40℃将成常态?区域集中供冷能解忧吗?

发布者 | 中标研 2022-08-17

以前,普通人对气候变化的危害可能难以感同身受,但2022年的这个夏天,让几乎所有人都有了切肤之感。


这个夏天,热浪席卷北半球,从英吉利海峡两岸到欧亚大陆,高温地图上遍地赤红,宛若火龙咆哮而来。40摄氏度、50摄氏度,气温极值屡屡刷破记录。


联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告指出,最近50年全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生,气候系统不稳定性加剧。进入21世纪以来,北半球夏季高温热浪事件日渐频繁。


国家气候中心首席预报员陈丽娟表示,气候变化背景下,高温热浪事件将成为一个常态。今年高温天气开始早、结束晚、持续时间长,这种特征在未来可能也会越来越显著。


夏天越来越难熬,2022年的夏天也不会是最后一个高温季节,在这样的背景下,人们对供冷的需求更加迫切,作为综合能源服务的一项关键内容,区域集中供冷模式有望大规模推广吗?




济南试行集中供冷


今年7月,山东济南集中供冷引发关注。济南中央商务区管委会副主任王晨甫介绍,从今年开始,该片区试运行集中供冷模式,目前已覆盖了片区内办公楼、酒店、商业综合体等公建用户近21万平方米。整个项目采用同一套市政管网,冬天进行供暖、夏季供冷。


济南能源集团所属济南能投集团山东睿冠电能热力有限公司董事长崔玥介绍,夏季集中供冷与冬季集中供热使用同一套输配管网,只是切换到冷源,把7摄氏度左右的冷冻水作为冷媒输送到与冬季供暖的换热站在同一位置的换冷站。通过冷的交换原理置换出7摄氏度至9摄氏度左右的冷冻水,进到用户的末端风盘系统,满足夏季制冷需求。


“济南CBD的建筑类型适合区域供冷。”济南能投集团党委副书记、总经理张学谦表示,济南CBD在城市规划时,即明确了该片区为商业集聚区,区域内冷热需求的建筑密度大,较为集中,这也是济南CBD发展区域能源项目的重要前提条件。


事实上,我国的广州大学城、深圳前海、上海虹桥、北京中关村科技园等区域都采用了类似的区域供冷方式,并已投入运行。济南集中供冷项目之所以印发关注,一是因为济南属于北方城市,北方城市采用集中供冷的项目还很少,二是因为今年这个夏天实在太热。但从技术本身来看,这并非首创。


综合能源服务的关键业务


供冷作为综合能源服务项目的一项关键业务,目前已经在多个项目中实施。


在建的广州金融城起步区综合能源项目,其核心建设内容就是冷站。该项目规划建设交通枢纽冷站、东部冷站、西部能源站共3个冷站,多能系统(储能、光伏、充电桩等多种能源形式)、管控系统(智慧能源控制系统),总供冷规模70811冷吨。按照规划,项目计划分三期进行建设,其中一期工程将建成东部冷站5300平方米的供冷系统和交通枢纽冷站,计划于2022年底建成。


在建的国家电投集团海南分公司黎安国际教育园区综合智慧能源项目1号能源站,其目的也是对园区相应区域进行集中供冷,项目用地面积约13684㎡,采用冰蓄冷供冷系统,特许经营范围内需供冷的建筑面积合计约146万㎡,总设计冷负荷为24300RT(85MW)。


厦门翔安新机场综合能源服务项目,是首个国家电网公司投资的交通领域制冷能源站项目,未来可望建成国内规模最大的水蓄冷系统综合能源站项目。项目设计冷负荷合计为72.6兆瓦,总供冷面积超过70万平方米。对比常规分散式供冷方式,区域供冷技术能源利用率更高、用能成本更低,将为翔安新机场减少区域配电容量20%以上,减少设备占地面积近3000平方米,节约投资4000余万元,年节约电费320万元,减排二氧化碳20%以上。


相关的项目还有很多,成都独角兽岛区域供冷供热智慧能源站、郑州龙湖金融岛中心区域冷热能源站、大唐海口江东新区智慧综合能源服务项目、珠海横琴综合智慧能源项目、三亚低碳智慧能源综合利用海棠湾示范区项目等等,更多的项目正在规划和推进中。


区域集中供冷也应因地制宜


目前,舆论上很多观点将集中供冷对标北方地区已经推行了数十年的集中供暖,这有失偏颇,事实上,目前我国建设的所有的集中供冷项目,都只是区域性的集中供冷,而不是类似北方城镇集中供暖那样针对一个城市的集中供应。因此,从定义上,我们将之称为区域集中供冷,更为准确一些。


从民用住宅的角度看,集中供冷无法做到集中供暖那样的大规模全城覆盖。


首先,住宅项目的集中供冷也需要提前规划,如果后期改建,存在较大困难,即便改建实施,其实际的使用成本也大概率比采用空调要高;另外,住宅的冷气使用相对分散,并且住宅会有一定的空置率,影响集中供冷的规模效应。再者,目前冷站的辐射范围在5公里之内,不像集中供暖,管道可以铺得很长。由于使用规模无法扩大,随着供应成本的提高,企业受困于有限的用户和过低的使用率,往往造成运营上的困难。


但目前,也有一些高端的新建住宅,在试点推广集中供冷,在更大规模的存量住宅领域,尚未见推行集中供冷。因此,对住宅场景,集中供冷短期内并不会到来。


显而易见的结论是,集中供冷适合办公、酒店、商业区、工业园区等有规律使用冷气的用户,目前几乎所有的集中供冷项目,也基本都在这个范围之内。在工商业市场,集中供冷具有显著的推广价值。


同圆设计集团总工程师李刚表示,区域集中供冷供暖具有集约用地、错峰降容、高效节能、智能管控、有效避免重复投资等特点,特别适合在城市CBD等商业楼宇高密度集中的区域推广应用。这种模式可以利用不同功能商业楼宇用能需求高峰时间不同的特点,通过合理设计,在降低总装机容量的同时,提高系统经济性,保证安全性和稳定性。另外,配合冰蓄冷和水蓄冷系统的设计,可充分利用峰谷电差价蓄冷调峰,既降低了系统运行费用,又实现了电网的削峰填谷。


李刚认为,选用哪种供冷供暖模式,首先应进行合理的区域能源规划,从需求侧科学分析项目的用能特点和系统适用性,通过负荷模拟、数字孪生等手段进行整体规划和统筹计算;其次,应尽可能提高设备能效,降低不必要的输配损耗,因地制宜利用可再生能源,提高运行管理的智能化水平;最后,还应统筹系统设备采购安装与负荷需求,逐步提高协调适配,避免过早大量资金投入。只有通过科学规划、精细设计、统筹协调、智慧运维,才能充分发挥区域集中供冷供暖的优势,实现低碳节能、绿色环保、安全经济的目标。


对综合能源服务而言,区域集中供冷的市场需求将会持续增加。地域上,区域集中供冷的市场短期内仍主要集中于南方地区,冷热双供则主要集中于中部偏北地区,北方地区的市场重点仍然是供暖。