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行業(yè)資訊濟南先行區：充分利用“地熱能+”建設綠色低碳、清潔高效的能源體系
文章來(lái)源：地大熱能 發(fā)布作者： 發(fā)表時(shí)間：2022-11-08 10:31:52瀏覽次數：1467
1、先行區區域概述
地大熱能地熱能+：濟南市先行區是國務(wù)院2018年批復成立的省級新舊動(dòng)能轉換先行區，要求集聚集約創(chuàng )新要素資源，建設現代綠色智慧之城。該區域規劃控制區約733平方公里，分為大橋組團、崔寨組團、桑梓組團、濟陽(yáng)縣城區、孫耿鎮和太平鎮六個(gè)供熱分區園區，包含孫耿、回河等特色小鎮、大橋引爆區、崔寨國際博覽城、黃河公園、行政中心等特色建筑，適宜應用新能源供熱。
先行區現狀采暖供熱面積為120萬(wàn)平方米，按照濟南市“一先三區兩高地”和“大強美富通”的戰略發(fā)展目標，至2028年先行區城鎮人口將達到260萬(wàn)人，居民采暖總面積將達到3847.7萬(wàn)平方米（856.6MW），公共建筑采暖面積將達到1480萬(wàn)!（583.3MW）。而該地區現有及規劃集中供熱能力為668.6MW，遠低于所需熱負荷。因此，如何充分利用各組團的新能源稟賦，因地制宜建設綠色低碳、清潔高效的能源體系，并進(jìn)一步達到降碳節能，是本文討論的重點(diǎn)。
2、先行區資源稟賦和新能源綜合利用總體思路
濟南先行區地勢平坦，既不靠大山，也不靠海，水力勢能和風(fēng)能資源相對匱乏；而該地區具備得天獨厚的地熱資源，具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益；先行區其他可利用的能源形式包括生物質(zhì)、污水源、天然氣、空氣能和電廠(chǎng)余熱等。同時(shí)，先行區預留對未來(lái)不可預測技術(shù)舞臺，如核能、氫能利用等，體現“先行”的概念，強化對現有新技術(shù)的先試先行，而不是單純采用天然氣清潔供熱。
綜上，先行區新能源供熱思路采取“地熱為主、多能協(xié)同”原則，充分挖掘先行區地熱資源，綜合利用其它清潔能源協(xié)調運行，在用足存量，留夠增量的前提下打造“多能互補、綠色智慧”的示范區和先行區。同時(shí)該地區供熱需求發(fā)展迅猛，居民供熱的安全穩定需要保障。新能源綜合利用的思路如下：
（1）圍繞“地熱為主、多能協(xié)同”原則，根據先行區地熱資源稟賦以及新能源利用的經(jīng)濟性、安全性、可實(shí)施性，建立以地熱資源為主、其他分散清潔能源協(xié)同運行、結合各地塊余熱、廢熱資源的綜合能源利用系統，宜集中則集中、宜分散則分散，解決用戶(hù)基本暖通空調負荷；
總之，利用先行區優(yōu)質(zhì)的地熱資源、水源及余熱資源，優(yōu)化能源利用結構，將極大促進(jìn)該地區的能源發(fā)展，推動(dòng)該地區綠色的生活、生產(chǎn)，對于盡快實(shí)現該地區二氧化碳“零排放”，提前實(shí)現碳中和具有現實(shí)意義。
3、先行區各組團新能源供熱方式
3.1 大橋組團
大橋組團定位為濟南城市副中心，發(fā)展現代高端服務(wù)業(yè)，培育科技研發(fā)、總部經(jīng)濟、商務(wù)服務(wù)、文化創(chuàng )意等產(chǎn)業(yè)，預留政務(wù)服務(wù)功能空間。其周邊范圍內能源中心有桑梓店生物質(zhì)熱電廠(chǎng)、大橋燃氣鍋爐熱源廠(chǎng)、科創(chuàng )污水處理廠(chǎng)水源熱泵能源站以及資源豐富的地熱能，至2028年大橋組團居民建筑總面積約1698.6萬(wàn)平方米，公共建筑面積約449.2萬(wàn)平方米。綜合用能方式如下：
根據城市用地開(kāi)發(fā)性質(zhì)，大橋組團供熱（冷）以桑梓店生物質(zhì)熱電廠(chǎng)＋分布式地熱能能源站作為基礎熱源，滿(mǎn)足大橋片區65％的供熱（冷）需求；以跨季節儲能輻射式中央空調＋污水源熱泵能源站＋燃氣三聯(lián)供作為補充熱源，滿(mǎn)足大橋片區15％的供熱需求；以大橋燃氣鍋爐熱源廠(chǎng)作為調峰熱源，滿(mǎn)足大橋片區20％的供熱需求，實(shí)現大橋片區供熱全覆蓋。
3.2 崔寨組團
崔寨組團定位為高新產(chǎn)業(yè)城，發(fā)展現代物流、新能源、會(huì )展博覽等產(chǎn)業(yè)。重點(diǎn)依托“中國氫谷”建設，布局“氫能源科技園”、“氫能源產(chǎn)業(yè)園”、“氫能源會(huì )展商務(wù)區”，打造全國氫能源產(chǎn)業(yè)高地。崔寨組團周邊范圍內有能源中心2×9F燃氣熱電廠(chǎng)（規劃）、崔寨污水處理廠(chǎng)水源熱泵能源站以及地熱能，至2028年崔寨組團居民建筑總面積約727．7萬(wàn)平方米，公共建筑面積約796萬(wàn)平方米。
根據城市用地開(kāi)發(fā)性質(zhì)，綜合用能方式如下：
（3）工業(yè)污水處理廠(chǎng)建設37MW污水源熱泵能源中心，為周邊100多萬(wàn)平方米采暖面積的熱用戶(hù)提供低溫熱源；
（4）崔寨組團中“中科新經(jīng)濟科創(chuàng )園”周邊可利用中科院輕型燃氣輪機對周邊區域進(jìn)行供熱供冷；
（5）其他區域可充分利用空氣源熱泵、燃氣模塊鍋爐等清潔能源供熱，使崔寨組團的可再生能源得到充分利用。
崔寨組團供熱（冷）以地熱能能源站＋中科院輕型燃氣輪機試驗示范中心及分布式能源項目＋污水源熱泵作為基礎熱源，滿(mǎn)足崔寨片區70％的供熱需求；以2×9F燃氣熱電廠(chǎng)、空氣源熱泵＋太陽(yáng)能作為補充及調峰熱源，滿(mǎn)足崔寨片區其余的供熱需求，實(shí)現崔寨片區供熱全覆蓋。
遠期隨著(zhù)崔寨組團氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可在崔寨產(chǎn)業(yè)園區或具備條件的住宅區進(jìn)行氫能供熱的示范項目，試點(diǎn)氫能在供熱領(lǐng)域的應用。
3.3 桑梓組團
桑梓組團定位發(fā)展新材料、高端制造等產(chǎn)業(yè)。推動(dòng)現有新材料產(chǎn)業(yè)融入高端制造供應鏈，完善研發(fā)創(chuàng )新功能，建設具有國內尖端水平的新材料研發(fā)和生產(chǎn)基地。桑梓組團周邊范圍內能源中心有桑梓店生物質(zhì)熱電廠(chǎng)、裕興化工熱電廠(chǎng)、桑梓污水處理廠(chǎng)水源熱泵能源站以及地熱能。至2028年桑梓組團居民建筑總面積約314.5萬(wàn)平方米，公共建筑面積約79.7萬(wàn)平方米。
根據城市用地開(kāi)發(fā)性質(zhì)，綜合用能方式如下：
桑梓店組團供熱以桑梓店生物質(zhì)熱電廠(chǎng)＋地熱能能源站作為基礎熱源，滿(mǎn)足桑梓店片區100％的供熱需求，以污水源熱泵作為作為調峰熱源，滿(mǎn)足桑梓店組團極寒期的供熱需求，實(shí)現桑梓組團供熱全覆蓋。
3.4 孫耿組團
孫耿組團定位為科教新市鎮，以特色小鎮為亮點(diǎn)，遠景作為城市次中心，以科教產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)，打造以產(chǎn)教融合示范、智能生活體驗為主的科教新市鎮。孫耿組團周邊范圍內能源中心有光大環(huán)保能源有限公司（孫耿垃圾焚燒電廠(chǎng)）、孫耿分散污水處理站水源熱泵能源站以及資源豐富的地熱能，至2028年孫耿組團居民建筑總面積約195.7萬(wàn)平方米，公共建筑面積約137.6萬(wàn)平方米。
根據城市用地開(kāi)發(fā)性質(zhì)，綜合用能方式如下：
孫耿組團采用供熱中深層地熱能能源站＋污水源熱泵作為基礎熱源，滿(mǎn)足孫耿片區60％的供熱需求；以水源熱泵＋空氣源熱泵作為補充熱源，滿(mǎn)足孫耿片區20％的供熱需求；以濟陽(yáng)燃氣鍋爐房作為調峰熱源，滿(mǎn)足孫耿片區20％的供熱需求，實(shí)現孫耿片區供熱全覆蓋。
3.5 太平組團
太平組團定位為農業(yè)科技新市鎮，以特色小鎮為亮點(diǎn)，依托山東省農科院，打造以農科示范、特色農業(yè)體驗為主的農科新市鎮?，F狀周邊范圍內沒(méi)有集中能源，太平污水處理廠(chǎng)水源熱泵能源站的供熱能力為7MW。至2028年太平組團居民建筑總面積約165.3萬(wàn)平方米。
根據城市用地開(kāi)發(fā)性質(zhì)，綜合用能方式如下：
太平組團供熱以中深層地熱能能源站作為基礎熱源，滿(mǎn)足太平片區50％的供熱需求；以空氣源熱泵＋污水源熱泵作為補充熱源，滿(mǎn)足太平片區20％的供熱需求；以生物質(zhì)汽化爐＋區域燃氣模塊鍋爐作為調峰熱源，滿(mǎn)足太平片區30％的供熱需求，實(shí)現太平片區供熱全覆蓋。
3.6 濟陽(yáng)組團
濟陽(yáng)組團為現有城區，主要發(fā)展智能制造、食品飲料等產(chǎn)業(yè)。區域內供熱管網(wǎng)已經(jīng)基本成型，近遠期在逐步完善的同時(shí)，應大力開(kāi)發(fā)新用戶(hù)，提高供熱普及率?，F狀熱源包括華能濟陽(yáng)生物質(zhì)熱電廠(chǎng)、興陽(yáng)熱源廠(chǎng)、新華熱電廠(chǎng)、濟陽(yáng)污水處理廠(chǎng)等。至2028年，濟陽(yáng)組團居民建筑總面積約555.9萬(wàn)平方米，公共建筑面積約17.5萬(wàn)平方米。
根據城市用地開(kāi)發(fā)性質(zhì)，綜合用能方式如下：
城區近期以現狀的熱源廠(chǎng)為主熱源，實(shí)現區域的清潔供暖；遠期以燃氣熱電廠(chǎng)為主熱源，增加污水源熱泵能源中心等可再生能源作為補充，實(shí)現濟陽(yáng)組團城區的清潔供熱。
3.7 先行區遠期供熱保障
綜合考慮清潔能源的供熱成本、供熱質(zhì)量和對極寒天氣的應對能力，遠期規劃利用齊河永峰鋼鐵的工業(yè)余熱，由濟南熱力集團沿黃河大道自西向東敷設長(cháng)度約20公里、管徑DN1400的高溫熱水供熱管網(wǎng)，作為先行區的供熱保障，同時(shí)作為區域制冷的驅動(dòng)能源。
4、智慧能源
新能源供熱不是各種新技術(shù)的累積，而應根據每種新能源的運行成本、穩定性、對室外溫度的適應情況進(jìn)行統一調配。濟南先行區規劃在濟南能源集團大橋熱源廠(chǎng)內建設多能互補中心調度平臺，結合5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等新興技術(shù)，建立智慧能源管理系統，合理調配能源，提高能源管理的數字化與信息化程度，實(shí)現與熱力集團管網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)調度管理，保證管網(wǎng)的安全、穩定、節能運行；同時(shí)滿(mǎn)足大型供熱熱源首站、能源站、天然氣門(mén)站監管控制系統對接的需求，實(shí)現依據用戶(hù)管網(wǎng)用能負荷變化進(jìn)行熱（冷）源輸送調配的功能，從安全角度實(shí)現電、熱（冷）負荷聯(lián)調，確保供熱（冷）、天然氣系統、新能源系統穩定安全。目前該工程正在進(jìn)行。
5、總結
2021年是國家“十四五”開(kāi)局之年，我們面對的是國家實(shí)現“2030年前碳達峰”、“2060年前碳中和”兩個(gè)新的奮斗目標，能源綜合利用將由清潔高效進(jìn)入降碳節能新階段，從解決霧霾問(wèn)題到解決碳中和問(wèn)題轉變，實(shí)現二氧化碳凈零排放。
先行區豐富的地熱資源，以及未來(lái)崔寨組團“中國氫谷”的建設，其能源清潔、零碳能源的特點(diǎn)正迎合了這次新能源利用的理念轉變契機，從而將民生工程、能源工程、環(huán)保工程有機結合到一起，融入到先行區的整體規劃中。濟南先行區作為全國新舊動(dòng)能轉換的先行示范區，將以雄安新區立為能源利用標桿，以綠色、智慧、現代、宜居為特色，在濟南能源集團統一部署下，建設成國際一流的現代綠色智慧新城。
