杭州市青山湖科技城的綜合能源規(guī)劃應(yīng)用研究

章曉航，張 翀

(1.浙江杭州青山湖科技城投資發(fā)展集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 311305；2.杭州源牌科技股份有限公司，浙江 杭州 311305)

1 杭州市青山湖科技城規(guī)劃介紹

1.1 規(guī)劃范圍

綜合能源規(guī)劃區(qū)域?yàn)檎憬∨R安經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)青山湖科技城中部區(qū)塊，位于杭州臨安區(qū)區(qū)域東部。東部緊鄰杭州余杭組團(tuán)，西部與臨安區(qū)主城區(qū)(錦城)隔湖(青山湖)相望。規(guī)劃四范圍西起青羅路和青山湖街道公山、母山以東，東至青山大道，北至崗陽路，南至杭徽高速，規(guī)劃范圍總用地面積11.18 km2。

1.2 指導(dǎo)思想

本規(guī)劃結(jié)合臨安經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)中部地區(qū)已有規(guī)劃成果、臨安市“十三五”發(fā)展規(guī)劃和《青山湖科技城概念性規(guī)劃及城市設(shè)計(jì)》的要求，以及省委省政府提出的打造綠色低碳新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)的理念，在充分調(diào)研現(xiàn)狀能源結(jié)構(gòu)與需求的基礎(chǔ)上，提出優(yōu)化區(qū)域能源結(jié)構(gòu)方案，確定區(qū)域能源站系統(tǒng)的總體布局。采用集約化、高效率的區(qū)域空調(diào)集中供冷供熱系統(tǒng)的形式，解決分散小型化系統(tǒng)的資源利用低、管理成本大、運(yùn)行成本高等問題，優(yōu)化電力使用，減少高峰電消耗，提高夜間電力利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

2 區(qū)域能源站規(guī)劃的必要性與可行性

2.1 符合國家“十三五”規(guī)劃綱要精神

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》指出，要深入推進(jìn)能源革命，著力推動能源生產(chǎn)利用方式變革，優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，維護(hù)國家能源安全。

利用天然氣三聯(lián)供、冰蓄冷、水蓄冷、地源熱泵等技術(shù)，減少廢熱廢氣排放，綠色環(huán)保；同時具有電力移峰填谷作用、優(yōu)化電力使用，減少電力消耗，提高電力利用率；采用集約化、高效率的區(qū)域空調(diào)集中供冷供熱系統(tǒng)的形式，解決分散小型化系統(tǒng)的資源利用低、管理成本大、運(yùn)行成本高等問題；系統(tǒng)的應(yīng)用充分響應(yīng)了國家的號召，符合當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，為可持續(xù)發(fā)展盡一份力。

2.2 符合杭州市城市建設(shè)“十三五”規(guī)劃的需求

杭州市城市建設(shè)“十三五”規(guī)劃中指出：以綠色智能為導(dǎo)向，推進(jìn)新型城市建設(shè)。

(1)順應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展新理念新趨勢，加快綠色建設(shè)科技相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)和新技術(shù)推廣，推動城市綠色發(fā)展，提高城市建設(shè)智能化水平，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

(2)深入推進(jìn)綠色建筑與建筑節(jié)能。組織編制市與區(qū)、縣(市)兩級綠色建筑專項(xiàng)規(guī)劃，合理確定綠色建筑和建筑工業(yè)化的總體發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展定位、技術(shù)路線和規(guī)劃控制要求，確定既有民用建筑綠色改造的總體目標(biāo)、實(shí)施計(jì)劃、技術(shù)路線和保障措施。

(3)以建筑能效提升為重點(diǎn)，以建筑綠色設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行為導(dǎo)向，積極倡導(dǎo)綠色園區(qū)建設(shè)。大力推進(jìn)綠色建筑技術(shù)應(yīng)用研究和推廣，建立健全覆蓋綠色建筑設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行監(jiān)管和改造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，完善民用建筑節(jié)能評估審查、竣工能效測評、建筑用能監(jiān)測、建筑能耗統(tǒng)計(jì)。

2.3 符合浙江尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展新路徑的需求

我國當(dāng)前大多經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式尚處于要素推動與投資推動中，積極需要向創(chuàng)新推動的改變。從國家對于浙江省的期望以及浙江省自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展的思路來看，創(chuàng)新正成為浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。

按照省委、省政府將省科研創(chuàng)新基地建設(shè)成為“‘國際先進(jìn)、國內(nèi)一流’的科技資源集聚區(qū)、技術(shù)創(chuàng)新源頭區(qū)、高新企業(yè)孵化區(qū)、低碳經(jīng)濟(jì)示范區(qū)”的指示，根據(jù)省科技廳的規(guī)劃要求，建設(shè)以低能耗、低污染、低排放、生態(tài)、環(huán)保為基本特征的低碳生態(tài)園區(qū)是科技城的實(shí)施目標(biāo)。

2.4 符合能源供應(yīng)行業(yè)的發(fā)展趨勢

區(qū)域能源系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢，是目前解決建筑密度較高問題同時保證供冷供熱穩(wěn)定的中央空調(diào)優(yōu)良方案之一。

區(qū)域能源系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為一種商業(yè)化的、十分成熟的技術(shù)，在中國目前已經(jīng)成功商業(yè)化運(yùn)營的項(xiàng)目有：天津文化中心、廣州大學(xué)城、上海市漕河涇現(xiàn)代服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)等。規(guī)劃與建設(shè)中的商業(yè)化運(yùn)行的大型區(qū)域供冷項(xiàng)目已有數(shù)十個。

我國仍然處于城市化建設(shè)進(jìn)程當(dāng)中，每年都有較多的新建公用建筑，同時政府也在規(guī)劃眾多的城市新區(qū)，這些都為區(qū)域能源系統(tǒng)的建設(shè)提供了極大的市場。因此，如果利用得當(dāng)，區(qū)域能源系統(tǒng)將是一種在中國有非常廣闊市場前景的技術(shù)。

3 綜合能源區(qū)域能源站詳細(xì)規(guī)劃

根據(jù)區(qū)塊范圍內(nèi)供能對象的建筑類型和建筑面積，對規(guī)劃區(qū)域各地塊的負(fù)荷強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

各地塊的負(fù)荷計(jì)算中所使用的容積率一部分是參考《浙江省臨安經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)中部地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃調(diào)整》推薦容積率的范圍選取的，在項(xiàng)目實(shí)行過程中可據(jù)實(shí)調(diào)整；另外一部分是結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際過程中的數(shù)值選取的。確定能源站供能區(qū)域及機(jī)房選址，具體如圖1所示。

規(guī)劃區(qū)域內(nèi)供能分片及站房選址見表1。

表1 規(guī)劃區(qū)域內(nèi)供能分片及站房選址

表2 各區(qū)域能源站規(guī)劃信息匯總

4 區(qū)域能源站規(guī)劃匯總

4.1 站房信息匯總

結(jié)合總規(guī)并依據(jù)青山湖科技城具體的負(fù)荷需求以及能源站選址原則的情況下，區(qū)域能源站目前規(guī)劃數(shù)量為5個，具體站房位置及服務(wù)區(qū)域如圖2所示。

5個區(qū)域能源站分別編號為1到5號，其中規(guī)劃的1號能源站目前已經(jīng)處于建設(shè)期，3號站能源站站房選址有2處，分別為大園路以西苕溪以南和科技大道輕軌站處，5個規(guī)劃的能源站具體情況如表2所示。

4.2 規(guī)劃效益分析

4.2.1 區(qū)域能源系統(tǒng)綜合效益

在西方發(fā)達(dá)國家，區(qū)域能源集中供應(yīng)的趨勢非常明顯。日本全國通過區(qū)域供冷供熱的市場份額超過30%，美國超過15%，歐洲大量國家通過專項(xiàng)立法來推動區(qū)域能源系統(tǒng)的具體應(yīng)用。浙江省科技城作為浙江省“十二五”的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，在規(guī)劃階段應(yīng)盡可能借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，大力推動區(qū)域能源系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，為建設(shè)真正意義上的“新型低碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)”提供重要的技術(shù)支撐。

區(qū)域能源系統(tǒng)在國外能夠得到大力推廣與其自身具有的各種綜合優(yōu)勢有關(guān)，主要包括如下內(nèi)容。

(1)利用建筑群彼此錯峰的天然特性有效降低能源系統(tǒng)整體投資；

(2)采用新技術(shù)可顯著降低能源消耗和碳排放，節(jié)能優(yōu)勢明顯；

(3)采用大型高效機(jī)組并減少制冷主機(jī)內(nèi)冷媒用量，具有保護(hù)環(huán)境減少污染的優(yōu)勢；

表3 規(guī)劃綜合效益分析表

(4)美化城市天際線SKYLINE，提升園區(qū)整體景觀水平；

(5)冷卻塔集中布置，整體容量降低，園區(qū)熱島效應(yīng)得以緩解；

(6)土地集約化利用，節(jié)約土地，與其他市政基礎(chǔ)設(shè)施合并建設(shè)可進(jìn)一步提高土地開發(fā)強(qiáng)度；

(7)能源系統(tǒng)整體運(yùn)行維護(hù)水平提高，綜合運(yùn)維成本顯著下降；

(8)能源系統(tǒng)可靠性提高，尤其是與蓄能空調(diào)技術(shù)耦合后。

4.2.2 蓄能空調(diào)技術(shù)綜合效益

在確定選用區(qū)域能源技術(shù)之后，還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地的各種基本能源供應(yīng)價格政策、負(fù)荷特點(diǎn)選擇適用技術(shù)路線。結(jié)合國內(nèi)大量工程實(shí)踐，本次規(guī)劃推薦的綜合技術(shù)路線(詳參表2)應(yīng)用于區(qū)域內(nèi)不同點(diǎn)位。蓄能空調(diào)具有以下優(yōu)勢。

(1)利用夜間低谷電力實(shí)現(xiàn)低成本蓄冷，可顯著降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用；

(2)可以顯著減少電制冷主機(jī)的設(shè)計(jì)容量，空調(diào)系統(tǒng)電力需求顯著降低，相應(yīng)區(qū)域內(nèi)變電站的設(shè)計(jì)容量或者區(qū)域內(nèi)的尖峰電力負(fù)荷得以顯著降低，具有突出的移峰填谷、平衡局部電網(wǎng)供需矛盾的能力，是國家給予財(cái)政補(bǔ)貼的電力需求側(cè)優(yōu)先推薦技術(shù)；

(3)具備應(yīng)急冷源，系統(tǒng)可靠性顯著提高；

(4)具備低溫供冷能力，可顯著擴(kuò)大輸送管網(wǎng)設(shè)計(jì)溫差，顯著降低管網(wǎng)投資；

(5)低溫水輸送至用戶處可降低室內(nèi)相對濕度，室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)更高。

4.2.3 規(guī)劃節(jié)能環(huán)保及社會綜合效益匯總

根據(jù)區(qū)域能源技術(shù)以及蓄能空調(diào)技術(shù)的相關(guān)優(yōu)勢，在本次規(guī)劃中采用這些技術(shù)路線之后，將產(chǎn)生顯著的節(jié)能、環(huán)保、節(jié)地的綜合效益。具體效益分析匯總說明如表3所示。

(1)常規(guī)方案技術(shù)路線為區(qū)域內(nèi)各建筑物部分采用VRV，部分采用常規(guī)電制冷空調(diào)復(fù)合燃?xì)忮仩t，為分散系統(tǒng)。

(2)電價按照浙江省一般工商業(yè)分時電價(1～10 kV)計(jì)算，尖峰電價、高峰電價、低谷電價分別為：1.163 6元/kWh、0.865 6元/kWh、0.353 6元/kWh；燃?xì)鈨r格為3.1元/Nm3；蒸汽價格為210元/t。

(3)供冷時間為5月10日至10月10日，共計(jì)150天；供熱時間為11月15日至次年3月15日，共計(jì)120天。

4.2.4 用戶效益

結(jié)合這兩種先進(jìn)的技術(shù)方案以及本次規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況，結(jié)合蓄能空調(diào)技術(shù)的區(qū)域能源系統(tǒng)，其用戶將獲得以下綜合效益。

(1)采用專業(yè)能源公司建設(shè)運(yùn)營，系統(tǒng)運(yùn)維的可靠性更高；

(2)系統(tǒng)低溫供水，除濕能力更強(qiáng)，用戶室內(nèi)空氣品質(zhì)更高；

(3)初投資比自建空調(diào)系統(tǒng)降低；

(4)通過共享區(qū)域能源中心節(jié)約土地資源，實(shí)現(xiàn)土地集約化高效利用，具有明顯的節(jié)地效益；

(5)用戶無需自行布置冷卻塔，減少漂水、噪音等現(xiàn)象，有助于建筑美觀。