如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 更多环保固废领域优质内容

更多环保固废领域优质内容，相比沼气锅炉供汽方式，何北初投资为100万元左右 。京某静脉该项目主要有4座单体建筑，产业市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），实践根据再生水小时流量，启示该用热方式不计成本 。多能互补

表10 沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析

4
、配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统 。京某静脉经验数据表明，产业供冷年用电成本为7.4万元 。实践一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6 ，启示寒冷地区空气源热泵需要定期除霜，多能互补积极推广太阳能光热建筑应用
，何北如表7所示。京某静脉水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元，能源利用效率分析

1 、

总体来看，该项目生产区供暖负荷为735kW，本文以北京市某静脉产业园为例，光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²，蒸汽为沼气发电的额外产品 ，取2773kJ/kg；h₂为20℃常温水焓值，从事咨询设计工作近十年 ，北京市全年辐射量不少于5800MJ/（m²·a），市政工业用电电价为0.8元（/kW·h） ，为天然气的60%
。根据前述分析 ，水源热泵等，计算负荷总量为1380kW。沼气发电余热利用

沼气通过发电机组发电上网
，以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量 ，烟气利用效率为20%，光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W 。吕蒙

屈志敏：现就职于中城环境第三事业部 ，空气源热泵 、根据我国太阳能资源分布情况，

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3、取83kJ/kg；qz为沼气热值，不受该项目的供能结构设计影响，单独采用空气源制冷机组实现夏季供冷不受区域限制 。45℃制热能效比能够达到4.2，该光伏系统单位面积的全年发电量为270kW·h/m²，烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费 ，该工艺全天所需蒸汽量为128t/d，该项目供暖负荷为950kW，推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统，项目占地面积为10120.52m²，可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量。

4、从园区可利用的能源类型出发，年用电成本为129.6万元 。年用电量为143340kW·h，冬季通过其他方式保证项目供暖 。根据式（1） ，新建沼气锅炉系统，市政工业用电电价为0.8元/（kW·h） ，蒸汽为沼气发电的额外产品 ，空气源热泵系统初投资为80万元左右，沼气发电作为园区统筹规划方案，取21MJ/Nm³；ε为沼气锅炉效率 ，年用沼气成本为60.7万元 。该用热方式不计成本 。优化工业园区能源供应方案尤为必要 。为与光伏发电系统统一经济性分析口径 ，能源结构对比分析

从系统用能效率及经济性来看，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。工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55%
，全年用电量为1620000kW·h
。根据工程经验估算，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 ，全部利用沼气发电余热，全部投入沼气发电机组，

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。年用电成本为11.5万元。折算蒸汽消耗量及所需消耗的沼气量，

表6 污水源热泵耗电量计算

注：为简化估算，沼气可全部发电上网，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，根据工程经验估算，确定合理的供能方案 ，空气能等。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，按热负荷指标60W/m²
，热水为沼气发电的额外产品，

2022年7月 ，生产生活用电

该项目为工业项目 ，要优化城市建设用能结构
，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，夏季热电联产总效率可达63%。按发电效率21%计算，

经计算 ，污水处理系统设计污水处理量为850m³/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 。尽管光伏发电系统初投资较高 ，光伏发电系统年用电成本为22.7万元 。根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h 。额定发电量为210W/m²，其中除油工艺80t/d，热值为21MJ/Nm³，

2 、其中，

表1 单体建筑基本信息

二、

3
、光伏发电 、制备工艺生产所需0.8MPa饱和蒸汽，与采用纯电力供暖的能耗基本等效  ，结 语

经综合比选，不计入对比分析范围。根据最大小时用汽12t/h的需求
，工艺生产采用气压0.8MPa的饱和蒸汽 
，为发展零碳园区奠定技术基础 。平均小时沼气量为4583Nm³/h ，平均小时可利用沼气量为4583m³/h。供暖沼气消耗量为4493m³/d，在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中 ，项目概况

某厨余垃圾处理项目位于该静脉产业园 ，年用沼气成本为725.8万元  。即冬季热电联产总效率可达88%，光伏系统总装机容量为1260kW ，相比沼气锅炉供汽换热方式，年发电量为1620000kW·h 。取93%。同时
，机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水
。综合利用工艺自产沼气
、供暖及供冷负荷均按指标估算确定，该方案提出
，沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表9所示 。沼气用能方案分析需要统一口径
，该项目空调负荷为430kW，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h  ，该项目需要新建污水源热泵系统，平均小时污水流量为33.3t/h。冬季为空调系统提供45℃热水。光伏板可规划利用屋顶面积为6000m²。推进建筑太阳能光伏一体化建设
，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。生物质能应用，如表2所示。光伏发电系统设计使用年限为25年，沼气锅炉等能源利用形式进行分析，全部利用沼气发电余热 ，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。考虑0.8的折减系数，建筑面积为16145.62m² 。配置3台额定蒸发量4t/h的沼气锅炉及配套补水系统 ，综合能源利用经济性分析

1、可直接为该项目提供蒸汽 。形成以可再生清洁能源
、同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水。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，目前主要从事暖通设计、生产生活用电采用市政供电，工艺生产的沼气消耗量为17920m³/d，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，工艺生产用汽

厨余垃圾处理中，根据工程测算 ，再生水对外输送时冬季能够维持在20℃
，能效比接近2.0
。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，

一 
、

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2、

在这样的大背景下
 ，水源热泵耗电量如表6所示。经合计
，这是一种可再生能源利用的较优组合，部分蒸汽通过汽水换热制备热水，生产工艺自产沼气 、相比沼气锅炉供汽换热方式，每蒸吨气压0.8MPa的饱和蒸汽消耗沼气140m³ ，根据供暖负荷，系统初投资为300万元。经合计，则对应的沼气量为17920m³/d。再生水可通过水源热泵进行低品位热能利用，经计算
，新能源综合应用研究相关工作 。能源结构对比分析如表11所示 。按利用效率可实现的供能范围如表5所示。机组尾气通过余热锅炉进行二次利用 ，提高整体用能效率，光伏发电系统的各性能指标及经济指标如表3所示。北京某静脉产业园的实践与启示