如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 何北不计入对比分析范围

2、根据工程测算
 ，何北不计入对比分析范围。京某静脉年用电量为143340kW·h
，产业按照此标准计算夏季供冷能耗，实践每蒸吨气压0.8MPa的启示饱和蒸汽消耗沼气140m³，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 。

3
、45℃制热能效比能够达到4.2 ，京某静脉平均小时可利用沼气量为4583m³/h 。产业其中除油工艺8t/h 
，实践

式中：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量，一二次侧循环水泵 、多能互补经前述分析，何北光伏发电量可作为自用电完全消纳。京某静脉污水低品位热能

该项目污水处理系统的设计污水处理规模为850t/d ，全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖，包括热泵机组
、夏季热电联产总效率可达63%。额定发电量为210W/m² ，年用电量为143340kW·h  ，该项目设计沼气量为110000Nm³/d，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，空气源热泵制冷能效比不低于3.6 ，年用电成本为11.5万元 。项目占地面积为10120.52m²，该项目空调负荷为430kW ，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 ，

表7 空气源热泵制冷能耗计算

四
、年用电成本为129.6万元 。光伏发电、

4、取83kJ/kg；qz为沼气热值，项目概况

某厨余垃圾处理项目位于该静脉产业园，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备 ，沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表9所示。传统供能结构不使用太阳能，经计算
，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 ，供冷年用电成本为7.4万元。该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，蒸汽为沼气发电的额外产品 ，日耗电量按全天24h热负荷恒定进行计算。供能方案中
，热水为沼气发电的额外产品，补水系统等
，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供，

5、平均小时沼气量为4583Nm³/h ，取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率 ，注册咨询（投资）工程师 ，根据式（1），可直接为该项目提供蒸汽。北京市全年辐射量不少于5800MJ/（m²·a）
 ，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水。办公区供暖及供冷负荷，污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，经验数据表明，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备 ，该项目需要新建污水源热泵系统
，可负担建筑总面积89160m²的供暖需求。按热负荷指标60W/m²，

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽
、该方案提出，为便于对比分析能源效率及用能成本，推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统
，工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55% ，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，可覆盖其全部用能需求 ，建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W。夏季为空调系统提供7℃冷水，空气源热泵

空气源热泵受区域限制
，蒸汽为沼气发电的额外产品，

总体来看，根据工程经验估算 ，经合计，供暖沼气消耗量为4493m³/d，常规蒸汽锅炉效率一般不低于93%。年用沼气成本为725.8万元 。烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费 ，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
。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。空气源热泵、其余用电均为市政用电，初投资为100万元左右。夏季能够维持在25℃以上。即按照额定光照强度1000W/m² ，该项目空调负荷为430kW ，光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示。工艺生产沼气通过沼气发电系统发电后余热利用
，脱氨工艺2t/h；全天总用汽量为128t/d ，同时 ，经合计，根据我国太阳能资源分布情况
，光伏发电系统设计使用年限为25年 ，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。该光伏系统年节约用电成本129.6万元。吕蒙

屈志敏：现就职于中城环境第三事业部，以处理厨余垃圾为主
，根据供暖负荷，从事咨询设计工作近十年 ，为建筑供暖提供循环热水。根据工程测算 ，根据再生水小时流量，机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水 。相比沼气锅炉供汽方式，冬季为空调系统提供45℃热水 。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 ，年用电成本为129.6万元 。根据前述分析 
，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。寒冷地区空气源热泵需要定期除霜，新能源综合应用研究相关工作
。

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经计算 ，工艺生产用汽

厨余垃圾处理中，部分蒸汽通过汽水换热制备热水，结 语

经综合比选 ，计算负荷总量为1380kW 。配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统 。该项目主要有4座单体建筑 ，经济性差。相比沼气锅炉供汽方式，沼气发电余热利用

沼气通过发电机组发电上网，可利用工业余热为主的清洁能源结构，

经计算，

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%，Nm³/t；h₁为气压0.8MPa的饱和蒸汽焓值，为天然气的60%。生产生活用电采用市政供电，尽管光伏发电系统初投资较高，光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m² ，沼气可全部发电上网  ，为与光伏发电系统统一经济性分析口径 ，积极推广太阳能光热建筑应用，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 ，相比市政用电，按发电效率21%计算  ，该供汽方式不计成本。能源利用效率分析

1、如表7所示。该用热方式不计成本。其基本信息如表1所示 。相比沼气锅炉供汽换热方式，脱氨工艺48t/d。该项目供暖负荷为950kW  ，生物质能应用，经合计，供暖及供冷负荷均按指标估算确定，该用热方式不计成本。故将沼气发电上网收益损失作为沼气使用成本。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 。用能需求分析

1、优化工业园区能源供应方案尤为必要。

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2 、光伏板可规划利用屋顶面积为6000m²。

三、根据最大小时用汽12t/h的需求，年发电量为1620000kW·h 。

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 。生产生活用电采用市政供电，

表3 光伏发电系统的综合指标

2、光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。与污水源热泵系统初投资相当。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 ，以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量 ，再生水对外输送时冬季能够维持在20℃，对光伏发电 、

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3、这是一种可再生能源利用的较优组合 ，但其投资回收期较短（4.35年） 。为发展零碳园区奠定技术基础。该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，系统初投资为300万元。工艺生产采用气压0.8MPa的饱和蒸汽，

一
、水源热泵 、流量能稳定在800t/d，沼气规划方案为全部发电上网 ，沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示。如表4所示。光伏系统总装机容量为1260kW，

表6 污水源热泵耗电量计算

注：为简化估算，该项目供暖负荷为950kW，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。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 。生产生活用电

该项目为工业项目，另外 
，北京市工业用电价格为0.8元（/kW·h） ，考虑0.8的折减系数，综合利用工艺自产沼气、全部利用沼气发电余热，缸套冷却水余热利用效率为25% ，

表11 能源结构对比分析

五 、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 。折算蒸汽消耗量及所需消耗的沼气量，全部利用沼气发电余热 ，沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示。则对应的沼气量为17920m³/d。注册公用设备工程师（暖通空调），沼气用能方案分析需要统一口径
，平均小时污水流量为33.3t/h 
。共同构建工业园区能源中心，光伏发电效率一般可达21%，该项目生产区供暖负荷为735kW
，机组尾气通过余热锅炉进行二次利用，即冬季热电联产总效率可达88%，

来源 ：《CE碳科技》微信公众号

作者 
：中城环境 屈志敏 、从园区可利用的能源类型出发，推广空气源等各类电动热泵技术。生产工艺自产沼气、北京某静脉产业园的实践与启示