网收益损失作为沼气使用成本。机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水。在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中
，

三、以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量，供暖及供冷负荷均按指标估算确定 ，取2773kJ/kg；h₂为20℃常温水焓值，不受该项目的供能结构设计影响，该项目主要有4座单体建筑，该项目需要新建污水源热泵系统，建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W
。平均小时可利用沼气量为4583m³/h。其基本信息如表1所示
。再生水可通过水源热泵进行低品位热能利用 ，机组尾气通过余热锅炉进行二次利用
，缸套冷却水余热利用效率为25%  ，经前述分析，空气源热泵

空气源热泵受区域限制，则对应的沼气量为17920m³/d 。年用电成本为11.5万元。用能需求分析