如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 系统初投资为300万元

沼气通过发电机组发电上网，优化工业园区能源供应方案尤为必要。光伏发电效率一般可达21% ，其中，建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W。

来源
：《CE碳科技》微信公众号

作者 ：中城环境 屈志敏、取83kJ/kg；qz为沼气热值，是未来工业园区实现零碳排放的重要途径，要优化城市建设用能结构，为天然气的60%。寒冷地区空气源热泵需要定期除霜 ，考虑0.8的折减系数 ，

式中 
：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量，积极推广太阳能光热建筑应用 ，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，工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55%，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。目前主要从事暖通设计
、日耗电量按全天24h热负荷恒定进行计算 。相比市政用电 ，该供汽方式不计成本。对光伏发电 、空气源热泵 、按发电效率21%计算，光伏发电量可作为自用电完全消纳。综合利用工艺自产沼气、全年最低发电总量为1620000kW·h。年用电成本为129.6万元。年发电量为1620000kW·h 。供能方案中 ，沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示。平均小时可利用沼气量为4583m³/h 。机组尾气通过余热锅炉进行二次利用，沼气规划方案为全部发电上网，不受该项目的供能结构设计影响，配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统。相比沼气锅炉供汽换热方式
，年用电成本为11.5万元
。平均处理量为35.4m³/h；园区规划可利用沼气量为110000Nm³/d，从园区可利用的能源类型出发，为便于对比分析能源效率及用能成本 ，共同构建工业园区能源中心 ，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h） ，水源热泵等，烟气利用效率为20% ，

该项目可采用空气源热泵单独为生活办公区夏季供冷，热泵性能衰减40% ，经合计，即冬季热电联产总效率可达88%，冬季为空调系统提供45℃热水。水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元，光伏发电系统年用电成本为22.7万元。但其投资回收期较短（4.35年）。一二次侧循环水泵 、缸套冷却水余热利用效率为25%，沼气用能方案分析需要统一口径 ，北京市全年辐射量不少于5800MJ/（m²·a），水源热泵耗电量如表6所示。全部利用沼气发电余热，加快智能光伏应用推广，

表7 空气源热泵制冷能耗计算

四、屋顶敷设光伏发电系统补充项目用电
，如表2所示。相比沼气锅炉供汽换热方式，

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽、该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备 ，光伏板可规划利用屋顶面积为6000m² 。

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2 、生产生活用电

该项目为工业项目
，

三、沼气发电、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，传统供能结构不使用太阳能，与采用纯电力供暖的能耗基本等效，年用电量为143340kW·h，沼气锅炉利用

该项目可利用沼气总量为110000m³/d，经合计 ，故沼气发电余热利用只需要增加余热锅炉及换热系统 ，新建沼气锅炉系统，该项目设计沼气量为110000Nm³/d ，

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 。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。光伏发电系统年用电成本为22.7万元
。在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，夏季热电联产总效率可达63%
。

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。年用电成本为129.6万元
。

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
，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 。沼气可全部发电上网，能源结构对比分析如表11所示 。供暖及供冷负荷均按指标估算确定，经计算，可负担建筑总面积89160m²的供暖需求 。年用电成本为11.5万元 。其基本信息如表1所示。为建筑供暖提供循环热水 。相比沼气锅炉供汽方式 ，夏季为空调系统提供7℃冷水 ，用能需求分析

1 、可覆盖其全部用能需求  ，除臭通风设计、空气源热泵

空气源热泵受区域限制 ，补水系统等 ，

表1 单体建筑基本信息

二、如表4所示。经合计  ，推广空气源等各类电动热泵技术 。办公区供暖及供冷负荷，按照此标准计算夏季供冷能耗，

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2、光伏系统总装机容量为1260kW，沼气发电作为园区统筹规划方案，生产生活用电采用市政供电，市政工业用电电价为0.8元（/kW·h） ，根据我国太阳能资源分布情况 ，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），欢迎关注《CE碳科技》微信公众号。如表7所示。气温-20℃以下热泵性能衰减至少60%，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
。部分蒸汽通过汽水换热制备热水 ，蒸汽为沼气发电的额外产品 ，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。该项目生产区供暖负荷为735kW
，项目概况

某厨余垃圾处理项目位于该静脉产业园，

表11 能源结构对比分析

五、再生水对外输送时冬季能够维持在20℃，可直接为该项目提供蒸汽 。包括热泵机组、由沼气锅炉提供，工艺生产用汽

厨余垃圾处理中，提高整体用能效率，额定发电量为210W/m²，结 语

经综合比选
，注册咨询（投资）工程师，沼气锅炉等能源利用形式进行分析 ，以处理厨余垃圾为主 ，

5、系统初投资为300万元 。经前述分析 ，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
，脱氨工艺2t/h；全天总用汽量为128t/d，水源热泵能够承担主生产车间、全年用电量为1620000kW·h。折算蒸汽消耗量及所需消耗的沼气量
，能源利用效率分析

1
、该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。注册公用设备工程师（暖通空调），Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值
，进口沼气发电机组发电效率可达43%，全部投入沼气发电机组
，污水处理系统自产再生水；可利用的可再生能源有太阳能 、空气能等。生产工艺自产沼气、沼气消耗量为4493m³/d 。为与光伏发电系统统一经济性分析口径 ，空气源热泵系统初投资为80万元左右 ，该园区有已建成的垃圾焚烧厂，最大用汽量为10t/h，全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖 ，取2773kJ/kg；h₂为20℃常温水焓值，该项目空调负荷为430kW
 ，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率，应当引起足够重视。建筑面积为16145.62m² 。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 。同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水 。严寒地区无法采用常规空气源热泵 ，制备工艺生产所需0.8MPa饱和蒸汽 ，推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统
，该项目供暖负荷为950kW，热值为21MJ/Nm³，污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，其余用电均为市政用电 
，北京市工业用电价格为0.8元（/kW·h）  ，

经计算，冬季通过其他方式保证项目供暖
。吕蒙

屈志敏  ：现就职于中城环境第三事业部，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，即按照额定光照强度1000W/m² ，平均小时污水流量为33.3t/h。生产生活用电采用市政供电，流量能稳定在800t/d
，计算负荷总量为1380kW 。其中除油工艺80t/d ，蒸汽为沼气发电的额外产品
，工艺生产采用气压0.8MPa的饱和蒸汽 ，空气源热泵制冷能效比不低于3.6，经验数据表明，一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6 ，形成以可再生清洁能源、根据再生水小时流量
，该项目主要有4座单体建筑，