区域供冷供热：在中国处于起步阶段,具有长足发展空间

区域供冷供热：在中国处于起步阶段，具有

长足发展空间

目录

一、区域供冷供热发展概况 (2)

1.1 技术背景 (2)

1.2 技术特点 (3)

二、国际区域供冷供热发展情况 (4)

三、广东区域供冷供热发展情况 (5)

3.1 广州大学城分布式能源系统 (5)

3.1.1 系统规模 (5)

3.1.2 实际运行情况 (7)

3.2 珠江新城集中供冷系统 (7)

3.2.1 系统规模 (8)

3.2.2 实际运行情况 (9)

四、政策支持 (10)

一、区域供冷供热发展概况

1.1 技术背景

区域供冷是在区域供热的基础上发展起来的，区域供热以其节约能源保护环境的特点在世界范围内都得到了迅速的发展，许多城市建立了区域供热系统。区域供冷是在近几十年才发展起来的，特别是随着石油价格的日益飞涨，能源及环境问题日益受到世界各个国家的重视，区域供冷才有了良好的发展势头。

我们认为，区域供热供冷系统，尤其是供冷系统近年来得到长足发展的原因包括：一、的近几年来，供热企业面临的压力越来越大，一方面煤炭价格大幅上涨，另一方面供热设备利用率又偏低，这使得许多供热企业举步维艰；二、目前，我国城市居民夏季制冷主要采用分体式电空调，不但能耗高，而且存在着噪声、滴水扰民、室外机影响建筑物美观等问题；

三、空调中制冷剂氟立昂的使用，受到环保专家的普遍质疑。2013年，国家首次给空调使用设定了控制温度，从中可以看出空调制冷面临的尴尬。

图1 区域供冷供热示意图

区域供冷供热系统整体的寿命大约在15～20年，主机的寿命约20年左右(不同冷熟源有所不同)，集中供冷系统的功能是向用户提供冷气及冷冻水，集中供热系统的功能是向用户提供暖气或热水。

实现集中供冷，技术层面上对供热企业来说并不很困难，只需要对原有的热力站加以改造，安装制冷设备即可，供冷管道可以与供热管道共用。理论上来，只要有集中供热的地方都能实现集中供冷，经过改造之后的热力站能成为集供热、供冷、供生活热水功能于一身的“集中能源站”。

1.2 技术特点

建立集中供冷系统，除节约投资及节能效果明显外，还有以下优点：

供冷系统采用的冰蓄冷技术实现电力“移峰填谷”，转移电力高峰负荷，平衡电力供应，缓解建设电网的压力；

节约了大量的空调设备及配套变配电设施的用房面积，减少了日常维护和管理人员，减少了冷却塔漂水对城市环境的影响；

节能减排，因“移峰填谷”的效应，可大大减少碳等燃烧物排放时对空气造成的污染； 有利于优化城市整体规划，提升城市形象；

集中供冷提高了空调服务的可靠性和有效性；

由于噪声源相对集中，制冷区域会降低噪音1至2个分贝；

室外大量冷水管网，可制冷区域平均环境温度降低2至3度，减少城市热岛效应；

废气集中排放，制冷区域室外空气品质得到提升；

扩展性强，

哪里需要新增大楼或居民小区，管道接过去即可完成。

图2 办公楼全日用电情况图3 采用冰蓄冷后全日用电情况

冰蓄冷技术应用的基本原理就是利用夜间低谷时的电能来制冰并将冰蓄存起来，在白天用电高峰的时候，用蓄存的冰作为冷源供给空调系统，这样白天很多空调设备就不必要运行，减轻了白天电网的高峰负荷，达到了电网“削峰填谷”提高能源利用效率的目的。同时，由于实施的是集中供冷的方式，减少了空调降温所要消耗的能源。

图4 夜间低谷电流蓄冰图5 白天用夜间蓄冰进行供冷

二、国际区域供冷供热发展情况

表1 国际区域供冷供热发展情况

国家时间案例

美国1961年早在20世纪40年代就提出了区域供冷的概念。最早的区域供冷于

1961年开始于美国的哈特富德(Hartford)，但受到当时技术条件的

影响，其系统的热力系数很低，经济性比较低，甚至无法和传统的

空调系统相比，因此发展并不顺利。

日本始于20世

纪70世代其间日本经济正处于高速发展期，加上石油危机的影响，政府大力支持发展大阪世博会的区域供冷工程，随着技术的日益成熟，目前成为亚洲应用该技术最成功的国家。

法国La Défense 1967年区域供冷系统现在发展为全世界最大的区域供冷系统之一(1997年的供冷能力达到了220MW)。

挪威1989年第一个北欧区域供冷工程。

瑞典斯德哥尔摩20世纪90

年代中期

市内大型区域供冷项目，经过几次不断的扩充，到2004年底市内主

要有9个大小不同的系统，总体供冷能力达到了324MW，其需冷单

位超过500个，供冷面积有700万平方米，管线长度达到76km，成

为了世界上最大的区域供冷工程之一，更重要的是，它主要是利用

深层海水、湖水、地下水，因此成为世界上其它国家应用该技术模

仿的对象。

目前全世界已建成的区域供冷工程主要集中在美国、日本、法国和北欧一些国家，仅美国和瑞典就有100多个，其中法国和瑞典的区域供冷技术应用比较领先，特别是瑞典在利用海水方面，其首都斯德哥尔摩市利用海水免费制冷和地下含水层进行蓄热相结合进行供冷，正常情况下仅采用免费制冷就能满足用户冷量要求，系统整体能效比达到了12-14，这是其它的任何供冷系统都不能与之相比的。

在供冷过程中可以利用低温海水、湖水、地下水等自然冷量，这种技术被称为免费供冷技术(free cooling)，其原理是利用低温海水、湖水与室内温度的差别，通过简单的热交换方式将室内热量传给湖水、海水等介质，从而达到制冷的目的。这种方式的能效比是传统方式的几十倍，然而需敷设较长管线，其一次性投资比较高。

在我国由于自身经济条件的影响及观念的落后，区域供冷一直没有得到很好的发展，目前才刚刚起步，现在在中国只有几个工程投入使用或正在规划中，其中有广州大学城、广州珠江新城供冷系统、北京中关村、上海外滩的中央商务区，大连小平岛和星海湾项目也正在建设或酝酿当中。

三、广东区域供冷供热发展情况

3.1 广州大学城分布式能源系统

3.1.1 系统规模

广州大学城是我国最早实施集中供冷的区域之一，也是当时全球供冷量最大的区域供冷项目之一。大学城由10所大学及中心区构成，工程总建筑面积约800万平方米，大学城能源系统采用了分布式能源系统（又称“冷热电三联供”），如此大规模应用在国内尚属首例，整个系统由分布式能源站、区域供冷系统和集中生活热水系统组成。分布式能源站以液化天燃气为燃料，燃烧获得燃气，燃气先用来发电，余热产生的部分蒸汽通过集中生活热水系统向大学城区供应热水，另一部分蒸汽进入区域供冷系统，这种类似家用空调的装置产生2.5℃左右的冷水，冷水通过与风扇交换热能产生冷气。

图 6

区域内供冷系统共设四个区域供冷站，其中第一供冷站建设了一个火电厂，采用溴化锂和常规电制冷机组，第二、三、四供冷站分别位于华南理工大学、商业中心北区及广州美术学院旁，设计采用冰蓄冷空调冷源系统。广州大学城区域供冷系统设计总装机容量约11万冷吨，主要负荷是十所高校的教学区和生活区大楼以及两个中心商业区供冷，供冷建筑面积约350万平方米，各高校末端总共有近300间板换间，冷冻水供回水温度为3℃/13℃。分布式能源站的系统燃气轮机总容量100MW，余热锅炉产蒸汽能力120t/h，抽凝式汽轮机组抽汽80 t/h，产功20MW。

图7 冷站供冷示意图

由于能源站未能提供蒸汽的准确参数，影响了溴化锂制冷主机的选型，1号冷站的建设于2007年竣工。2号～4号冷站的建设已基本完成，于2005年5月实现一期供冷，2005年9月实现二期供冷。

分布式能源站的投资单位为广州大学城投资经营管理有限公司，投资估算总额约人民币5亿元，首期投资约为总投资额的50%；集中供冷系统的投资估算总额约人民币6.6亿元，首期投资约人民币2亿元。根据测算，该项目通过区域集中制冷，项目投资比建筑物单独设置中央空调可节省1.3亿元，减少电力设备投资1.7亿元，运行成本比分置式中央空调降低28％，节能效益显著。

图8 广州大学城第二冷站

3.1.2 实际运行情况

从2004年9月试运行以来，区域供冷系统一直正常运行。目前，因为大学城的进驻学生只有12万人，未达到25万人的最终规模，而且集中供冷费用较高，所以区域供冷系统基本上是半负荷运行。

3.2 珠江新城集中供冷系统

图9 珠江新城地下集中供冷站外观

图10 珠江新城集中供冷站，利用自然光进行地底内部采光

3.2.1 系统规模

珠江新城中心商务区乃广州城市的重中之重，其核心区集中了399栋超高层及高层建筑物，总建筑面积约460万平方米。

珠江新城集中供冷系统的“心脏”是位于珠江新城猎德路段江边绿化带内的中心冷站，“动脉静脉”——冷水输送管连通着广州大剧院、海心沙亚运场馆、珠江新城地下空间、新广州图书馆等珠江新城核心区一批超大型公共建筑，并穿越珠江直抵新电视塔一带。中心冷站地块长127米，宽55米，面积6985平方米，采取冰蓄冷技术，向珠江新城核心区内的高档商业楼宇提供低温冷冻水进行区域供冷，系统总装机容量为30000冷吨，蓄冰量82080RTH，供冷管道总长达到20公里，冷水温度约2℃。

本项目是广州市重点配套工程，投资单位是广州珠江新城能源有限公司，前期投资超过2亿元，2008年7月，珠江新城一期冷站及配套工程开工，这是广州市第二个集中供冷工程(广州大学城集中制冷项目为第一个)。

3.2.2 实际运行情况

表2 冷站供冷用户情况

集中供冷系统已覆盖绝大多数珠江新城核心区内的超大型建筑，据测算，集中供冷冷源所需的设备投资仅是自建空调系统方式的20%左右，一般每1000冷吨的空调负荷可节约制冷主机等设备投资约人民币600万元。以一个空调面积10万平方米的建筑为例，可节省设备投资约人民币2000万元。而且节省下来的空调机房用地可以转为商业应用，如用作停车位等。

集中供冷是个复杂工程，需要根据建筑的具体情况进行经济和环境分析，要考虑包括住房的入住率、能源的输送效率、能源站的平均制冷效率、电价和调峰电价等多方因素。一般容积率在3.5的房地产项目可以考虑采用，如果人少、输送距离长基本不应考虑。可以说制约这种“冷资源”最大瓶颈是“规模经济”因素，使用的人越多就越便宜，用的人越少就越贵。

四、政策支持

目前，按广东省物价局的核定，自2010年1月1日起，广州大学城和珠江新城的集中供冷，在每天深夜零时至早晨8时蓄冷时间内，蓄冷电价标准为每度电0.3元。这已比原来的0.8元降了许多，也使得供冷价格从原来的2.8元/冷吨时(术语)，降到了2.52元，(相当于30-35平方米每小时冷气费为2.52元)。