近年來,筆者參與了幾個(gè)大型工業(yè)園區(qū)供熱專項(xiàng)規(guī)劃,并對(duì)不同類型的工業(yè)園區(qū)進(jìn)行了深入調(diào)研,經(jīng)過分析,發(fā)現(xiàn)工業(yè)園區(qū)可再生能源供熱有著共性的特點(diǎn)和規(guī)律,本文先從國內(nèi)外可再生能源供熱現(xiàn)狀入手,著力分析工業(yè)園可再生能源供熱的常見形式和比率,得出經(jīng)驗(yàn)性的可再生能源供熱比率,作為今后規(guī)劃階段的依據(jù)。
丹麥作為發(fā)展可再生能源供熱的優(yōu)秀典型,實(shí)現(xiàn)了供熱能源的自給自足,并且有接近一半的區(qū)域供熱來自可再生能源的利用。有數(shù)據(jù)顯示,2014年,在丹麥供熱能源結(jié)構(gòu)中,49.1%的供熱能源是可再生能源,包括生物質(zhì)(木頭、垃圾、稻草和生物油)、沼氣、太陽能和地?zé)崮堋?011年2月,丹麥政府又出臺(tái)了《能源戰(zhàn)略2050》,提出到2050年完全擺脫對(duì)化石能源依賴的宏偉戰(zhàn)略。
德國政府也不斷對(duì)可再生能源補(bǔ)貼方針作出調(diào)整,提高用于住宅和辦公樓供熱的可再生能源使用比率。2014年,德國供熱能源中可再生能源占9.9%。2020年的目標(biāo)為可再生能源在供熱能源中的占比達(dá)到14%。德國政府對(duì)投資可再生能源供熱的中小型企業(yè)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),通過加大刺激措施,期望能夠大幅加快可再生能源在供暖市場的擴(kuò)張速度。
《全球可再生能源現(xiàn)狀報(bào)告2018》中指出,2015年,可再生能源為全球供暖體系提供了10%左右的總熱量。相比于146個(gè)國家在電力行業(yè)制定了可再生能源目標(biāo),世界上只有48個(gè)國家制定了供熱和制冷領(lǐng)域的可再生能源國家目標(biāo)。
國外可再生能源供熱呈現(xiàn)出區(qū)域差距大、發(fā)展不平衡、標(biāo)準(zhǔn)不一致的特點(diǎn),丹麥在可再生能源供熱領(lǐng)域的成就可以作為我國的發(fā)展目標(biāo),德國在可再生能源供熱領(lǐng)域的探索更適合我國目前的國情。
國家能源局《關(guān)于促進(jìn)可再生能源供熱的意見》指出,到2020年,全國可再生能源取暖面積達(dá)到35億平方米左右,其中地?zé)崮芄┡评?6億平方米,生物質(zhì)能供熱10億平方米,可再生能源電力供暖5億平方米,太陽能供暖4億平方米。在京津冀及周邊地區(qū),可再生能源供暖面積達(dá)到10億平方米,長三角地區(qū)可再生能源供暖(制冷)面積達(dá)到5億平方米。
《北京市“十三五”時(shí)期能源發(fā)展規(guī)劃》指出,到2020年,全市供熱面積達(dá)到9.5億平方米,余熱和可再生能源供熱面積達(dá)到7000萬平方米,即可再生能源供熱占比約7.4%??稍偕茉粗饕\層地?zé)崮?、污水能和工業(yè)余熱等。
《天津市供熱規(guī)劃(2013-2020年)》指出,到2020年,實(shí)現(xiàn)可再生能源供熱比率達(dá)到14%以上??稍偕茉粗饕ㄉ顚拥?zé)崮?、淺層地?zé)崮堋⑽鬯芎秃K艿取?/p>
京津冀地區(qū)屬于可再生能源利用比較多的區(qū)域,特別是天津地區(qū)深層地?zé)崮苜Y源豐富,可再生能源供熱發(fā)展?jié)摿^大。
可再生能源供熱主要包括地?zé)崮芄帷⑸镔|(zhì)能供熱、太陽能供熱、電供熱、余熱供熱等多種類型??稍偕茉垂峒夹g(shù)類型多、應(yīng)用范圍廣,既可集中亦可分散利用。
天津地區(qū)有著豐富的深層地?zé)豳Y源,地?zé)岙惓^(qū)在工業(yè)區(qū)分布密集的環(huán)城四區(qū)、濱海新區(qū)、寧河區(qū)等廣泛存在。深層地?zé)崮苁枪I(yè)園供熱的首選能源。
根據(jù)《城市道路綠化規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)范》要求,通常工業(yè)園區(qū)的綠地面積不得低于總面積的20%,工業(yè)園大量的綠地為淺層地?zé)崮芾锰峁┝藯l件。淺層地?zé)崮芤彩枪I(yè)園供熱的重要能源。
由于生物質(zhì)能的特殊性,除一些農(nóng)村小型工業(yè)廠區(qū)采用生物質(zhì)能供熱外,市區(qū)大型工業(yè)園應(yīng)用生物質(zhì)能供熱的案例很少。
工業(yè)廠房開闊的屋頂為太陽能的利用提供了便利,目前天津市的工業(yè)園區(qū)內(nèi)太陽能光伏發(fā)電、光制熱普遍應(yīng)用,通常為自用的電源或熱源孤島。利用廠房屋頂?shù)墓夥l(fā)電,然后用電制熱也是一種太陽能供熱的形式,但限于能源轉(zhuǎn)化效率較低,應(yīng)用較少。
工業(yè)園通常會(huì)配套多個(gè)污水處理廠,污水源熱泵能夠充分利用污水中的熱能,把熱能變廢為寶,實(shí)現(xiàn)可再生供熱。有些工業(yè)生產(chǎn)流程會(huì)產(chǎn)生廢熱,通過吸收式熱泵對(duì)廢熱進(jìn)行余熱回收,可以達(dá)到供熱的目的,但通常為自用的熱源孤島。
某工業(yè)園各類供熱能源占比情況表
綜上所述,天津地區(qū)的工業(yè)園選用可再生能源供熱時(shí),通??梢赃x擇地?zé)崮?、太陽能和余熱能?/p>
以筆者主持的某大型工業(yè)園供熱規(guī)劃為例,對(duì)可再生能源供熱比率進(jìn)行探討,得出類似工業(yè)園區(qū)可再生能源最佳比率,用于指導(dǎo)工程規(guī)劃。該工業(yè)園占地120平方公里,用地性質(zhì)為一類工業(yè)用地,容積率為1.5,位于太陽能資源三類地區(qū),區(qū)域內(nèi)有巖溶型地?zé)崴?,區(qū)域內(nèi)規(guī)劃15萬t / d處理能力的污水處理廠2座。各類供熱能源占比如上表所示。
該工業(yè)區(qū)規(guī)劃的可再生能源供熱由深層地?zé)帷\層地?zé)?、污水能承?dān),比率為8%,考慮在園區(qū)的逐步開發(fā)過程中,可能會(huì)引入太陽能供熱的形式,其可再生能源供熱比率會(huì)達(dá)到10%左右。該可再生能源供熱規(guī)劃符合園區(qū)能源現(xiàn)狀,在考慮技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠的基礎(chǔ)上,最大限度地利用了可再生能源,減少了天然氣這一化石能源的使用。
目前天津地區(qū)已基本淘汰燃煤供熱,在天然氣供熱的大背景下,最大限度優(yōu)先利用可再生能源,符合我國推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的戰(zhàn)略要求,也是貫徹能源消費(fèi)新理念,實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和建設(shè)生態(tài)文明的重要舉措。作為能源規(guī)劃設(shè)計(jì)一線工作人員,要將可再生能源供熱作為區(qū)域能源規(guī)劃的重要組成部分,做好可再生能源供熱資源評(píng)估,切實(shí)推進(jìn)可再生能源供熱快速發(fā)展。