《北京大兴国际机场地源热泵工程:中国制造成就绿色机场标杆》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-09-25
  • 这是最坏的时代,也是最好的时代。进入中国经济发展的新常态,能源危机、环境质量下降、资源紧张、经济下行等压力让许多行业感受到前所未有的挑战,但挑战从另一个角度看也是机遇。正所谓“穷则思变”,是变革让新事物异军突起。比如以地热为代表的可再生能源利用成为保持中国经济可持续发展的新动力。

    9月30日,北京大兴国际机场将正式开航。这个世纪大工程恰恰打造了目前国内最大的多能互补地源热泵系统,而作为供应商,民族品牌美的中央空调为该系统量身定制了专业解决方案,助力新机场实现可再生能源利用率占比10%的绿色建设目标。

    多能互补打造国内最大的地源热泵系统工程

    据欧盟资助的一项最新研究显示,民用机场消耗的能源与一个小城市相当,而其中多达五分之一的能源可能被浪费了。而作为机场运行能耗占比最大的供暖和制冷系统,无疑成为重点关注对象。因此,北京大兴国际机场在建设伊始就明确了绿色建设目标,在机场供暖和制冷系统中确定了地源热泵与集中燃气锅炉系统、锅炉余热回收系统、常规电制冷、冰蓄冷等多能互补的复合方案,成功打造出目前国内最大的多能互补地源热泵工程。

    设计人员创造性地将景观湖区作为集中埋管区,通过多能耦合设计实现稳定可靠的复合式系统,可集中解决周边规划面积近250万㎡建筑的供热需求,实现年减排1.81万吨标煤。

    美的中央空调定制多能互补地源热泵解决方案

    作为服务北京大兴国际机场的供应商,美的中央空调凭借领先的产品技术和专业的服务能力,为新机场提供绿色节能的定制化暖通空调解决方案,包括2台全降膜变频离心式地源热泵机组和5台全降膜变频离心式烟气回收热泵机组,一方面充分利用浅层地热这样的可再生能源,另一方面通过烟气余热以及污水废热回收实现能源利用最大化,达到机场要求的冬季供暖和夏季制冷标准,保障机场绿色稳定运行。

    通过建设地源热泵,以及机场对于太阳能光伏、太阳能热水等可再生能源的利用,大兴机场实现了可再生能源利用比例超额完成10%的既定目标。2018年12月,北京大兴国际机场获得“北京市绿色示范区”称号。

    长期看地热利用可以释放广泛的经济和环保效益

    1995年,我国北方部分地区试点应用地源热泵技术进行工民用建筑的冬季供暖、夏季供冷。21世纪以来,地源热泵得到大面积推广应用,中国地源热泵产业也呈现出高速发展态势。据统计,全国地源热泵的装机容量已从1995年的0.8兆瓦上升到2017年的2万兆瓦,增长2.5万倍。

    然而,地热资源利用也面临着现实问题,其资源勘察和技术实现的难度很大。北京大兴国际机场的地源热泵工程位于永定河蓄滞洪区内,地源侧进出水温度较低(出水温度8℃,进水温度4℃),新机场要求设备制热出水温度达到50℃,机组运行压差比较大,恶劣的运行条件对离心叶轮的压缩比是极大的考验。美的采用热气旁通技术保证机组在低负荷条件下稳定运行,通过变频调节实现压缩机多工况多压比高效运行,同步改良换热器及阀体节流控制方式,进一步提升机组能效。

    尽管地热资源利用投入很大,但却能带来长期的实惠。特别是在超大型工程中,地热资源可以展现良好的社会效益。据估算,大兴国际机场地源热泵工程每年可再生能源和余热利用供热量将达到7438万kWh,折合标准煤1万吨,每年可减少二氧化碳排放量2.6万吨,相当于种植140万棵树,将创造显著的社会效益,领跑全球绿色机场建设。

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    • 编译者:guokm
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    • 7月,北京大兴国际机场临空经济区各项配套工程正有序推进。同时,一份北京大兴国际机场临空经济区综合保税区能源互联网规划方案也试点落地。以电为枢纽,能源互联,将为这片区域注入强劲动力。 这是国网北京市电力公司服务新国门建设,探索综合能源服务的又一次实践,更是推动具有中国特色国际领先的能源互联网企业战略目标在首都落地实践的鲜活样本。 一流电网 点亮机场 北京南中轴延长线,大型国际航空枢纽北京大兴国际机场如耀眼的明珠镶嵌在北京与河北的交汇处。与之匹配,“500千伏双枢纽电源,220千伏、110千伏双链式接线”的坚强网架和一站式精准服务的首套国际机场智慧能源服务系统同步建成,构建起世界一流的机场配套电网。 机场投运后,机场的负荷曲线、报警信息、电力设备运行数据、天气数据等关键信息都展现在综合能源服务平台上。“平台对内实现了各类电网数据信息的高效集约管理,对外通过接入客户数据,为客户提供能效诊断、能源规划、节能减排等延伸服务。”大兴国际机场供电服务中心负责人李腾介绍。 在这座全国首座完全实现绿色电力供应的国际机场,以电为枢纽的清洁低碳新模式显示出生机。廊桥岸电升级,飞机停靠时段全部由电力供能,相当于每年节省燃油4万吨;机场跑道区、东航、南航基地13座分布式光伏电站实现自发自用、余量上网,每年可发电1057万千瓦时,减少二氧化碳排放1.05万吨;400台充电桩为多个功能区提供可靠充电服务;两座地源热泵站高效运行,供热、供冷面积达到250万平方米…… 绿色盎然,生机四溢。总体定位为国际交往中心功能承载区、国家航空科技创新引领区、京津冀协同发展示范区的北京大兴国际机场临空经济区正逐渐成型。大兴供电公司在临空经济区也将开展更深层次的综合能源服务,着力打造“首都特色、示范引领”的综合能源服务项目。 规划引领 能源互联 “贯彻‘四个革命、一个合作’能源安全新战略,临空经济区将打造‘电为中心、绿色低碳、安全可靠、协同共享、智慧友好’的国际一流综合能源服务示范区。”大兴供电公司经理秦帅说。 站在服务党和国家大局、服务京津冀协同发展的高度,大兴供电公司勇担政治责任,将落实国家电网有限公司战略目标转化为干事创业的积极性和创造力,高起点规划临空经济区配套电网。 “结合区域发展,我们规划建设‘7+27’项输变电工程,形成‘500千伏双电源点,220千伏、110千伏双链式接线、10千伏双环网’的坚强网架结构。”大兴供电公司发展部主任石世锋描绘出临空经济区的电网规划蓝图。规划落地后,这片区域的供电可靠性将达到99.999%,重点区域供电可靠性达99.9999%,超过东京、巴黎等国际城市,达到国际领先水平。 从能源网架、信息支撑、价值创造各方面,大兴供电公司绘制了一条脉络清晰的路线图。在能源网架方面,该公司加快电网规划项目落地,统筹推进配电站、冷热站、通信基站等各类基础设施协同融合建设,推广分布式地源热泵、光伏光热和储能技术应用,推动绿色低碳发展;在信息支撑方面,广泛建设智慧用能终端,全息感知能源与社会信息流,实现信息、数据传输全覆盖,推动城市能源精准响应。在价值创造方面,围绕能源大数据应用、数字新基建、工业互联网等方向,运用“大云物移智链”等技术,全面服务政府决策、企业运营、客户用能和智慧交通,推动城市运行综合能效的最大化和区域营商环境最优化。 随着临空经济区各项规划建设工作加速推进,以电为中心,电、冷、热等能量相互转化和替代的能源网络逐渐清晰。 试点先行 共享互济 永兴河微风习习、水清岸绿。河北岸将建设占地规模约3.5平方千米的承载对外货运功能的综合保税区。 今年年初,国网北京电力会同临空经济区管委会高质量编制综合保税区能源互联网规划方案。方案中,大兴供电公司从思路目标、技术路线及方案落地等方面试点探索能源互联网实现路径。 北京大兴国际机场临空经济区综合保税区将依托能源互联网,建设多站合一的分布式能源站,配备融合5G基站、环境监测、无线WIFI等的智慧路灯,新建智慧化运营、有序充电的充电桩,实现多种能源协同互联和集约管控。 “我们研究了综合保税区的负荷需求、资源特点,并对比提出建设分布式能源站的设想。”大兴供电公司客户服务中心副主任王林介绍。届时,该公司可通过智慧能源综合服务平台,实现多种能源协同互联和集约管控,通过分布式能源站实现对能源数据的实时感知,并将数据上传至服务平台,为智慧城市和终端客户提供全面的应用服务。 “我们将按照供电方案、综合能源方案相融合的方式,陆续启动建设包含10千伏开关站、配电室、地源热泵、冷水机组在内的综合能源站项目,以及分布式光伏发电、风电、充电桩、智慧楼宇等其他智慧能源项目。”王林介绍。 目前,国网北京电力正积极推动将能源互联网纳入能源发展规划和城市整体规划,与各方合作开展临空经济区综合能源项目规划建设,协同打造国际一流综合能源服务示范区。 电为枢纽,能源互联,一张比肩世界一流水平的临空经济区供电网络正铺展开来。
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