“能源互聯島”一體化方案分布式能源智能綜合利用示范項目介紹

陜鼓集團張瑾“能源互聯島”一體化方案

分布式能源智能綜合利用示范項目介紹痛點&趨勢1環(huán)境現狀空氣和水污染對政府及老百姓來說都已經成為最為關注的問題在經濟保持平穩(wěn)增長之下，重點解決好大氣、水、土壤等突出環(huán)境污染問題環(huán)境現狀與國際相比：中國一次能源消費比例中，傳統化石能源占到總消費能源的82%，高于國際平均水平清潔能源及可再生能源占比僅為18%，遠低于國際平均水平園區(qū)能源供給市場現狀中水利用率低功能方式單一垃圾未資源化清潔能源率低廠房布置分散多頭供應技術分散粗放式發(fā)展依賴政府補貼規(guī)劃與現實的不匹配園區(qū)管理模式創(chuàng)新，政企合作，市場化運營管理對園區(qū)進行統一規(guī)劃，根據實際需求分步實施園區(qū)項目均基于能源綜合利用，著眼于園區(qū)長遠發(fā)展智能管理，利用互聯網建立智慧城市管理系統自己投資、自己建設、自己運營解決Shaangu模式技術研發(fā)商業(yè)模式融資模式未來能源趨勢分布式（可再生）能源產業(yè)解決未來我國能源需求的重要途徑體現互聯網思維：去中心化，分布式，個性化的定制方案市場空間巨大：新型城鎮(zhèn)化、智慧城市、一帶一路伴隨我國經濟發(fā)展和人口增加，能源消費量持續(xù)增大。同時，按照“中美元首氣候變化聯合聲明”，到2030年中國計劃將非化石能源占一次能源消費比重提高到20%，2013年非化石能源消費量占一次能源消費比重8.8%，僅依靠水核風光等非化石能源實現2030年目標差距太大。解決方案2特色的能源互聯網發(fā)展之路陜鼓分布式能源智能一體化方案—互聯網思維在能源產業(yè)的運用十八大提出加快“新型城鎮(zhèn)化”建設，建設“智慧城市”，為綜合園區(qū)一體化帶來巨大發(fā)展機遇。據統計，十三五期間，全國將新增國家級經濟技術園區(qū)267個。以城市新區(qū)為例，冷、熱、電、氣、水、廢等往往“一項業(yè)務一張卡”、各自為政，居民為滿足日常生活需求，需要與多個商家打交道，十分繁瑣。而用戶真正需要的是“一卡通”解決所有需求的系統解決方案。陜鼓以互聯網思維模式，從用戶體驗出發(fā)，提供“一站式”服務，通過一體化方案，實現園區(qū)冷、熱、電、風、水、廢等多合一綜合系統。能源供給側結構創(chuàng)新探索運用系統思維創(chuàng)新解決方案因地制宜、量體裁衣的方式，對接區(qū)域排放和區(qū)域需求能源消費本地化，將能源利用向資源利用轉化，實現綜合平衡系統疊加優(yōu)化、能量梯級利用、資源互為物料能源互聯島能源互聯島概念能源互聯島是陜鼓面向分布式能源萬億級市場的解決方案，是根據用戶側精準需求分析，結合供給側的資源稟賦，結合互聯網及大數據分析，按時、按需、按質向用戶端提供的分布式清潔能源綜合一體化的解決方案智慧城市流程工業(yè)園區(qū)一體化智慧能源供應多能互補冷熱電多聯供固廢（生物質）資源綜合利用水務一體風電光伏可再生能源的利用工業(yè)領域能源智能供送及管理體系智能一體化關系中心熱電聯產及煤的清潔高效利用分布式氣體運營用戶側需求、供給分析模型供給側需求側排放側電網自來水熱力公司清潔能源可再生能源……天然氣太陽能地熱污水能風能電水集中式分布式冷/熱余能污水垃圾……工藝能源互聯島概念傳統能源供給方式：N分離，各自為政，占地多，少互聯，缺共享，成本高，管理亂。陜鼓能源互聯島方案：N合一，將區(qū)內的“冷、熱、電、風、水、廢與消防、安防、環(huán)境監(jiān)測”等統一規(guī)劃和管理，實現“土地集約、功能集約、設備集約、運營集約”。水處理系統電力系統固廢處理系統供冷系統氣體供應系統用戶熱力系統示范&實踐3供熱單元燃氣鍋爐供熱，天然氣價格波動；全年天然氣用量嚴重不平衡，冬季無法保證；空壓站單元4臺水冷螺桿機，耗費電力，70%熱能浪費；人工調節(jié)負荷，不節(jié)能，且管網漏損嚴重；污水處理廠能耗較高，污泥外運處理，中水直排；所屬區(qū)域土地擬開發(fā)，影響土地價值；電力單元110KV變壓器負荷率較高，避免新增電力負荷；制冷單元分散布置，電力受限夏季高峰時段不能完全開啟；廠區(qū)內大量綠地資源未高效利用；能源供給設施分散布置、供能粗放、控制落后、能耗較高、人員較多………鍋爐房廠區(qū)外污水處理廠空壓站制冷機房制冷設備110kV變壓站10kV變壓站現狀供給痛點鍋爐供熱站制冷機房污水處理廠空壓站固廢處理配電室設備管理控制系統人員管理設備管理控制系統人員管理設備管理控制系統人員管理設備管理控制系統人員管理設備管理控制系統人員管理設備管理控制系統人員管理能源替代：占天然氣消耗90%的供暖燃氣鍋爐、電力消耗大戶空壓站降成本;各單元之間實現共生共享、多能互補：污水處理后的中水用于暖通、空壓工藝系統補水；空壓機/污水處理、天然氣發(fā)電余熱及淺層地熱能用于供熱制冷；天然氣發(fā)電、光伏發(fā)電并入市政電網向各單元供電；土地集約、集中控制：原分散集中為九連供系統、實現能量流、物質流及信息流的統一規(guī)劃及供送能源互聯島改造思路天然氣淺層地熱能源站變壓器太陽能污水熱能電力生產區(qū)污水11.4萬m2多業(yè)態(tài)供熱1.12萬m2廠房制冷生產用壓縮空氣供應水資源分質利用廠區(qū)公輔裝置用電資源端能源生產用能端能源儲存排放端70kW光伏發(fā)電200kW內燃機4200kW鍋爐1900kW熱泵300t/d污水站3*20m3空壓機電網冷熱網水網蓄電池1000m3蓄熱蓄冷罐300t/d生活廢水排放3t/d餐廚垃圾污水廠產生的污泥排污處理5t/d固廢處理生活拉垃圾廠區(qū)信息網消防安防信息能源數據信息流能管平臺空壓余熱項目能源互聯方案能源互聯島-多源聯合智能供熱及供冷系統能源區(qū)域內可利用量資源特性利用方式制熱量/制冷量裝機容量淺層地熱綠地10800m2110m深度17~20℃熱泵2016kW冷1152kW熱1740kW冷1850kW熱中水熱源新建300t/d中水冬季12℃夏季24℃熱泵73kW冷44kW熱余熱空壓機（僅能制熱）出水37℃回水32℃熱泵200kW晝100kW夜內燃機煙氣/缸套水煙氣400℃，缸套水85/65℃雙效溴化鋰機組216kW冷188kW熱349kW冷279kW熱水蓄能系統廠區(qū)峰/谷電價=0.8677÷0.2285=3.80，適合采用蓄能；水蓄能冬季蓄熱、夏季蓄冷，提高使用率；夜間谷電8小時蓄能，蓄冷6417kWh，蓄熱14400kWh；蓄冷4/11℃，蓄熱43/63℃，蓄能罐體積1000m3；原有燃氣熱水鍋爐作為制熱調峰用余熱、可再生能源利用潛力能源互聯島-多源聯合智能供熱及供冷系統多元供熱/冷系統-設計日負荷下的運行策略供冷設計日運行策略供熱設計日運行策略多元供熱/冷系統-夏季不同負荷率下的運行策略100%負荷率運行策略75%負荷率運行策略50%負荷率運行策略25%負荷率運行策略多元供熱/冷系統-冬季不同負荷率下的運行策略100%負荷率運行策略75%負荷率運行策略50%負荷率運行策略25%負荷率運行策略能源互聯島-多源聯合智能供熱及供冷系統（隨機日）能源互聯島-智能污水處理及中水回用系統能源互聯島-智能微電網系統資源土地成本人員能耗排放原分散方案能源互聯島方案指標燃氣、自來水、電燃氣、電、太陽能、地熱能、水、污水、工業(yè)廢熱多樣化6646平米3300平米-49%483.29萬元/年226.35萬元/年-53%29名12名-58%CO2=3110噸/年CO2=1460噸/年－53%SO2=12噸/年SO2=10.7噸/年－11%NOx=8.58噸/年NOx=6.34噸/年－26%天然氣消耗1438000m3天然氣消耗587880m3電力消耗472800kWh電力消耗1701640kWh自發(fā)電1287270kWh實施效果（與原供能方式對比）備注：單位天然氣排放指標：SO2排放0.00018kg/m3、NOx排放0.00176kg/m3、CO2排放1.885kg/m3；電力按照火力發(fā)電折合標煤指標：SO2排放0.0256kg/kwh、NOx排放0.0128kg/kwh、CO2排放0.851kg/kwh；綠建核算指標能源站綠色建筑實踐清潔能源利用率節(jié)能設備使用率水重復利用率廢水回用率系統補水再生水使用率節(jié)水器具使用率高效照明面積工藝設備智能控制率100%能源互聯島-能源管理平臺分析（模擬）陜鼓能源互聯島全球運營中心-推廣會2017.06.16:由陜西省發(fā)改委主辦在陜鼓臨潼生產廠區(qū)召開“陜鼓能源互聯島全球運營中心揭幕儀式及現場推廣會”；打造全球透平行業(yè)耗能最低、排放最少的智能制造基地。專家點評項目先進性高項目綜合性強項目具有前瞻性項目的可復制性強項目的可個性化定制著眼區(qū)域，重在系統多能互補，統籌調度綠能優(yōu)先，最佳工況個性定制，多方共贏綠能優(yōu)先：區(qū)域清潔能源使用率100%；可再生能源使用率100%；可再生能源在系統內貢獻率40.67%-80.57%。由中國機械工業(yè)聯合會組織陜鼓分布式能源智能綜合利用示范項目專家評審會項目創(chuàng)新點4創(chuàng)新點-頂層設計，兼顧供給側及需求側創(chuàng)新點-能源管理系統能源管理系統架構分為三個層面：數據集成層、應用服務層、可視化及信息集成層；建立以需求側為目標的能源管理體系，實現供需平衡；優(yōu)化控制策略、合理調度用能、達到管控一體化、降低用能成本；實現能耗分析、預測用能負荷需求，對系統進行能源綜合調度、用能管理；創(chuàng)新點-持續(xù)策略優(yōu)化冷熱智能調度策略依據能源價格分時差值計算不同時刻系統成本按照供能能力排序確定冬季開機順序：天然氣分布式能源>平電熱泵>蓄熱>鍋爐夏季開機順序：天然氣分布式能源>平電熱泵>蓄冷創(chuàng)新點-持續(xù)策略優(yōu)化夏季典型日日供給冷量32880kWh其中可再生能源供能18900kWh蓄能供給8020kWh巡檢人員根據系統設定的巡檢路線及巡檢時間，進行每日的設備巡檢，記錄設備的每日數據；巡檢人員到達設備現場后，掃描設備上的二維碼，顯示設備信息及昨日信息，并填寫當前的設備信息；當巡檢人員填寫并提交當前設備信息，系統對比后，顯示巡檢結果，是否有預警，如果有預警，則顯示預警信息，及推薦專家和解決方案；創(chuàng)新點-“無人值守”及“一站式”管理創(chuàng)新污水提升泵站燃氣發(fā)電機創(chuàng)新點-四個集約整體規(guī)劃，為園區(qū)提供能源供給、環(huán)保處理一攬子市政服務；實現四個集約、提升環(huán)境友好性、降低企業(yè)用能及排污處理成本；功能集成自供給、自處理能力提升功能集約物料梯級利用降低運營成本提高管理效率降低人員成本運營集約減少設備及材料設備集約能源互聯島4集約提高土地容積率節(jié)約土地土地集約核心競爭力5負荷診斷能力-精細化供能方式、實現用戶側實時響應負荷診斷：為保證可靠，設計負荷往往偏大；供能方式粗放：供能未實現用戶側響應聯供；能源資源浪費：高能低用、中水浪費能源診斷能力專家實地調研及能耗分析軟件（聯合研發(fā)）建立基于用戶側響應的負荷數據庫；能源可利用性及經濟性分析；水資源消耗及中水可利用性分析；能源互聯島核心競爭力—能源診斷能源診斷能源轉化設備流程能效分析外部專家咨詢能效優(yōu)化能力團隊能源轉化核心裝備/技術低熱值煤氣技術/余壓發(fā)電裝備；低成本設備動力源（電、汽、自發(fā)電）低品位能源發(fā)電/制熱技術；能效評估工具：工藝流程模擬仿真、能效單元和系統的能效計算、分析和評估；能源協同與調度技術控制優(yōu)化技術：裝置DCS全流程控制優(yōu)化及先進控制應用軟件開發(fā)；工程應用：已在冶金、深冷領域應用；智能互聯能效優(yōu)化能源診斷能源互聯島核心競爭力—能效優(yōu)化共生共用：園區(qū)內甲企業(yè)產生的廢料可以用作乙企業(yè)的原料、乙企業(yè)的余熱可以為甲企業(yè)省去公輔設施、丙企業(yè)………構建園區(qū)生態(tài)鏈，實現園區(qū)內資源、能源循環(huán)，提高能源自供給率；甲企業(yè)產品1+廢料原料1公輔1乙企業(yè)產品2+廢料原料2公輔2丙企業(yè)產品3+廢料原料3公輔3………產品4+廢料原料4公輔4傳統園區(qū)內供能單元各自為政、獨立運行共生共用余熱產品1廢水產品電產品電中水余熱供熱能源互聯島核心競爭力—共生共用多能互補：綜合分析可用資源、能源，通過多種能源間的有機結合和相互轉換，為用戶提供最經濟、高效、可靠地能源供應；依據能源品位實現“高能高用、低能低用”，提高能