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“绿能多能互补”项目,助力青岛区域供热低碳转型

发布时间:2023-11-07 文字大小: |

10月26日,青岛市生态环境局发布《2023年9月青岛市环境空气质量评述》。9月份,青岛市环境空气国控点位统计结果为:PM2.5浓度为18微克/立方米,PM10浓度为36微克/立方米,二氧化硫浓度为7微克/立方米,二氧化氮浓度为25微克/立方米,一氧化碳浓度为0.8毫克/立方米,臭氧浓度为166微克/立方米,PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳浓度达到国家环境空气质量一级标准。

有数据显示,2020、2021年,青岛市空气质量连续两年达到国家二级标准,“青岛蓝”日益成为常态。2021-2022年采暖季,青岛市空气环境质量明显向好。

今年9月份,青岛市环境空气国控点位统计结果显示,PM2.5浓度为18微克/立方米。二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳浓度达到国家环境空气质量一级标准。

2021-2022年采暖季(2021年11月16日至2022年4月5日),青岛市优良天数比例为90.1%,同比上升10.7个百分点;PM2.5平均浓度为40微克/立方米,同比改善13.0%;PM10平均浓度为69微克/立方米,同比改善16.9%;SO2平均浓度为9微克/立方米,同比改善18.2%;

青岛市SO2改善较为明显,国家环境空气质量SO2的一级浓度限值是20微克/立方米,二级浓度限值是60微克/立方米,青岛市采暖季的SO2浓度远远优于国家环境空气质量一级标准,其中浓度最高的为19微克/立方米,也达到国家环境空气质量一级标准。

2020年9月,中国在第75届联合国大会上承诺,“二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现碳中和”。“双碳”目标已成为推动中国绿色发展的关键主题。为助力国家实现上述气候目标,青岛市政府基于当地能源结构、资源禀赋、气候状况和地质条件,因地制宜地制定了基础设施优先的低碳转型规划,从而系统推动青岛市的低碳发展。

青岛在2012年成为全国第二批低碳试点城市,并在2013年提出“到2020年力争达到二氧化碳排放峰值”的目标。据悉,青岛低碳工作已经推进了8年,碳排放强度实现了明显下降,并且跻身全国低碳城市前列。

作为煤炭消费第一大省,山东省空气质量较差,尤其在用煤最高峰的冬季污染会进一步加重。项目实施前的2014年,青岛市细颗粒物(PM)年均浓度为84微克/立方米,是世卫组织推荐标准的八倍多。因煤炭较易获得且价格不高,故一直是区域供热的主力热源。不过,煤炭供热是造成冬季室内外大气污染加剧的一大主因。空气质量变差,对老幼病患和贫困人口的影响最大。随着城镇化进程加快,2011年至2014年,全市采暖需求以年均11%的速度增长。而住宅和供暖行业排放的二氧化碳占到二氧化碳排放总量的三分之一。究其原因,家用炉具和小锅炉等煤基系统以及集中式高损耗热网的使用仍很普遍。 

由于供热企业无法按照客户需求实时调控供热量,故中国的燃煤区域供热系统经常导致室温高出舒适或安全温度,并因此造成大量能源损失。

2013年,国务院发布了《大气污染防治行动计划》十条措施,其中包括减少煤炭使用,大力推行天然气和可再生能源。为此,青岛市政府制定了《青岛市大气污染综合防治规划纲要》,决定市区不再新建、扩建燃煤供热系统。 为减少二氧化碳排放,青岛市需要逐步淘汰燃煤锅炉和集中式区域供热管网,改用燃气和其他可再生能源的分布式系统。

青岛市,冬季气温可低至零下17摄氏度。寒冬季节,青岛市的供暖用电需求巨大,但因严重依赖燃煤发电,饱受空气质量变差之扰。

随着城镇化进程加快,2011年至2014年,青岛市采暖需求以年均11%的速度增长。而住宅和供暖行业排放的二氧化碳占到排放总量的三分之一。

 

2015年12月,亚洲开发银行(以下简称“亚行”)提供1.3亿美元贷款,青岛智能低碳区域能源系统改扩建工程启动。

亚行牵线搭桥,促成了青岛市供热协会与瑞典供热和供冷委员会相互分享知识。瑞典在低碳节能型供热供冷技术和能源政策制度制定领域处于国际领先地位。此举旨在帮助青岛市制定区域能源政策制度,学习区域能源技术、创新应用和最佳实践。通过南北知识交流,项目初具雏形。 

青岛应用了非煤基能源系统和低温配热网,并配套智能需求侧响应的区域供热调度系统。此外,该市逐步使用天然气、太阳能、热能、浅层地热和工厂回收的余热来代替煤炭进行集中供暖、制冷和发配电。项目在全市部分区域试点安装了燃气小锅炉、污水处理厂和工业余热回收系统、热泵系统、太阳能供热采暖系统、蓄热系统和低温管道等设施。其中,智能能源管理系统能够实时响应不同需求,优化能源供应。

"那些年,每到冬季供暖,青岛主城区内44台燃煤锅炉全开。因燃煤供热所带来的重车运输、煤渣撒漏以及烟囱、煤场产生的环境问题十分突出。如今,这一景象已经一去不复返了。"青岛能源集团总经理徐冰说。他介绍,到今年底,青岛市"煤改气"工程将全面收官,这是继北京之后,中国北方第二个实现主城区全部"煤改气"的城市,将实现青岛市供热减煤100万吨,碳减排85万吨。

亚洲开发银行东亚局高级项目官员卢兰兰表示:青岛智能低碳区域供热项目在项目设计过程中就考虑到,在淘汰燃煤电厂的过程中,仅靠单一清洁能源无法满足青岛市日益增长的热负荷需求,也无法实现城市供热的整体低碳转化。因此“多能互补” 即清洁能源与可再生能源的结合使用是推动青岛供热系统低碳转型的解决方案,对推动青岛市的碳达峰和碳中和至关重要。

“亚行支持的此项目在青岛低碳转型的路径中如何发挥战略性作用, 即在帮助改善当地空气质量的同时,又能使青岛区域供热系统更迈向低碳环保、取得可负担的经济规模化效益是有挑战性的。” 卢兰兰说。

虽然青岛市仍然靠天然气为主提供集中供热,亚行支持的青岛智能低碳供热项目在青岛奥林匹克帆船中心(奥帆中心)示范了零碳排放供热——在不利用化石燃料的前提下满足区域额外的热负荷需求。青岛智能低碳供热项目的奥帆中心模块以“分布式绿能多能互补”为核心,综合利用海水源热泵、太阳能光伏、风能、空气源热泵、污水源热泵、工业余热回收等清洁能源技术为奥帆中心整个社区供热和供冷。2022年,奥帆中心被中国住房和城乡建设部认定为全国首个“零碳社区”。

为减少二氧化碳排放,青岛市需要逐步淘汰燃煤锅炉和集中式区域供热管网,改用燃气和其他可再生能源的分布式系统。项目于2016年4月签订贷款协议,总投资为16.8亿元人民币,资金来源为亚行贷款(1.3亿美元)与国内配套资金。

青岛市逐步使用天然气、太阳能、热能、浅层地热和工厂回收的余热来代替煤炭进行集中供暖、制冷和发配电。

项目在设计过程中就考虑到在淘汰燃煤电厂的过程中,仅靠单一清洁能源无法满足青岛市日益增长的热负荷需求,无法实现城市供热的整体低碳转化。因此"多能互补"即清洁能源与可再生能源的结合使用成为推动青岛供热系统低碳转型的解决方案。

项目在全市部分区域试点安装了燃气小锅炉、污水处理厂和工业余热回收系统、热泵系统、太阳能供热采暖系统、蓄热系统和低温管道等设施。

智能能源管理系统能够实时响应不同需求,优化能源供应。

逐步使用天然气、太阳能、热能、浅层地热和工厂回收的余热来代替煤炭进行集中供暖、制冷和发配电。

 

项目除具有领先的低碳供热供冷技术外,还应用了实时智能需求测响应的供热调度系统。该系统按用户端舒适度自动做出需求侧响应,快速调节冷热供应量,大幅度加强节能减排。青岛奥帆中心“零碳社区”自2022年投入运营以来,每年能够直接节约用电量约303万千瓦时,节约用热量约2.2万吉焦,节约燃气量约5,500标准立方米,直接减少碳排放约8,663吨。本项目在实施过程中也支持了业主单位(青岛能源集团)从欧洲国家学习借鉴先进的低碳集中供热技术,包括实时需求侧需求响应、碳排放交易机制和自愿减排等。透过项目设计、智能分布式清洁能源技术和环保材料的创新应用,创新解决方案对二氧化碳减排的极大促进作用。项目还通过清洁能源多能互补试点,挖掘了多种能源综合利用对减缓气候变化的巨大潜力。

青岛市打破了传统集中供热模式,实现区域多能互补、多能联供的区域新能源系统。通过该项目的实施,也促使热电企业从单一的供热企业向供热、供冷、供气、供电(发电)转变,能有效防治污染,保护自然环境。

青岛市按照"去工业化"设计理念新建的27台燃气锅炉与周边环境达到了深度融合、和谐共存。过去青岛市区冬天烟囱冒着浓烟的景象一去不返了,大气环境明显改善,在位于青岛市同安路602号的金泽热源厂区看到,原来的煤库正在改造成为"社区文体中心"。10月底具备运行条件,将为社区居民提供休闲娱乐、体育健身的好去处。对于社区老百姓来说,这是"煤改气"带来的最直接的感受。

 

青岛奥林匹克帆船中心国际会议中心会屋顶安装的光伏发电系统,该系统每年平均发电量约为82.16万千瓦时。每年减少标煤224吨,年减少二氧化碳排放580吨。

今年9月份,青岛市环境空气国控点位统计结果显示,各项指标达到国家环境空气质量一级标准。过去青岛市区冬天烟囱冒着浓烟的景象一去不返了,大气环境明显改善,对于社区老百姓来说,这是"煤改气"带来的最直接的感受。

"亚行贷款项目的核心是通过建设绿色低碳的供热基础设施替代青岛市内原有的燃煤传统供热设施,以达到能源结构转型,大气环境改善和供热行业可持续发展的目的,这与国家提出的能源革命和‘双碳’目标高度契合。"青岛能源集团副总经理丁瑞平表示,此外,亚行给予的贷款利率和还款期限比较优惠,对于项目建设,促进青岛市能源结构转型和大气环境改善具有积极的促进意义。

通过与亚行的合作,为青岛能源集团搭建了国际能源技术交流合作平台。围绕环境可持续发展、推广低碳和零碳技术运用等,青岛能源集团汲取了国际先进理念,学习并分享了应对和减缓气候变化多方面的丰富经验,培养了一批专业素质高、责任心强的管理人才,有助于能源项目建设和提升融资业务水平。

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