生态文明先行示范区建设方案中提出要节约集约利用资源。加强生产、流通、消费全过程资源节约,推动资源利用方式根本转变。大幅提高能源利用效率。设置科学合理的控制指标,大幅降低能耗,控制能源消费总量。区域集中供热供冷技术具有良好的节能效益,在城市综合开发项目初始阶段应给予一体规划。
1)分时序的区域能源建设规划的思路
城市综合开发项目一般都为分阶段开发,对发电效率差、无法保证稳定供电的开发区域可以采用冷热电联供的区域集中供冷供热设施规划。待电力供应稳定性和效率提高后,可对区域集中供冷供热的热源设备进行更新,该类项目可以采用污水源、地热等新能源,区域能源建设规划如图2-10所示。
图2-10 分时序区域能源建设规划的思路
2)合理开发新能源
在城市综合开发项目中,应结合地理或建设环境,充分考虑新能源应用。如河水的利用、污水源的利用、地热能的利用等。此外,还有将上述各种方式与河水能源、污水热量、清洁工厂排热等未开发能源组合起来进行区域供冷供热的方式。
(1)河水能源利用。同周围环境温度相比,河水的温度夏季低、冬季高,所以经常作为热源用于热泵等系统中。此外,河水不会向大气中排放热量,可以起到抑制热岛效应的作用。
(2)污水热量的利用。同周围环境温度相比,污水温度与河水相同,具有夏季温度低、冬季温度高的特点,所以经常作为热源水用于热泵等系统中,同时还可以起到缓解热岛效应的作用。
(3)地热利用。地热应用是指使用水热源热泵从地下提取热量或者释放热量的系统。地下温度在夏季时比环境温度低,在冬季时比环境温度高,所以可以大幅度地提高能源利用效果。此外,由于不向大气中释放热量,所以还可以起到抑制热岛效应的作用。
3)可再生能源应用
城市综合开发项目中应充分考虑太阳能发电、风力发电、生物质能发电、波力发电、地热发电等可再生能源的应用。
(1)关于大规模风力发电装置的安装效果。安装大规模风力发电装置需要平均风速达到5.5m/s以上。如果安装风力发电装置,可以适当考虑安装小型风力发电装置。
(2)可作为能源利用的生物质能资源很多,也有各种不同的区分方法。主要分为未利用类资源、废弃物类资源和生产资源,各种资源如表2-3所示。城市综合开发项目可以因地取材,开展有关设计。
表2-3 生物质能资源的种类
续表2-3
(3)压电发电利用。压电发电是一种通过机械振动进行发电的振动发电方式,采用受到压力而变形时会产生电压的压电转换元件进行发电。在目前开展的实验中有利用乘客通过检票口时产生的振动进行的发电试验、利用汽车通过桥梁时的振动进行发电,并将其作为照明用电源使用的实验等。
在城市综合开发项目中可以综合考虑所在区域的太阳能、风能、生物质能等新能源与可再生能源特征,进行专项规划设计。如果在城市综合开发项目区域内建设污水处理厂,则可对其生物质能进行开发。对不适宜太阳能发电、风力发电、压电发电的城市综合开发区域也可以在公共区域进行小量设置,用于宣传生态文明理念。
4)区域能源在线监测管理系统(AEMS)建设方案
生态文明建设目标评价考核办法明确规定,有关部门和各地区应当切实加强生态文明建设领域统计和监测的人员、设备、科研、信息平台等基础能力建设,加大财政支持力度,增加指标调查频率,提高数据的科学性、准确性和一致性。为精准并实时掌握能源消耗及运行情况,及时开展节能策略,完成节能目标,在城市综合开发项目中,需要对项目全区域规划建设节能减排信息化管理(AEMS)。AEMS通过在线监测各建筑物和厂矿企业、交通运行的能源消耗数据,为达到节能减排的目标,对区域整体能耗实现“节能减排策略—对策实施—效果分析—完善节能策略”一系列管理。AEMS以楼宇能源管理系统(BMS)等单个能耗系统的采集数据为基础,从项目规划阶段设定先进的能耗指标为起始控制点,在设计阶段或施工阶段对能否达到能耗目标进行实时校验,在运行阶段对能耗目标实现情况进行确认并不断完善,持续性地改善区域能源管理,实现最优化的节能减排目标。
(1)AEMS主要监测指标。
①城市综合开发区域的煤、电、油、气、热、水以及新能源与可再生能源等能源资源消耗量及运行参数。
②城市综合开发区域的氮氧化物、PM2.5、PM10等排放参数。
③城市综合开发区域的二氧化碳、臭氧等空气参数。
④用能单位的产品、产量、产值等生产运营数据。
⑤国家、地方、园区、行业的能源资源、产品、产值等宏观统计数据。
(2)AEMS数据采集,其频度见表2-4。
表2-4 数据采集频度
(3)AEMS理念及架构设计。
城市综合开发项目AEMS设计理念如图2-11所示。城市综合开发项目AEMS系统架构如图2-12所示。
图2-11 AEMS设计理念
图2-12 AEMS系统架构
(4)AEMS主要功能体系。
①能源数据统计分析:
a.具备对区域、行业及用能单位能源消费量按能源/资源种类和一定周期进行汇总、定比、环比等统计和分析功能。
b.具备对区域、行业及用能单位综合能耗计算汇总分析功能。
c.具备对用能单位能源效率计算分析功能。
d.具备对区域、行业及用能单位节能量计算、汇总和分析功能。
②能效对标:
a.按照能效指标对标类型、技术要求及组织管理要求,实现能效对标功能。
b.建立能效指标数据库、能效标杆数据库和能耗限额定额数据库,实现数据管理功能。
c.具备限额和定额执行情况分析功能。
d.建立能效领跑者最佳节能实践库。
③节能考核管理:
a.具备区域、行业及用能单位的节能目标分解功能。
b.具备区域、行业及用能单位的完成目标责任考核功能。
c.具备区域、行业及用能单位的节能目标考核预警功能。
④节能潜力分析:
a.为用能单位提供各种能效标准下的节能潜力分析。
b.为用能单位提供各种节能方案下的投资成本分析。
c.行业能效指标的标准库管理。
d.行业、区域内部企业节能潜力排名的管理。
e.重点耗能系统和设备节能潜力分析。
⑤预测、预警和报警:
a.具备通过分析模型对区域、行业及用能单位的能源消费趋势进行预测的功能。
b.具备区域、行业及用能单位的能源消费预警功能。
c.具备采集终端、能源计量仪表的运行异常报警功能。(www.daowen.com)
d.具备数据采集异常报警功能。
e.具备多种形式的报警通知功能。
⑥能源利用分析报告:
a.具有按照不同时间周期完成能源利用状况报告功能。
b.具备区域、行业及用能单位的能源利用状况报告管理功能。
⑦碳排放管理:
a.各类能源品种的折煤系数与碳排放系数管理。
b.碳核算模型与公式管理。
c.市、行业、区域以及用能单位碳排放分类核算。
d.市、行业、区域以及用能单位碳排放预警管理。
⑧用能单位服务项目:
a.为用能单位提供监测数据查看功能。
b.为用能单位提供设备系统管理功能。
c.具备不同节能改造方案的能耗模拟分析。
d.为用能单位提供能源利用状况分析报告。
e.为用能单位提供现场监测报告。
f.为用能单位提供用能权交易管理功能。
g.为用能单位提供能效对标和排名信息。
h.为用能单位提供异常报警信息。
⑨区域能源策略分析:
a.具备根据能耗情况及环境信息,优化区域能源运行策略的功能,具体功能如图2-13所示。
图2-13 城市综合开发项目区域能源策略体系图
b.具备根据以往成功的节能策略进行归纳学习,提高能源运行策略科学性的自学习自适应能力。
(5)AEMS技术体系。
①传输关键技术:
a.实现计量数据从能源计量器具到采集终端的采集传输。
b.实现计量数据从采集终端到平台的传输。
c.实现平台对平台、能源管控中心或其他能源管理系统的数据传输。
d.实现了远程传输功能的能源计量器具与平台直接传输。
e.数据传输协议实现采集终端与平台或能源管控中心之间的数据传输和指令控制,协议层次见图2-14。
图2-14 传输协议层次
②资源共享和数据交换关键技术。
a.可实现与其他平台、能源管控中心的资源共享和数据交换。
b.支持端设备采集与计量仪表直接采集的多种数据采集方式。
c.数据交换服务接口基于SOA架构开发,满足多点部署、灵活扩充的需求。
d.数据交换服务接口使用XML、FTP、HTTP、JMS、Socket和Web Service等开放标准开发。
e.数据交换服务接口实现同步数据传输和异步数据传输两种传输方式。
③软硬件及数据库关键技术:
a.应用软件开发采用了B/S或C/S和B/S结合的软件架构,满足系统扩展及二次开发的需要,第三方测试机构评测为合格等级。
b.单独配置数据采集服务器、数据库服务器、应用服务器,并根据需要采用冗余和备份措施。
c.采用大数据、云计算、虚拟化等,提高分析能力和效率的技术。
d.根据系统规模配置实时数据库和关系型数据库,可提供日志镜像、自动恢复、数据一致性校验和集群机制的数据库容错机制。
e.整体软硬件系统达到安全等级第二级及以上标准要求。
(6)AEMS应用、运行维护及档案管理要求。
①定期完成能耗数据分析评价报告,实现对区域、行业、用能单位的能源利用评价,研究制订节能方案。
②制定运行维护管理方案并严格落实,按期完成运行维护报告。
③按标准编制平台开发文档,建立运行维护档案管理规范。
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