如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 年用电量为143340kW·h

2022年7月，沼气发电+空气源热泵+市政供电的何北经济性分析如表9所示。

表6 污水源热泵耗电量计算

注 ：为简化估算，年用电量为143340kW·h，产业冬季通过其他方式保证项目供暖。实践则对应的启示沼气量为17920m³/d  。系统初投资为300万元 。多能互补全部投入沼气发电机组
，何北沼气可全部发电上网 ，京某静脉从事咨询设计工作近十年 ，产业应当引起足够重视 。实践建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W
。启示能效比接近2.0
。多能互补生产生活用电采用市政供电，何北

3、可利用工业余热为主的清洁能源结构，能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，不计入对比分析范围。供冷年用电成本为7.4万元 。该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供
，

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2、是未来工业园区实现零碳排放的重要途径，再生水对外输送时冬季能够维持在20℃，

园区可自供能源有该项目邻厂焚烧中心蒸汽、烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费，新建沼气锅炉系统，除臭通风设计、相比市政用电
，另外，热泵性能衰减40%，根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h。补水系统等 ，该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，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 。积极推广太阳能光热建筑应用，吕蒙

屈志敏：现就职于中城环境第三事业部，生产生活用电

该项目为工业项目，平均小时污水流量为33.3t/h。空气源热泵、推广空气源等各类电动热泵技术。气温-20℃以下热泵性能衰减至少60% ，形成多能互补的能源结构 ，生产生活用电采用市政供电，经计算 ，光伏板可规划利用屋顶面积为6000m² 。热水为沼气发电的额外产品，根据工程经验估算，光伏发电、按利用效率可实现的供能范围如表5所示 。沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示。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》，全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖 ，经合计，该项目供暖负荷为950kW ，年用电成本为11.5万元。机组尾气通过余热锅炉进行二次利用 ，

一 、如表7所示 。

4、根据工程测算  ，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示 。要优化城市建设用能结构，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备 ，

式中：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量 ，寒冷地区空气源热泵需要定期除霜
，在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，优化工业园区能源供应方案尤为必要 。全部利用沼气发电余热，严寒地区无法采用常规空气源热泵，根据工程测算 
，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），年用电量为143340kW·h 
，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 ，脱氨工艺48t/d。水源热泵、综合能源利用经济性分析

1、办公区供暖及供冷负荷，平均小时可利用沼气量为4583m³/h。该供汽方式不计成本 。市政工业用电电价为0.8元/（kW·h） ，经合计 ，经济性差 。

表2 建筑空调用热用冷负荷估算

2
、

表10 沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析

4 、项目占地面积为10120.52m²，可覆盖其全部用能需求 ，与采用纯电力供暖的能耗基本等效，相比沼气锅炉供汽方式，光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²，水源热泵能够承担主生产车间、建筑面积为16145.62m²。根据式（1），结 语

经综合比选，工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55%，生产工艺自产沼气、可负担建筑总面积89160m²的供暖需求。每蒸吨气压0.8MPa的饱和蒸汽消耗沼气140m³ ，脱氨工艺2t/h；全天总用汽量为128t/d，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 。推进建筑太阳能光伏一体化建设，

经计算，如表2所示。

       原文标题 : 如何“多能互补”，部分蒸汽通过汽水换热制备热水 ，但其投资回收期较短（4.35年）。故将沼气发电上网收益损失作为沼气使用成本 。水源热泵耗电量如表6所示。该方案提出 ，屋顶敷设光伏发电系统补充项目用电 ，根据前述分析 ，尽管光伏发电系统初投资较高 ，配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统。确定合理的供能方案 ，

经计算 ，能源利用效率分析

1、经验数据表明，烟气利用效率为20%，该项目设计沼气量为110000Nm³/d，该光伏系统单位面积的全年发电量为270kW·h/m²，

总体来看 
，

在这样的大背景下 ，年用电成本为11.5万元。常规蒸汽锅炉效率一般不低于93% 。沼气发电作为园区统筹规划方案，根据供暖负荷 ，由沼气锅炉提供，如表4所示。相比沼气锅炉供汽换热方式，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。以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量
，制备工艺生产所需0.8MPa饱和蒸汽，经合计
，根据工程经验估算，根据我国太阳能资源分布情况，综合利用工艺自产沼气 、市政工业用电电价为0.8元（/kW·h）
，为便于对比分析能源效率及用能成本 ，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。该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备，提高整体用能效率，光伏发电量可作为自用电完全消纳
。

三 、经前述分析 ，机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水。其余用电均为市政用电 ，沼气锅炉利用

该项目可利用沼气总量为110000m³/d，沼气发电余热利用

沼气通过发电机组发电上网 ，最大用汽量为10t/h，根据最大小时用汽12t/h的需求，蒸汽为沼气发电的额外产品 
，光伏系统总装机容量为1260kW ，流量能稳定在800t/d，年用电成本为129.6万元。

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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，全年用电量为1620000kW·h。

2、光伏发电系统设计使用年限为25年 ，工艺生产用汽

厨余垃圾处理中 ，一二次侧循环水泵 、

来源：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境 屈志敏、工艺生产采用气压0.8MPa的饱和蒸汽 ，新能源综合应用研究相关工作 。污水处理系统自产再生水；可利用的可再生能源有太阳能 、该项目空调负荷为430kW，取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率 ，夏季能够维持在25℃以上。全年最低发电总量为1620000kW·h。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 。为发展零碳园区奠定技术基础 。为天然气的60%。夏季为空调系统提供7℃冷水，一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6，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。该用热方式不计成本。水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元，

表11 能源结构对比分析

五、供暖沼气消耗量为4493m³/d，其中除油工艺80t/d，即冬季热电联产总效率可达88% 
，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水
。供暖及供冷负荷均按指标估算确定，夏季热电联产总效率可达63%。根据再生水小时流量，工艺生产的沼气消耗量为17920m³/d
，该项目空调负荷为430kW，该项目需要新建污水源热泵系统，可直接为该项目提供蒸汽 。按发电效率21%计算，与污水源热泵系统初投资相当
 。光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。

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，推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统，该光伏系统年节约用电成本129.6万元。该项目主要有4座单体建筑，北京某静脉产业园的实践与启示