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行業(yè)資訊

濟(jì)南先行區(qū):充分利用“地?zé)崮?”建設(shè)綠色低碳、清潔高效的能源體系

1、先行區(qū)區(qū)域概述


地大熱能地?zé)崮?濟(jì)南先行區(qū)國務(wù)院2018年批復(fù)成立的省級新舊動能轉(zhuǎn)換先行區(qū),要求集聚集約創(chuàng)新要素資源,建設(shè)現(xiàn)代綠色智慧之城。該區(qū)域規(guī)劃控制區(qū)約733平方公里,分為大橋組團(tuán)、崔寨組團(tuán)、桑梓組團(tuán)、濟(jì)陽縣城區(qū)、孫耿鎮(zhèn)和太平鎮(zhèn)六個(gè)供熱分區(qū)園區(qū),包含孫耿、回河等特色小鎮(zhèn)、大橋引爆區(qū)、崔寨國際博覽城、黃河公園、行政中心等特色建筑適宜應(yīng)用新能源供熱

 

先行區(qū)現(xiàn)狀采暖供熱面積為120萬平方米,按照濟(jì)南市“一先三區(qū)兩高地”和“大強(qiáng)美富通”的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo),至2028年先行區(qū)城鎮(zhèn)人口將達(dá)到260萬人,居民采暖總面積將達(dá)到3847.7萬平方米(856.6MW),公共建筑采暖面積將達(dá)到1480萬!(583.3MW)。而該地區(qū)現(xiàn)有及規(guī)劃集中供熱能力為668.6MW,遠(yuǎn)低于所需熱負(fù)荷。因此,如何充分利用各組團(tuán)的新能源稟賦,因地制宜建設(shè)綠色低碳、清潔高效的能源體系,并進(jìn)一步達(dá)到降碳節(jié)能,是本文討論的重點(diǎn)。


濟(jì)南先行區(qū):充分利用“地?zé)崮?”建設(shè)綠色低碳、清潔高效的能源體系-地大熱能


2、先行區(qū)資源稟賦和新能源綜合利用總體思路
 
濟(jì)南先行區(qū)地勢平坦,既不靠大山,也不靠海,水力勢能和風(fēng)能資源相對匱乏;而該地區(qū)具備得天獨(dú)厚的地?zé)豳Y源,具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益;先行區(qū)其他可利用的能源形式包括生物質(zhì)、污水源、天然氣、空氣能和電廠余熱等。同時(shí),先行區(qū)預(yù)留對未來不可預(yù)測技術(shù)舞臺,如核能氫能利用等,體現(xiàn)“先行”的概念,強(qiáng)化對現(xiàn)有新技術(shù)的先試先行,而不是單純采用天然氣清潔供熱。

綜上,先行區(qū)新能源供熱思路采取地?zé)?/a>為主、多能協(xié)同”原則,充分挖掘先行區(qū)地?zé)豳Y源,綜合利用其它清潔能源協(xié)調(diào)運(yùn)行,在用足存量,留夠增量的前提下打造“多能互補(bǔ)綠色智慧”的示范區(qū)和先行區(qū)。同時(shí)該地區(qū)供熱需求發(fā)展迅猛,居民供熱的安全穩(wěn)定需要保障。新能源綜合利用的思路如下:
 
(1)圍繞“地?zé)?/a>為主、多能協(xié)同”原則,根據(jù)先行區(qū)地?zé)豳Y源稟賦以及新能源利用的經(jīng)濟(jì)性、安全性、可實(shí)施性,建立以地?zé)豳Y源為主、其他分散清潔能源協(xié)同運(yùn)行、結(jié)合各地塊余熱、廢熱資源綜合能源利用系統(tǒng),宜集中則集中、宜分散則分散,解決用戶基本暖通空調(diào)負(fù)荷;
 
(2)充分利用季節(jié)性土壤儲能系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)先行區(qū)暖通空調(diào)峰荷的跨季節(jié)轉(zhuǎn)移,盡量減少調(diào)峰設(shè)備的配置,綜合考慮供熱制冷效益。適用于先行區(qū)內(nèi)辦公、酒店為主的高密度商務(wù)型社區(qū);
 
(3)遠(yuǎn)期利用濟(jì)南能源集團(tuán)永峰鋼鐵集中供熱高溫熱水管網(wǎng)和濟(jì)南西部外熱入濟(jì)長輸供熱管網(wǎng),作為該地區(qū)居民供熱的保障;
 
(4)結(jié)合5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等新興技術(shù),建立智慧能源管控平臺,優(yōu)化園區(qū)能源系統(tǒng)運(yùn)行,提高能源利用效率。
 

總之,利用先行區(qū)優(yōu)質(zhì)的地?zé)?/a>資源、水源及余熱資源,優(yōu)化能源利用結(jié)構(gòu),將極大促進(jìn)該地區(qū)的能源發(fā)展,推動該地區(qū)綠色的生活、生產(chǎn),對于盡快實(shí)現(xiàn)該地區(qū)二氧化碳零排放”,提前實(shí)現(xiàn)碳中和具有現(xiàn)實(shí)意義。


濟(jì)南先行區(qū):充分利用“地?zé)崮?”建設(shè)綠色低碳、清潔高效的能源體系-地大熱能

 

3、先行區(qū)各組團(tuán)新能源供熱方式
 

3.1  大橋組團(tuán)

 

大橋組團(tuán)定位為濟(jì)南城市副中心,發(fā)展現(xiàn)代高端服務(wù)業(yè),培育科技研發(fā)、總部經(jīng)濟(jì)、商務(wù)服務(wù)、文化創(chuàng)意等產(chǎn)業(yè),預(yù)留政務(wù)服務(wù)功能空間。其周邊范圍內(nèi)能源中心有桑梓店生物質(zhì)熱電廠、大橋燃?xì)忮仩t熱源廠、科創(chuàng)污水處理水源熱泵能源站以及資源豐富的地?zé)崮?/a>,至2028年大橋組團(tuán)居民建筑總面積約1698.6萬平方米,公共建筑面積約449.2萬平方米。綜合用能方式如下:
 

根據(jù)城市用地開發(fā)性質(zhì),大橋組團(tuán)供熱(冷)以桑梓店生物質(zhì)熱電廠+分布式地?zé)崮?/a>能源站作為基礎(chǔ)熱源,滿足大橋片區(qū)65%的供熱(冷)需求;以跨季節(jié)儲能輻射式中央空調(diào)污水源熱泵能源站+燃?xì)馊?lián)供作為補(bǔ)充熱源,滿足大橋片區(qū)15%的供熱需求;以大橋燃?xì)忮仩t熱源廠作為調(diào)峰熱源,滿足大橋片區(qū)20%的供熱需求,實(shí)現(xiàn)大橋片區(qū)供熱全覆蓋。

 

3.2  崔寨組團(tuán)
 

崔寨組團(tuán)定位為高新產(chǎn)業(yè)城,發(fā)展現(xiàn)代物流、新能源、會展博覽等產(chǎn)業(yè)。重點(diǎn)依托“中國氫谷”建設(shè),布局“氫能科技園”、“氫能源產(chǎn)業(yè)園”、“氫能源會展商務(wù)區(qū)”,打造全國能源產(chǎn)業(yè)高地。崔寨組團(tuán)周邊范圍內(nèi)有能源中心2×9F燃?xì)鉄犭姀S(規(guī)劃)、崔寨污水處理水源熱泵能源站以及地熱能,至2028年崔寨組團(tuán)居民建筑總面積約727.7萬平方米,公共建筑面積約796萬平方米。


根據(jù)城市用地開發(fā)性質(zhì),綜合用能方式如下:
 
(1)崔寨組團(tuán)采用地源熱泵作為主熱源對周邊區(qū)域供熱供冷;
(2)片區(qū)北部高新產(chǎn)業(yè)城采用太陽能空氣源熱泵作為主熱源進(jìn)行供熱供冷;

(3)工業(yè)污水處理廠建設(shè)37MW污水源熱泵能源中心,為周邊100多萬平方米采暖面積的熱用戶提供低溫熱源;

(4)崔寨組團(tuán)中“中科新經(jīng)濟(jì)科創(chuàng)園”周邊可利用中科院輕型燃?xì)廨啓C(jī)對周邊區(qū)域進(jìn)行供熱供冷;

(5)其他區(qū)域可充分利用空氣源熱泵、燃?xì)饽K鍋爐等清潔能源供熱,使崔寨組團(tuán)的可再生能源得到充分利用。

 

崔寨組團(tuán)供熱(冷)以熱能能源站+中科院輕型燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)示范中心及分布式能源項(xiàng)目+污水熱泵作為基礎(chǔ)熱源,滿足崔寨片區(qū)70%的供熱需求;以2×9F燃?xì)鉄犭姀S、空氣源熱泵太陽能作為補(bǔ)充及調(diào)峰熱源,滿足崔寨片區(qū)其余的供熱需求,實(shí)現(xiàn)崔寨片區(qū)供熱全覆蓋。

 

遠(yuǎn)期隨著崔寨組團(tuán)氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可在崔寨產(chǎn)業(yè)園區(qū)或具備條件的住宅區(qū)進(jìn)行氫能供熱的示范項(xiàng)目,試點(diǎn)氫能在供熱領(lǐng)域的應(yīng)用。
 

3.3  桑梓組團(tuán)

 

桑梓組團(tuán)定位發(fā)展新材料、高端制造等產(chǎn)業(yè)。推動現(xiàn)有新材料產(chǎn)業(yè)融入高端制造供應(yīng)鏈,完善研發(fā)創(chuàng)新功能,建設(shè)具有國內(nèi)尖端水平的新材料研發(fā)和生產(chǎn)基地。桑梓組團(tuán)周邊范圍內(nèi)能源中心有桑梓店生物質(zhì)熱電廠、裕興化工熱電廠、桑梓污水處理水源熱泵能源站以及地?zé)崮?/a>。至2028年桑梓組團(tuán)居民建筑總面積約314.5萬平方米,公共建筑面積約79.7萬平方米。
 

根據(jù)城市用地開發(fā)性質(zhì),綜合用能方式如下:

 

桑梓店組團(tuán)供熱以桑梓店生物質(zhì)熱電廠+地?zé)崮?/a>能源站作為基礎(chǔ)熱源,滿足桑梓店片區(qū)100%的供熱需求,以污水源熱泵作為作為調(diào)峰熱源,滿足桑梓店組團(tuán)極寒期的供熱需求,實(shí)現(xiàn)桑梓組團(tuán)供熱全覆蓋。
 

3.4  孫耿組團(tuán)

 

孫耿組團(tuán)定位為科教新市鎮(zhèn),以特色小鎮(zhèn)為亮點(diǎn),遠(yuǎn)景作為城市次中心,以科教產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng),打造以產(chǎn)教融合示范、智能生活體驗(yàn)為主的科教新市鎮(zhèn)。孫耿組團(tuán)周邊范圍內(nèi)能源中心有光大環(huán)保能源有限公司(孫耿垃圾焚燒電廠)、孫耿分散污水處理水源熱泵能源站以及資源豐富的地熱能,至2028年孫耿組團(tuán)居民建筑總面積約195.7萬平方米,公共建筑面積約137.6萬平方米。

 

根據(jù)城市用地開發(fā)性質(zhì),綜合用能方式如下:

 

孫耿組團(tuán)采用供熱中深層地?zé)崮?/a>能源站+污水源熱泵作為基礎(chǔ)熱源,滿足孫耿片區(qū)60%的供熱需求;以水源熱泵空氣源熱泵作為補(bǔ)充熱源,滿足孫耿片區(qū)20%的供熱需求;以濟(jì)陽燃?xì)忮仩t房作為調(diào)峰熱源,滿足孫耿片區(qū)20%的供熱需求,實(shí)現(xiàn)孫耿片區(qū)供熱全覆蓋。

3.5  太平組團(tuán)
 

太平組團(tuán)定位為農(nóng)業(yè)科技新市鎮(zhèn),以特色小鎮(zhèn)為亮點(diǎn),依托山東省農(nóng)科院,打造以農(nóng)科示范、特色農(nóng)業(yè)體驗(yàn)為主的農(nóng)科新市鎮(zhèn)?,F(xiàn)狀周邊范圍內(nèi)沒有集中能源,太平污水處理廠水源熱泵能源站的供熱能力為7MW。至2028年太平組團(tuán)居民建筑總面積約165.3萬平方米。

 

根據(jù)城市用地開發(fā)性質(zhì),綜合用能方式如下:

 

太平組團(tuán)供熱以中深層地?zé)崮?/a>能源站作為基礎(chǔ)熱源,滿足太平片區(qū)50%的供熱需求;空氣源熱泵+污水源熱泵作為補(bǔ)充熱源,滿足太平片區(qū)20%的供熱需求;以生物質(zhì)汽化爐+區(qū)域燃?xì)饽K鍋爐作為調(diào)峰熱源,滿足太平片區(qū)30%的供熱需求,實(shí)現(xiàn)太平片區(qū)供熱全覆蓋。
 
3.6  濟(jì)陽組團(tuán)
 
濟(jì)陽組團(tuán)為現(xiàn)有城區(qū),主要發(fā)展智能制造、食品飲料等產(chǎn)業(yè)。區(qū)域內(nèi)供熱管網(wǎng)已經(jīng)基本成型,近遠(yuǎn)期在逐步完善的同時(shí),應(yīng)大力開發(fā)新用戶,提高供熱普及率?,F(xiàn)狀熱源包括華能濟(jì)陽生物質(zhì)熱電廠、興陽熱源廠、新華熱電廠、濟(jì)陽污水處理廠等。至2028年,濟(jì)陽組團(tuán)居民建筑總面積約555.9萬平方米,公共建筑面積約17.5萬平方米。
 
根據(jù)城市用地開發(fā)性質(zhì),綜合用能方式如下:
 
城區(qū)近期以現(xiàn)狀的熱源廠為主熱源,實(shí)現(xiàn)區(qū)域的清潔供暖;遠(yuǎn)期以燃?xì)鉄犭姀S為主熱源,增加污水源熱泵能源中心等可再生能源作為補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)濟(jì)陽組團(tuán)城區(qū)的清潔供熱。
 
3.7  先行區(qū)遠(yuǎn)期供熱保障
 

綜合考慮清潔能源的供熱成本、供熱質(zhì)量和對極寒天氣的應(yīng)對能力,遠(yuǎn)期規(guī)劃利用齊河永峰鋼鐵的工業(yè)余熱,由濟(jì)南熱力集團(tuán)沿黃河大道自西向東敷設(shè)長度約20公里、管徑DN1400的高溫熱水供熱管網(wǎng),作為先行區(qū)的供熱保障,同時(shí)作為區(qū)域制冷的驅(qū)動能源。


濟(jì)南先行區(qū):充分利用“地?zé)崮?”建設(shè)綠色低碳、清潔高效的能源體系-地大熱能

 

 4、智慧能源

 

新能源供熱不是各種新技術(shù)的累積,而應(yīng)根據(jù)每種新能源的運(yùn)行成本、穩(wěn)定性、對室外溫度的適應(yīng)情況進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。濟(jì)南先行區(qū)規(guī)劃在濟(jì)南能源集團(tuán)大橋熱源廠內(nèi)建設(shè)多能互補(bǔ)中心調(diào)度平臺,結(jié)合5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等新興技術(shù),建立智慧能源管理系統(tǒng),合理調(diào)配能源,提高能源管理的數(shù)字化與信息化程度,實(shí)現(xiàn)與熱力集團(tuán)管網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)調(diào)度管理,保證管網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、節(jié)能運(yùn)行;同時(shí)滿足大型供熱熱源首站、能源站、天然氣門站監(jiān)管控制系統(tǒng)對接的需求,實(shí)現(xiàn)依據(jù)用戶管網(wǎng)用能負(fù)荷變化進(jìn)行熱(冷)源輸送調(diào)配的功能,從安全角度實(shí)現(xiàn)電、熱(冷)負(fù)荷聯(lián)調(diào),確保供熱(冷)、天然氣系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)穩(wěn)定安全。目前該工程正在進(jìn)行。
 
5、總結(jié)
 
2021年是國家“十四五”開局之年,我們面對的是國家實(shí)現(xiàn)“2030年前碳達(dá)峰”、“2060年前碳中和”兩個(gè)新的奮斗目標(biāo),能源綜合利用將由清潔高效進(jìn)入降碳節(jié)能新階段,從解決霧霾問題到解決碳中和問題轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放
 

先行區(qū)豐富的地?zé)?/a>資源,以及未來崔寨組團(tuán)“中國氫谷”的建設(shè),其能源清潔、零碳能源的特點(diǎn)正迎合了這次新能源利用的理念轉(zhuǎn)變契機(jī),從而將民生工程、能源工程、環(huán)保工程有機(jī)結(jié)合到一起,融入到先行區(qū)的整體規(guī)劃中。濟(jì)南先行區(qū)作為全國新舊動能轉(zhuǎn)換的先行示范區(qū),將以雄安新區(qū)立為能源利用標(biāo)桿,以綠色、智慧、現(xiàn)代、宜居為特色,在濟(jì)南能源集團(tuán)統(tǒng)一部署下,建設(shè)成國際一流的現(xiàn)代綠色智慧新城。