《占地45公顷!海水源热泵助力青岛首个“零碳社区”建设》

  • 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:2020-08-09
  • 近日,由青岛能源集团和青岛旅游集团携手打造的青岛奥帆中心零碳社区智慧能源系统深度利用项目签约仪式在青岛国际会议中心举行。据了解,零碳社区项目占地45公顷,建筑面积22.71万平方米。项目建成后,奥帆中心将成为全球生态文明建设的重实践示范。

    据介绍,奥帆中心的规划和设计水平世界一流,规划建设时的能源系统设计也十分超前,可采用的能源形式包括既传统能源电能和天然气,又包括风能、太阳能、海洋能和污水余热能等新能源。
    传承于2008年北京绿色奥运的主题思想,低碳环保早已根植于奥帆中心的发展理念之中。零碳社区围绕着“安全、健康、舒适、宜居”的公众需求,致力于打造“清洁、零碳、智慧、人文”的社区。在项目建设中,对区域范围内10座建筑开展锅炉房改造、能效系统提升、光伏发电系统升级等升级改造工作。项目还将建设能源智慧运维系统,依靠自动控制手段实现区域内清洁低碳能源多能互补。

    项目通过合理利用海水源热泵、太阳能光伏光热、风力发电、污水源热泵、工业余热和燃气等技术,实现高效清洁供能;将全面提升设计、建造和运维水平,实现能量消耗与产出平衡,形成零碳社区解决方案与核心技术;运用大数据、互联网和深度学习技术,实现能量消耗、能效评价、能量调度和安全保障的智慧管理;通过提高社区建筑内外环境舒适度和满意度,增强居民幸福感和获得感,从而形成绿色、低碳、健康生活方式,构建生态文明。
    据介绍,除此之外,项目还将建设节能和可再生能源技术展示中心、高等院校学生实践基地和中小学生科普教育基地,向社会公众普及“零碳”知识,宣传“零碳”理念。

    据测算,该项目建成后每年能够直接节约用电量303万千瓦时,节约用热量2.2万吉焦,节约燃气量5500标准立方米,同时每年直接减少碳排放8663吨,相当于种植173.3万棵树。目前,该项目建设程序已经启动,预计今年底完成基本设施建设,在接下来3到5年尽快实现低碳、近零碳直至零碳的发展目标。

     

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  • 《地源热泵多能互补 助力合肥走出南方供暖新路径》

    • 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:2020-02-25
    • 1月15日,安徽省合肥市少见地下起了中雪,落地即化的雪花让空气格外阴冷潮湿。然而,坐落于巢湖边的安徽创新馆内却温暖而干燥。为这座场馆提供清洁热力保障的,是合肥滨湖新区核心区区域能源项目3号能源站。 能源站位置图 借助于地源热泵等新能源,合肥走出了一条既有别于传统北方集中供热,又不同于南方电力空调的第三类集中供热模式。 调研采访中,记者了解到,该模式既涵盖城镇居民集中供热,又广泛涉及城市工商业用汽,同时依据合肥当地资源禀赋与气候特点,集中供热、供冷相结合,最大限度兼顾冬冷夏热地区人民日益提升的生活舒适度,与企业经济效益双重需求,不可谓不是行之有效的南方特色城市供暖新路径。 01 工业居民受益、冷热联供合肥开好头 古称“庐州”的合肥地处中纬度地带,位于“秦岭—淮河”以南。虽然合肥并不属于强制性供暖地区,但年平均气温仅有15.7摄氏度,且平均相对湿度高达77%,体感气候以夏季炎热潮湿、冬季阴冷潮湿为主要特点,属于典型的夏热冬冷地区。随着当地经济发展与人民生活水平提升,合肥冬季居民采暖挖潜空间巨大。 据合肥热电集团董事长、中国城镇供热协会冬冷夏热工作委员会主任方振介绍,从上世纪80年代末、90年代初开始,合肥就开始专门成立热力公司,启动全面发展热电联产、集中供热之路,2002年政府还颁布了《合肥市城市集中供热管理办法》。 “但与传统的北方集中供热和南方空调取暖不同,合肥走的是‘既涵盖城镇居民集中供热,又广泛涉及城市工商业用汽’的第三类集中供热模式。”方振说。 相关数据显示,经过近30年发展,截至目前,合肥集中供热范围已覆盖主城区和三大开发区,合肥热电服务的工商业用户达到395家,居民小区193个,居民用户超11.5万户,供热面积达2500万平方米。 方振指出,合肥独特的供热模式,既有其历史原因,也与当地经济发展密切相关。 尤其近年来,合肥高新区和经济开发区入住企业增多,工商业企业用热需求随之增加;同时随着人们生活水平的提高,居民供热呼声持续高涨,两因素叠加共同推动合肥供热呈现出“既服务于城市居民的集中供热需求,又满足部分工商业企业用热需求”的特点。 在方振看来,除工业供热,新增医院、酒店、宾馆、商场等公共及商业类冷热联供是南方城市发展集中供热的优势所在。 “尤其是淮河以南、长江以北地区,由于气候原因,虽然冬季所需集中供热总时长少于北方强制供暖地区,但夏季对于集中制冷的需求,也极为迫切,二者叠加之后的总需求在时长上并不弱于北方地区。我认为完全可将二者加以统筹考虑,依据各地资源禀赋,与城市发展规划,合理布局不同规模的热源,这样既可满足地理气候条件及人民生活舒适度的客观需要,也能满足能耗及运行效益等方面的经济性需求。这方面合肥已经开了一个好头。” 合肥滨湖新区核心区区域能源项目3号能源站效果图 据介绍,合肥近年来已开始积极推广冷热联供,发展集中制冷业务。滨湖新区核心区区域能源项目就是区域性的集中供冷供暖项目,根据项目规划,其将建设约500万平方米的供冷供热能力。其中一期3号能源站已于2019年4月正式投产,规划供冷热能力达150万平方米。 02 清洁能源多能互补高效又经济 值得一提的是,滨湖新区核心区区域能源项目采用的热源以地源热泵为主、其他清洁能源供热为辅,这是全国首批、安徽首个全部采用清洁能源的多能互补型区域能源项目,是合肥对于新能源集中供热的首次尝试。 谈及对新能源供热的定位,方振形象地将其称为供热系统里的“静脉”,地源热泵、污水源热泵等新能源综合应用都属于其中成员,与之相对应,传统煤炭的清洁利用则为“动脉”,而天然气壁挂炉等可满足用户个性化能源需求的清洁能源利用模式就是“毛细血管”。 合肥市滨湖新区位置图 那么,滨湖新区核心区区域能源项目是如何借力新能源向供热系统“输血”的?用地源热泵进行冷热联供好在哪里?据合肥热电集团安徽科恩新能源有限公司副总经理葛绍鲁介绍,该项目综合采用了地源热泵、污水源热泵、冰蓄冷、天然气分布式能源等多种清洁能源利用手段,为滨湖新区用户提供所需冷热。 位于滨湖金斗公园中的3号能源站,占地面积仅1万平方米,三个这样的能源站就可以满足500万平方米的冷热需求。 安徽创新馆是3号能源站的首批用户,记者在这里看到,在创新馆地下换热站,不到200平方米的空间里,水泵、板换设备、包着白色保护层的管道等设备布局井井有条,来自能源站的热量通过换热站向馆内供应所需冷或者热。 能源站vr视频截图1 “因无需配备常规能源站那样的大型设备,从而为用户大大节省了站房面积及设备投资,运行维护也更加简便。”葛绍鲁介绍,而且站外也无需配套室外机、冷却塔等设备,既能有效缓解城市区域热岛效应,又能改善建筑外观、美化城市形象。 安徽创新馆之外,中科大金融学院、佳源广场等均已签约成为区域能源项目的集中供冷供热用户。 “在合肥,如果只是夏天单纯供冷,最多有四五个月,单纯冬季供暖也仅三个多月,但是如果开展冷热联供,一年就可使用10个月左右。” 葛绍鲁对记者说,滨湖新区区域能源项目采用多能互补、冷热联供模式,不仅可以大大提升区域管网和能源站的利用率,而且还能显著降低大气污染物排放,与燃煤相比,年节约标煤6.5万吨,减排二氧化碳16.9万吨、二氧化硫4800吨、氮氧化物2400吨。 而从经济效益来看,该区域能源系统不仅能够减少机房设备的直接投资,还能通过减少机房建筑面积、降低空调配电容量等途径,节约项目间接投资,使项目综合投资降低60%左右,运行费用降低30%,且因项目能源站全部位于公共绿地地下, 还能节约宝贵的土地资源。 03 掣肘仍存亟待政策“护航” 记者采访时,3号能源站正在进行最后收尾,再过不久地面绿植就可完全恢复原貌,届时能源站将与公园融为一体。地面碧水蓝天绿草,风景如画;地下清洁能源默默“劳作”,源源不断奉献千家万户。 3号能源站正式投产不到一年,签约用户所覆盖的供暖面积已达到3号站150万平方米设计能力,足见项目市场潜力。 能源站vr视频截图2 “项目建成后不对公园绿地造成任何影响,从一期项目的绿地恢复工作顺利推进即可见一斑。3号能源站的部分地下井是和滨湖金斗公园新建区域一起施工的,事实上仅目前建成井的数量还不能满足500万平米的用户需求,势必需要在公园建成区域继续布井。”葛绍鲁说。 在这种情况下,规划中的待建工程按理也应尽快启动,但实际上记者注意到,由于种种原因,目前其他规划布井区域尚无施工进展。原因为何?葛绍鲁向记者道出其中最直接掣肘——“尚有部分地源热泵打井用地还有待落实。”“在已经建成的公共绿化区域进行地源热泵打井施工,因为目前还缺乏明确的规划审批流程,导致后续工作推进缓慢。” “能源站能否顺利推进,政府统筹引导很关键。”对此,葛绍鲁建议,就滨湖新区能源站项目而言,建设过程中需要将资源和用户需求有机整合在一起,为避免重复建设,首先需要政府做好顶层设计规划与用户引导工作,在此基础上,能源站在建设阶段也离不开政府部门大力支持配合,为此相关审批流程也需要进一步细化。 3号能源站鸟瞰图 以上只是在能源站实际建设层面遇到的难题。纵观合肥市整体供热事业发展,根据安徽城市建设方案,合肥目前仍有100多个小区面临老旧热力管网改造问题。南方供热目前完全靠市场运作,大量的老旧管网改造所需要的商业贷款让企业面临巨大的经营压力。 为此,方振呼吁:“根据住建部现行政策,老旧管网改造补贴只限于北方地区,能否适当往南方地区倾斜?南方供热虽然靠市场运作,但也属于民生工程,基于此考虑,政府能否参考北方经验,探索推出符合南方实际的支持政策,如在税收方面给予一定优惠等,希望能引起重视。” 此外,在规划化管理方面,虽然合肥市在南方地区起步较早,且2019年对《合肥市城市集中供热管理办法》进行了修订,但方振认为其仍然不能够适应最新的发展需要。“我们希望合肥能将集中供暖管理办法升级为管理条例,对供热制冷行业在规划、管理、产权界定、经营收费、处罚等方面进一步严格规范化。健全的法律无疑将对今后合肥市供热事业的有序发展起到更大促进作用。”
  • 《推广绿色建筑 助力低碳发展》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-05-24
    • 绿色建筑是在全生命周期保持低能耗且实现环境友好的建筑。通过节能技术和设计提升低碳水平、因地制宜利用可再生能源降低能耗、绿化屋顶改善局部循环……近年来,一些国家不断推广绿色建筑,进行了许多有益的探索和尝试,有效地减少了建筑的碳排放。 德国 被动房,节能环保受关注 冬天不用开暖气,夏天不用开空调,湿度常年维持在40%—60%,PM2.5值维持在75以内……近年来,起源于德国的被动房以其较高舒适性和能耗大大低于传统建筑的特性,受到越来越多的关注。 在德国西南部城市海德堡,紧邻老城的列车新城是目前全球最大的被动房建筑群之一。这片由废弃货运站开发的新区占地面积达116公顷,以其先进的节能效用和较高的生活质量,成为海德堡的新名片。在去年举行的第二十六届联合国气候变化大会上,列车新城被列为可持续城市发展的最佳实践范例。 “穿衣戴帽”环保设计 根据德国被动房研究所的定义,被动房是指“仅通过新风系统的后冷却或热补偿来实现热舒适的建筑”。换言之,被动房通过给整个建筑物“穿衣戴帽”,提高建筑保温隔热性能和气密性,并充分利用自然通风、日晒采光等被动热源,降低建筑物的碳排放。 从海德堡火车站步行15分钟,记者来到列车新城,只见公园绿地和人工河道等景观贯穿其间,一幢幢白色房屋整齐排列。乍一看,眼前这些房屋并没有特别之处,“穿衣戴帽”如何实现? 被动房与传统建筑的区别首先体现在外墙。在德国,一般民用建筑的外墙厚度在350毫米左右,而列车新城被动房则超过500毫米,其中包含200—325毫米的保温层。窗户亦是如此,相比一般建筑标配的双层玻璃窗,符合被动房标准的节能窗有3—4层,并且玻璃层间还灌入惰性气体,附以可升降的外遮阳设备,极大地降低了热传导和热流失。即使在冬夜,室内玻璃表面温度也不会低于17摄氏度。外墙底部的地基部分同样也被保温材料盖得严严实实。 地基再往下,是被动房除保温层外的另一个核心装备——新风系统。室外的新鲜空气进入被动房室内前,首先要经过深埋地下的进气管,进气管利用地面余温将其预热至5摄氏度,此后这些空气再经由送风设备过滤、灭毒、杀菌,并通过新风换气机与室内浑浊气体热交换,吸收其80%的热量,保证了室内空气质量清新且温度适宜。 尽管被动房的原理听起来并不复杂,但要真正建造却绝非易事。德国经过长达20余年的实践,摸索形成了一套认证体系。不管是建筑能耗、房屋气密性,还是暖通设备、新风系统、保温层、门窗等设施都有一系列基于数据的验收标准,只有通过了所有检测,提交多达15份材料证明,才能被认证为被动房。 为了达到被动房能耗标准,列车新城内每个建筑项目筹建时都有经过认证的被动房规划师参与讨论,并针对项目各自的特点给出不同的能源供应方案并制定节能策略。 除了被动房建筑本身,列车新城还有许多节能减排的环保设计。新城内每户居民家中都安装了智能电表,以监测能源消耗并确定潜在的节能领域;由远程管理系统控制的LED路灯,则可以根据城区实际需求调整照明亮度。 如果从高处俯瞰整个新城,则会发现更多玄机。大面积的绿色屋顶上,不同颜色的景天科和禾本科花草混种,色彩缤纷,赏心悦目。 这样的绿色屋顶不仅可以美化环境,更是调节温度的好帮手。研究显示,在德国,有植被覆盖的屋顶与裸露屋顶的温差最高可达40摄氏度。植被可以减少屋顶结构层的温差变化,从而延缓下方防水层、保温层、建筑层的老化,增加建筑使用寿命。此外,绿色屋顶还可以储存雨水,从而降低洪水风险,并为野生动物提供栖息地。 低碳宜居设施配套 目前,整个列车新城已建成3000套住房、两个托儿所、两个游乐场、一座公园、一所小学、一个社区中心以及相关商业配套设施。 记者随后来到位于列车新城中心的伽达默广场。时值午后,广场上热闹非凡。孩童们嬉戏玩耍,青年学生或踢球或踩滑板……在高度老龄化的德国,此番景象并不常见。 “列车新城居民的平均年龄只有29岁,90%左右的居民年龄在45岁以下。”列车新城市政新闻办公室在致记者的书面回复中表示。 节能环保的被动住宅、交通便利的地理位置、亲近自然的社区景观……列车新城成为海德堡一房难求的热门板块,吸引大批年轻民众搬来此处。在当地主要的租房中介网站上,列车新城仅剩3套空置房源正在出租。 “这里的居住体验真的太棒了。楼下是绿地和水源,房间里非常舒适,能源消耗也比普通住宅要低得多,可以省下一大笔钱。”居民伍特勒和儿子在楼下的人工溪边玩遥控船,不远处,两只野鸭正在悠闲地凫水。 位于伽达默广场一角的库伯酒店,是海德堡第一家被动房酒店,这也成为这家酒店的最大卖点。“酒店安装了新风系统,使得房间不开窗也能保持清新的空气。”酒店前台工作人员艾玛介绍,自开业以来,这座被动房酒店颇受客人欢迎,入住率在周边地区处于较高水平。 政策支持产业发展 近年来,能源问题在德国持续引发关注。据统计,2020年,暖气、热水供应及照明等家庭能源需求占德国终端能源消费的26%。提高建筑能效成为德国国家能源政策的重要一环。 1977年,德国颁布第一部节能法规《建筑保温条例》,此后不断修订,并陆续推出环保领域的相关法律。2019年,德国通过新版《建筑能源法》,该法成为绿色低能耗建筑的标准法律框架。根据该法案,2021年起,新建建筑须达到近零能耗,2050年所有存量建筑达到近零能耗。为了达到此目标,德国政府近年来加大对被动房等节能建筑的推广力度,包括列车新城在内的许多节能绿色环保建筑项目在德国各地纷纷推出。 尽管在节能环保方面有着卓越表现,但高于一般建筑的造价,在一定程度上影响了被动房的推广。 为此,德国政府通过推出低息贷款和建设补贴等措施支持被动房建造。以列车新城为例,德国复兴信贷银行、巴登—符腾堡州银行面向购房者提供不同形式的低息贷款。海德堡市政府则推出总额600万欧元的资助计划,为新城内的300个居住单元提供补贴,使中低收入市民也有机会入住。 被动房等新型绿色建筑的快速发展,也促进了德国环保建筑产业不断扩大。从建筑方案设计及咨询、建材研发生产,到建筑施工、运营等各环节,创造了大量就业岗位。仅列车新城的建设,就带来了超过6000个工作岗位。 德国在被动房等领域的政策尝试,也在欧盟层面得到了认可。目前在欧洲,超低能耗的被动房数量正以每年8%的速度递增。在越来越多的国家,按照被动房标准建造新建筑或改造、翻新建筑也被认定为实现减少建筑物碳排放目标的重要途径。(李强) 巴林 巧用风力发电 阿拉伯半岛一角,巴林首都麦纳麦。两座上尖下宽的高楼相对矗立,仿佛一对比翼的风帆。双塔以3条横梁相连接,每条横梁上都装有一座巨大的“风车”。它们在经年不息的海风中不停转动,为大楼源源不断地输送清洁能源— 这就是巴林世贸中心,一座将风力发动机组与建筑融为一体的摩天大楼。 巴林位于卡塔尔和沙特阿拉伯之间。独特的地理气候条件,使得当地拥有丰富的海风资源,也为风能建筑的实践提供了良好的天然环境。 巴林世贸中心高240米,共50层,其造型灵感来源于传统阿拉伯式“风塔”。双塔之间的3条横梁分别位于建筑的16层、25层和35层。其上安装的“风车”是直径29米的水平轴风力发电涡轮机,“风车”叶片每分钟转动38次,通过安装在引擎舱的一系列变速箱,最终让与其相连的发电机以每分钟1500转的转速运行发电。 站在高楼下仰望,海风徐徐吹来,有时在地面感受不到太大风力,但上方的“风车”却转得飞快。这得益于建筑师肖恩·奇拉的巧思,他利用空气动力学原理将两座塔楼的平面和剖面设计成椭圆形和帆形,使来自海上的风集中通过双塔之间。 具体而言,椭圆形截面使双塔间的空间陡然变窄,构造成一个负压区域,将塔间的风速提高了20%,从而大大提升了风力发电涡轮机的工作效率;而三角风帆形状的楼体则起到导风板作用,引导更多的风吹向低处的风力发电涡轮机,让3座风力发电机以大致相同的速度转动。 据介绍,3座风力发电涡轮机每年约产生1200兆瓦时的电力,可满足巴林世贸中心约15%的电力需求,相当于300个巴林家庭一年的用电量,约等于200万吨煤或者600万桶石油的年发电量。 除了独特的“风车”,巴林世贸中心在设计和建设过程中还采取了多项措施以降低碳排放。例如,在室外环境和空调房间之间设置缓冲空间,降低热空气温度并减少空气对流传热;在没有遮阳设施的外立面使用低遮阳系数的高性能太阳能玻璃,以此获得尽可能少的太阳能热量;大楼还在入口处设置水池,对进入建筑内部的空气进行降温…… 自2008年建成以来,巴林世贸中心获得多个建筑与环保领域的重要奖项。奇拉表示,用严谨科学的设计实现建筑可持续愿景,是这座建筑传递出的重要信息。 当前,巴林正通过多种形式发展包括太阳能、风能和垃圾发电等在内的可再生能源项目。据当地媒体报道,巴林政府已通过“2030愿景”计划,提出一系列关于保护自然环境、减少碳排放和促进可持续能源发展的措施。由此制定的国家可再生能源行动计划,力争到2025年,可再生能源发电量达到全国发电总量的5%,到2035年时该数字上升为10%。(周輖) 巴西 注重气候适应性 走进巴西东南部城市库里蒂巴的豪尔社区,街道两旁整齐的深色房屋中,一座风格简约的纯白色房屋分外抢眼。走上前,率先映入眼帘的便是屋顶上一片生机盎然的绿色。 房屋主人兼设计者科斯廷和他的家人已在这里生活了5年。这座房屋不仅建筑方案简单经济,入住后也易于维护,是一种可复制性较强的、经济环保的气候适应性建筑。 建筑领域是碳排放大户,因而也成为全球碳减排的重点领域。随着绿色建筑的不断发展,气候适应已成为当前建筑行业重要研究方向之一。气候适应性建筑在设计中以所在区域的气候状况为基础,从人体舒适度出发,充分考虑季节、阳光、风向、降雨和湿度等气候因素,以求提升建筑的节能性能,同时让使用者拥有绿色健康生活。 在科斯廷家中,极简环保的设计理念体现在种种细节之中—— 屋顶绿地种有多种本土喜光景观植物,其土壤层下叠铺了由花岗岩、沥青、黏土等材料组成的支撑层、隔热层、隔水层、排水层等。这样的设计既优化了屋顶的防水效果,又可在夏季降低室内温度、冬季减少热量流失。 屋顶上的蓄水池和水泵组成了雨水收集系统。“库里蒂巴多雨,这个系统不仅可以确保雨水被充分用于灌溉院内植被,还能减轻下水道排水压力。”科斯廷说。 8块闪亮的太阳能电池板构成了房屋的发电系统。当地政府鼓励民众使用清洁能源,科斯廷仅用一周时间便拿到了安装太阳能屋顶电站的审批许可,并有专人上门安装、调试设备。他向记者介绍:“这组太阳能电池板功率超过两千瓦,每日转换的电能供给家庭日常生活使用绰绰有余。” 此外,通体白色的房屋本身也起到了反光、减少吸热的作用。房屋内没有安装空调,电扇也很少使用,这要归功于房屋的自然通风设计。房屋所有环境都实现了自然通风,并通过沿盛行风向设置大开口来增强空气流通。 交谈之间,一只绿色的蜂鸟突然到访,飞速扇动着翅膀,在花丛间穿梭。科斯廷对此习以为常,“除了蜂鸟外,蜜蜂、蝴蝶也是家中常客。这些辛勤的花粉传播者对促进院内植物的健康生长功不可没。” 科斯廷给记者算了一笔账,尽管房屋的设计听起来复杂,但实际上造价并不高,“与其他同等规模的独院住宅相比,节省了近1/3的建造费用。” 在巴西,气候适应性建筑已成为一种常见建筑类型。能源与环境设计先锋(LEED)2021年公布数据显示,在2019年年度全球十大LEED市场排名中,巴西认证的绿色环保建筑数量位居全球第五。巴西非常重视推广绿色建筑,许多地区推出相应政策,支持发展秸秆、木屑等生物质建材,推广以工业废渣、建筑渣土等为原料的新型建材,努力降低建材消耗。 “我的设计虽然简单,但能在环保节能、可持续发展的条件下充分满足我们一家的生活需求。如果这种理念和设计可以影响到其他人,让他们也做出简单而有益的改变,何乐而不为?”采访结束时,科斯廷笑着说。(毕梦瀛)