【正文】 的應(yīng)用機制和應(yīng)用模式的形成， 使新開發(fā)的可再生的污水能源等新型能源擁有更大的 應(yīng)用舞臺。 （ 4）促進(jìn)建 筑節(jié) 能效率的提高，減輕環(huán)境壓力，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，保障經(jīng)濟安全。 （ 5）通過典型示范發(fā)展可再生能源，對于保障國家能源安全、減少環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等都具有重要意義。 項目 示范與 研究內(nèi)容 （ 1）解決城市管道污水的利用問題，如選擇城市污水水源地問題、并網(wǎng)取水技術(shù)等問題，充分利用城市污水資源解決周邊建筑物采暖制冷需求； （ 2）高效利用城市原生污水， 提升 污水換熱 效能 問題、原生污水簡單處理除雜問題、污水換熱方式問題、系統(tǒng)換熱方式等問題，采用高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 5 5 合理 的 系統(tǒng)方案 ， 以保障其運行穩(wěn)定性； （ 3）根 據(jù)市水務(wù)集團排水公司提供的測量數(shù)據(jù)與供暖面積的理論計算關(guān)系，現(xiàn)在所達(dá)到的污水量、 水溫、 提取溫度 等 ，應(yīng)該可以滿足≥ 100 萬㎡建筑的集中供熱 /冷。通過此次項目的示范和實際運行，探索在此項目基礎(chǔ)上，劃定烏市第一個污水源熱集中供熱 /冷 片區(qū)，在全國樹立一個樣板。 （ 4）基于本項目為起點和示范，建議由市建委組織，本企業(yè)具體實施編制《烏魯木齊市污水源熱泵技術(shù) 集中 供熱 /冷 規(guī)劃》（作為“藍(lán)天工程”的一項子規(guī)劃）。 通過規(guī)劃所要達(dá)到 ： ① 規(guī)劃烏市未來污水源熱整體集中供熱能力、規(guī)模等，與優(yōu)化調(diào)整修編的“藍(lán)天工程” 規(guī)劃對接； ② 確定污水源 供熱，在烏市未來冬季供熱能源消耗結(jié)構(gòu)中的所占比例，劃出其供熱的區(qū)域和范圍，按規(guī)定有計劃分步實施； ③ 為烏魯木齊市未來污水源的合理、充分利用及徹底改善烏市冬季大氣污染的能源消耗配置使用奠定重大基礎(chǔ)性工作和制定未來發(fā)展目標(biāo)。 第三章 項目背景與建設(shè)的必要性 項目 提出 背景 能源背景 世界能源形勢緊迫，能源問題位居世界 10 大 （能源、水、食物、環(huán)境、貧窮、恐怖主義和戰(zhàn)爭、疾病、教育、民主和人口） 焦點問題高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 6 6 之首 。全球人口 2021 年是 65 億，每日能耗 220x106BOE（標(biāo)準(zhǔn)油當(dāng)量） ；到 2050 年全世界人口至少要達(dá)到 100～ 110 億，按照每人每年 GDP 增長 %， GDP 單位能耗按照每年減少 1%，每日能耗將高達(dá) 450～ 900 x106BOE。 中國已經(jīng)探明的煤炭資源將在 81 年內(nèi)采光，石油資源將在15 年左右枯竭，天然氣資源也將在 30 年內(nèi)用盡。我國的經(jīng)濟又處在快速發(fā)展時期，而能源的生產(chǎn)和消耗也將高幅增長。 在 2021 年 我國 能源生產(chǎn)總量 已達(dá) 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，與 2021 年相比增長了 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長 %。現(xiàn)在中國已經(jīng)成為世界第二大能源消耗國和第三大能源生產(chǎn)國，預(yù)計國民生產(chǎn)總值到 2020年比 2021 年翻兩番，屆時全國的能源消耗約為 25 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 我國是全球人口最多的國家，而我國的化石資源卻相對貧乏，人均資源占有量不足世界人均值的一半；按照現(xiàn)在的能耗速度，可以肯定我國將在全球率先面臨化石能源枯竭的挑戰(zhàn)。因此，尋找未來替代能源中國比其他國家更加迫切。 而 未來 主要途徑是 依 靠 發(fā)展 可再生能源來解決。 環(huán)境背景 大規(guī)模、無節(jié)制地開發(fā)利用煤炭、化石燃料不僅加速了這些資源的枯謁，而且造成日益嚴(yán)重的排放和環(huán)境污染問題。隨著全球能耗的快速增長，環(huán)境將進(jìn)一步惡化。 統(tǒng)計顯示，我國目前能源將近 70%由煤炭供給。 2021 年我國溫室氣體二氧化碳排放量已超過８億噸，成為世界第二大排放國；二氧化硫排放 1927 萬噸，居世界首位，已遠(yuǎn)超過自身凈化能力。過度依賴化石燃料的能源結(jié)構(gòu)，給環(huán)境帶來了極大的破壞，已造成三分之一國土下酸雨和 引發(fā) 帶來多種疾病 等 問題。 高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 7 7 因此，必須利用可再生能源來調(diào)整目前的能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)利用可再生能源是保證我國能源供應(yīng)安全和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。 粗略估算世界上潛在的可再生能源有： ? 水能資源 （ 太瓦 ） ，可經(jīng)濟開采資源只有 （ 太瓦 ） ； ? 風(fēng)能實際可開發(fā)資源 2TW（ 太瓦 ） ； ? 生物 能 3 TW（ 太瓦 ） ； ? 太陽能資源 120210 TW（ 太瓦 ） ，實際可開發(fā)資源 600 TW（ 太瓦 ） ； ? 其他新能源和可利用能源。 烏市冬季大氣污染治理與“藍(lán)天工程”延伸背景 新疆維吾爾 自治區(qū)黨委、政府從 2021 年開始 制定、 實施的烏市冬季大氣污染治理“藍(lán)天工程”， 計劃 用 5 年時間基本解決烏市冬季大氣污染的目標(biāo)， 目前并 沒有完全實現(xiàn) 。 “藍(lán)天工程”下，烏市相繼建立的 44 家燃煤集中供熱站（公司），雖然拆并了大量的小燃煤鍋爐，減少和降低了相應(yīng)排放，但： ○ 1 燃煤作為熱源、繼續(xù)排放煙塵、二氧 化碳、二氧化硫； ○ 2 高效、大型除塵脫硫設(shè)備價格昂貴、或關(guān)鍵或集成技術(shù)不完善及缺陷等，實際除塵 、 脫硫 效果 大打折扣，嚴(yán)重影響烏市冬季大氣污染 的 治理效果； ○ 3 缺乏有效的鍋爐運行實時監(jiān)測，除塵和脫硫設(shè)備給政府、市民“擺樣子”； 另在烏市經(jīng)濟與社會快速發(fā)展的情況下，燃煤消耗量持續(xù)增長。 目前，政府相關(guān)部門在總結(jié)前階段“藍(lán)天工程”實施經(jīng)驗，結(jié)合烏市地理、環(huán)境、污染類型、能源結(jié)構(gòu)等，已設(shè)計提出調(diào)整 ， 在烏市實際可操作的供熱能源消耗結(jié)構(gòu)和冬季大氣污染治理綜合方案 （見 下高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 8 8 圖表） 。而烏市 較充沛、集中的污水源熱，為可再生能源的利用提供了多元化的能源支撐。 2021 年 9 月 13 日，在市委、市政府《關(guān)于重點民生工程安排意 見的建議》會議上，強調(diào)將解決烏市冬季大氣污染問題，繼續(xù)作為市委、市政府今后的重點工作，下決心抓緊時間完成“藍(lán)天工程”。 水源熱泵系統(tǒng) 應(yīng)用背景 熱泵技術(shù)是應(yīng)用低品位再生能源的重要技術(shù)之一。按熱泵利用的低位冷熱源的不同，熱泵可分為空氣源熱泵、土壤源熱泵、水源熱泵。從系統(tǒng)的能效、設(shè)備的投資、運行的經(jīng)濟性等綜合考慮，水源熱泵比空氣源熱泵、土壤熱泵更具優(yōu)勢。 按水的來源，水熱泵又可分為地下水源熱泵、地表水源熱泵、污水源熱泵、海水源熱泵等。根據(jù)項目所在地的水源的特點，并通過對該地區(qū)地下水資源和地質(zhì)構(gòu)造情況分析，該項目的供冷供熱非常適合采用污水源熱泵技術(shù)。 污水源熱泵系統(tǒng)是采用城市原 生 污水或處理水作為水源的一種熱泵技術(shù) ，是城市可再生能源 應(yīng)用 的一個重要組成部分。居住相對集中 、 具備一定規(guī)模的城市，其污水量比較大，水量、水溫相對穩(wěn)定。高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 9 9 并且，隨著城市的不斷發(fā)展，污水量將會 不斷增加 ，城市污水熱源具備相當(dāng)大的開發(fā)潛力 。 隨著國家大力推廣可再生能源應(yīng)用項目，近年來國內(nèi)陸續(xù)成功建成 了諸多污水源熱泵應(yīng)用項目， 大力推動了城市節(jié)能減排工作。 近年建成投運的污水源熱泵系統(tǒng)： 用 戶 名 稱 建設(shè) 規(guī)模（㎡） 建成時間 狀況與效果 哈爾濱望江賓館 13000 2021 已良好運行 6 年 哈爾濱太古商城 34000 2021 已良好運行 5 年 第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院消化病醫(yī)療樓 32021 2021 已良好運行 4 年 貴陽醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院外科大樓 30000 2021 已良好運行 4 年 北京悅都酒店 15000 2021 已良好運行 3 年 北京宏利苑大廈 15000 2021 已良好運行 3 年 太原 市國瑞大廈 70000 2021 已良好運行 3 年 北京市京燕大酒店 37000 2021 已良好運行 2 年 北京鑫福里小區(qū) 42021 2021 已良好運行 2 年 南通新城小區(qū) 400000 2021 已良好運行 2 年 項目 建設(shè) 意義與必要性 改善能源結(jié)構(gòu)的需要 烏魯木齊市 冬季供暖能源消耗，目前以煤炭為主，大約占供暖能源消耗結(jié)構(gòu)的 95%以上，其余為天然氣、電采暖。由于無論是發(fā)電廠的“熱電聯(lián)產(chǎn)”，還是相繼建設(shè)的 44 個集中供熱站，均擺脫不了以煤高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 10 10 為燃料的能源消耗，解決不了燃煤的煙塵、二氧化硫、 二氧化碳等在大氣中的排放。因此，烏市是 在 國內(nèi)空氣被嚴(yán)重污染的城市之一，排名在重度之列，尤其是冬季長達(dá) 6 個月 的采暖期。 根據(jù)清華大學(xué)對烏市冬季大氣污染源的調(diào)查研究結(jié)果，烏市提出了以“熱電聯(lián)產(chǎn)”、天然氣、可再生能源各占 1/3 能源消耗結(jié)構(gòu)的發(fā)展思路。而烏市城鎮(zhèn)集中、大量、統(tǒng)一管理的排泄污水，為可再生能源的大量利用，改善能源結(jié)構(gòu)比，提供了 又一個節(jié)能途徑 。 合理利用資源的需要 烏魯木齊市現(xiàn) 每日自來水消耗約 60 萬 m3,高限時為 70 余 萬 m3。消耗的自來水其中有約 40 余萬 m3由 3 級、 2 級、 1 級支排污水管匯入城 市主干排污地下水管 進(jìn)入污水處理廠。隨人口的增加和城市的發(fā)展，上述數(shù)據(jù)只會增高。因此，污水 源能 具 備 合理充分利用的條件。污水源熱的合理利用有兩個區(qū)域，一是排污水主干管線的沿線，二是污水處理廠處理后的中水下游及周邊。 環(huán)境保護的需要 隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，對電力的需求將與日俱增，這必然促使主體電力 — 煤電的發(fā)展，也使我們有限的資源更趨緊張；而且，煤電將產(chǎn)生大量的有害排放物，對環(huán)境造成巨大的破壞。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，中國在 2021 年產(chǎn)煤 16 億噸，每億噸燃煤會排放 115 萬噸二氧化硫，68 萬噸煙塵， 5000 萬噸二氧化 碳。中國去年溫室氣體二氧化碳排放量就超過８億噸，成為世界第二大排放國；二氧化硫也排放了 1927萬噸，居世界首位，遠(yuǎn)超過自身凈化能力，已使三分之一的國土在下高新區(qū) 50萬平方米建筑污水源熱泵技術(shù)集中供熱 /冷示范項目可行性研究報告 11 11 酸雨。 從環(huán)境角度講， 污水源熱的 有效利用，是零排放、零污染，是將浪費的能源再利用，實現(xiàn)保護環(huán)