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绿色国度：区域能源：城市地区的绿色供热和供冷（2020）（40页）.pdf

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绿色国度：区域能源：城市地区的绿色供热和供冷（2020）（40页）.pdf

1、绿色转型白皮书城市地区的绿色供热和供冷区域能源本白皮书内容区域能源核心燃料灵活性与供应保障规划和管理先决条件监管流程、职责与要求燃料的灵活性保证了区域供热的可持续性能源使用智能化的关键储热的必要性节约资金和保障供应区域能源的未来实现强大的全球潜力区域能源城市地区的绿色供热和供冷版本 3.12020 年 5 月首页图片封面图片为 Sor Fjernvarme图片来源 :AffaldPlus图片 :Steen Knarberg主编绿色国度编委会 Danish Energy Agency 丹麦能源署 Niels Frederik Malskr, nfmens.dk DBDH 丹麦区域供热协会 Mor

2、ten Jordt Duedahl, mddbdh.dk Danish Energy Industries Federation 丹麦能源工业联合会 Hans Peter Slente, hpsdi.dk攥稿人奥尔堡大学 Dr. Brian Vad Mathiesen, bvmplan.aau.dk ABB 丹麦公司 Martin B. Petersen, 多宁隆德区域供热公司 Casper Christiansen, casperdrlund-fjernvarme.dk COWI 咨询公司 Theodor Mller Moos, tmmcowi.dk Danfoss 丹佛斯公司 Jonna

3、 Senger, 菲英岛区域供热公司 Jan Strmvig, jsfjernvarmefyn.dk 菲英岛区域供热公司 Kim Winther, kwifjernvarmefyn.dk Grundfos 格兰富公司 Anders Nielsen, HOFOR 公司 Jakob Thanning, jakthofor.dk 霍耶 - 措斯楚普自治市区域供热公司 Uffe Schleiss, uffe.schleisshtf.dk 伊斯灵顿管委会 Stephen Mirkovic, stephen.mirkovicislington.gov.uk Kamstrup 卡姆鲁普公司 Kristian

4、 Rdbro, Kamstrup 卡姆鲁普公司 Steen Schelle Jensen, Logstor 公司 Peter Jorsal, Logstor 公司 Jrgen gidius, Ramboll 咨询公司 Anders Dyrelund, Ramboll 咨询公司 Flemming Ulbjerg, 锡尔克堡区域供热公司 Jens stergaard Jrgensen, jjsilkeborgforsyning.dk更多信息如需获取本白皮书副本及相关出版物，请通过联络绿色国度绿色国度版权所有 20202 区域能源是实现巴黎协定的主要解决方案要实现巴黎协定的目标，将全球气温上升控

5、制在 2以内，并努力将温度上升限制在 1.5以内，需要世界各个国家 / 地区实施成熟的绿色技术。区域能源作为其中一项解决方案，有助于实现具有竞争优势的绿色经济，即以最具成本效益的方式利用有限的资源。丹麦在全球起到了示范作用丹麦示范了区域能源如何在城市地区提供具有成本效益的、高效节能的气候友好型供热和供冷。在丹麦，几乎三分之二家庭的供热和热水需求是通过区域能源来满足的。热电联产的整体效率要远高于单独产热和发电。通过这种方式，区域能源在丹麦的绿色转型中发挥了十分关键的作用。实现跨越式发展的机会今天，丹麦与乌克兰、英国、土耳其、德国和中国等世界各国合作，共同开发强大清洁的区域能源系统。丹麦与中国政府

6、在能源效率和区域供热方面的合作已超过五年，为全球合作起到了示范作用。合作针对能源规划和区域供热领域的地方决策者和技术人员进行能力建设。区域能源有潜力满足中国约百分之五十的供热需求。随着人们对热舒适性的关注不断增加，技术的不断进步，人们会逐渐摆脱化石燃料。同时，供热领域会为其他领域带来更大的灵活性，促进能源整合，提高可再生能源占比，从而减少温室气体排放。本白皮书描述了区域能源的政策框架，以项目案例为例，对关键要素提出了见解，并通过讨论低温供热与区域供冷等领域的发展，描绘了区域能源的未来图景。我希望你们可以受到启发。64.5% 的丹麦家庭已接入区域能源网，在丹麦前四大城市，95% 以上的供热需

7、求由区域供热来满足。60% 以上的丹麦区域供热由以下可再生能源产出：生物质、沼气、太阳能、地热能和电力。丹麦区域供热管网长达 6 万公里，含有十亿公升热水。区域能源强大绿色经济的根本区域能源是一项支持绿色经济增长的前沿技术。Dan Jrgensen，丹麦气候能源和公用事业部长区域能源强大绿色经济的根本3关于本白皮书区域能源是通过集中代替单体供热或供冷进行价值创造的，有助于我们实现气候目标。将热量（或冷量）从零价值或价值较低的地区转移到价值较高的地区，在这一过程中，热水或冷水被作为一种能量运输工具来使用，而区域能源就是关乎到这个价值关系的系统。简单而言，区域能源是将具有一定价值温度的水

8、从供能端输送到耗能端的过程。在对供热和供冷需求较为集中的地区，例如工业区或人口密集地区，无论城市规模大小，使用区域能源都是切实可行的。区域能源很大一部分的初始投资用于管道基础设施建设。因此，使用高质量的预保温管道能够确保这项投资可维持几十年，并随着时间的推移，该部分成本会成为区域能源系统运行总成本的一小部分。在能耗终端采用合理的安装、计量和热管理方式，可以减化使用和付费的复杂性，并有效改善室内环境。本白皮书借鉴了近一个世纪以来，丹麦和世界各地在区域能源领域所获得的经验。其中强调了扩大区域能源使用时值得考虑的一些方面，如制度体系、监管框架、规划、能源效率和灵活性、储能和未来前景等，并囊括了来自世

9、界各地的相关案例。4关于本白皮书目录区域能源强大绿色经济的根本 .3区域能源是一项支持绿色经济增长的前沿技术区域能源核心 .7燃料灵活性与供应保障现代区域供热管道系统最有效的节能途径 .8 数字化带来可衡量的结果 .9 丹麦区域能源的历史概况 .10 区域能源成功的关键 .11 丹麦的供热分布地图 .12规划和管理先决条件 .13丹麦区域供热项目审批中的监管流程、职责和要求哥本哈根大区区域供热系统 .14 全球最大的太阳能供热厂与热电联产厂之间的共生关系.15 汉堡港城的区域供热 .16 拜希地区的供暖和供电 .17 提高香格里拉的能源效率 .18-19燃料的灵活性保证了区域供热的可持续性

10、 . 20-21能源使用智能化的关键获奖的太阳能区域供热项目 . 22-23 将余热转化为可利用的热能 .24 将数据中心产生的余热用作区域供热 .25储热的必要性 . 26-27 节约资金和保障供应从大规模储热中发掘新机会 .2829区域能源的未来 .3031实现强大的全球潜力全球可再生能源和供热领域的能源供应安全 .32 哥本哈根自由市场 .33 城市向低温区域供热转型 .34-35 哥本哈根区域供冷降低二氧化碳排放 .36-37 城市新区的智能能源解决方案.38本白皮书涉及的相关机构 .39 绿色国度、丹麦能源署、丹麦区域供热协会与丹麦能源工业联合会目录5区域供热系统概述区域供热系

11、统概述热能可直接生产，或从许多来源，如余热等收集得来（上图底部），通过高效的区域供热管道输送到最终用户。借助储热设施，热能可进行短期或长期（甚至几个月）的储存。随着生产设施的完善，区域供热系统的经济性将不断优化。终端用户将从最佳的可用能源处获得热能，而并非只有一种燃料选择。6区域供热系统概述区域供热系统主要利用集中机房产生的热能，通过管道输送给大量的终端用户。通过这种方式，在某一个地方没有价值或价值很低的热能可以转化为高价值热能，输送到热能需求较高的地方，例如小城镇和大城市的社区。区域能源与单体解决方案的对比单体供热方案只采用一个特定类型的燃料，例如煤、石油或天然气。对于终端用户而言，这意味

12、着供暖价格完全受限于特定燃料价格的变动。区域供热可以通过借助自由市场的力量，推动不同类型的燃料价格发生变化，同时也能够满足其他社会需求和政治目标，例如摆脱化石燃料的进口和实现二氧化碳排放目标。简而言之，在一个集中的地方更换燃料类型（例如天然气），比更换几千个单体住宅里的锅炉更简单。今天，当电价由于产能过剩（如风机发电过剩）而几乎为零时，电甚至也可用来产热。灵活性是一大关键优势能源厂可以使用多种燃料制冷或制热，这增加了区域能源的灵活性。反过来也提高了供应的安全性和生产效率。如果一个单元出现问题，还会有其他选择区域能源公司可在任何特定的时间选择最具价格优势的燃料。建立区域供热网还可以对品质较低的

13、热能加以利用。例如工业余热和垃圾焚烧余热，以及热电联产（CHP）产生的热能。百年技术，活力依旧全球应加倍重视并优化利用所有可利用的可持续能源。这意味着以下几点：充分利用各种类型的余热、利用太阳能和生物能等可再生能源代替化石燃料、确保热电系统的整合。未来还有可能利用大型季节性蓄能的形式，实现在冬季提取夏季时储存的热能。区域供热为解决这一系列挑战提供了解决方案，并被视为未来的城市社区和智慧城市的支柱。区域供热的建立可以从一个较小的规模开始，随着时间的推移逐步覆盖到整个城市社区。哥本哈根就是一个很好的例子： 1903 年从当地的一个小系统开始，到如今这座城市98% 的供热都来自区域能源。区域能

14、源核心燃料灵活性与供应保障区域供热具有很高的灵活性，其使用史可以追溯到100多年前。现如今，区域供热是建设可持续城市的重要部分。Jan Strmvig，Fjernvarme Fyn董事总经理兼丹麦区域供热协会主席区域能源核心7财务业绩和环境效益都受到输配系统的影响区域供热的输配管网系统是全社会和区域供热公司的资本。管道系统为客户提供热能，从而进一步提供舒适和便利。区域供热管网的功能性对于区域供热公司在能源效率、二氧化碳排放以及经营和成本维护方面有很大的影响。现如今的预制保温管系统的技术寿命已经达到 30 年以上。因此，审查和优化长期总体拥有成本（TCO）十分重要。除了确保功能性外，还需要随着

15、时间的推移提高管网系统和区域能源运行的能源效率。现代化的管道系统可以通过这种方式，为大量与区域供热配送相关的投资提供保障。总体拥有成本是选择最佳管道系统的关键管道系统的技术使用寿命很长，这意味着选择一个高质量的解决方案要远远重要于只关注初始成本的高低。计算、测试和实践证明，总体拥有成本 (TCO) 大部分源于管道系统的热损失。这意味着最大限度地减少系统运行期间的热损失能够显著提高热效率，并降低管网的运行成本。下方的丹麦希勒勒（Hillerd）城市案例很好地说明了这一点。管道系统优化中的关键问题总体拥有成本受以下几个参数的影响：管道系统的设计必须基于对实际运行情况的假设，并确保至少 30

16、年以上的最短预期寿命。这一点能够通过使用欧洲现代区域供热管道系统最有效的节能途径总体拥有成本是未来区域供热项目的关键区域供热管网的设计和系统选择对能源效率、二氧化碳排放量和运营成本有很大的影响。Jrgen gidius，LOGSTOR区域能源销售总监Peter Jorsal，LOGSTOR产品经理希勒勒城市案例：较低的总体拥有成本在为丹麦希勒勒市选择预制隔热管道系统时，对总体拥有成本进行了评估。项目详情：缩径接头主要为 DN80-DN150 的 14 千米长的管道沟槽供水温度 / 回水温度 / 室外温度： 80/40/8。费用： 27 欧元 / 兆瓦时要求：双管系统L

17、OGSTOR 提供的不同解决方案：双管道保温系列 1、2 或 3选中的解决方案：对投标书进行评估的依据包括直接资本成本，以及 30 年间输配过程中的热损失所造成的运行成本，后者约占总资本成本的 40%。评估中也包含所提出的产品和解决方案的技术价值。项目负责方决定安装由 LOGSTOR 提供的基于双管道保温系列 2 的管网系统。在考虑了投资成本和 30 年间的热损失成本后，该系统提供的总体拥有成本最低。效益：该高效节能系统和基于双管系列 1 的解决方案相比，节能量约为 20%，和传统的单管道保温系列 2 相比，热损失节约 40%。标准 EN 13941 得到保证，并因此简化了系统，减少

18、了补偿器和 U 型管圈等部件的使用数量。必须选择能够满足管道系统功能要求的部件。比如管道、T 型接头、阀门等，尤其是连接系统，它们的使用寿命不仅由产品本身决定，还取决于安装是否正确。总体拥有成本的最大影响因素是管道系统的热损失。因此，选择具有最佳隔热性能的管道系统至关重要。此外，还可以通过以下方法减少热损失：使用双管系统来替代单管系统；使用厚度更高的保温层；选择在 PE 外壳和 PUR 泡沫之间添加了扩散阻挡层的管道系统。扩散阻挡层能够确保在管道使用寿命期内，一直保持初始的低热损失。为了在整个管道系统使用寿命期间对其进行持续监控，在进行系统设计时应配备监视系统，以时时监测系统缺陷和泡沫

19、的潮湿度。如果监测到异样，系统就会立即发出警报并及时安排维修，确保使用寿命达到预期。8现代区域供热管道系统最有效的节能途径当阿森斯区域供热公司在 2013 年决定投资智能热量表和远程读表网络解决方案时，数字化对于许多人来说还只是一个流行词，其真正的潜力并不被太多人所知。尽管如此，该公用事业公司仍坚持自己的明确预期，即电表数据的读取越频繁，优化的机会就越多。数据驱动型运营优化对大量数据进行利用的第一阶段是优化输配管网。具体而言，该公用事业公司大幅度降低了输送温度。此前，输送温度由距离最远的终端用户来确定，这导致输送温度高于必要的温度范围。如今，输送温度能够根据输配管网的实际情况来进行优化。当所

20、有的热表都投入使用并运行之后，该公用事业公司就会获得大量数据。卡姆鲁普公司的这些工具能够提供输配管网每小时的确切温度。基于运营情况的持续数字化，该公司已成功将输送温度降低了 6 至 8。此外还移除了输配网中 100 多个旁路系统。数字化帮助节省大量成本通过优化输配管网的运营，在过去几年里，阿森斯区域供热公司已经节省了约2.5%，即 2500 到 3000 兆瓦小时的电力，并降低了 12% 的管道热损失。该公司通过数据了解到数百公里管道的实际情况，例如输送温度的降低状况。此前，即使是经验丰富的工作人员，也很难全面掌握此类变化。该公司不久将会开始下一阶段，并有望从中获得更多益处。到目前为止，该公

21、司的节能目标是通过查看泵出的水量和水温得以实现的。如今，公司开始进一步重视单体建筑，以及能源使用状况不佳且安装效率较低的终端用户。高频数据也可用于评估是否需要对区域供热管道进行翻新。此前，输配管网的状况根据使用年限或失水量等因素进行估计。如今，结合从输配网收集的热表数据和创新分析功能，能够持续监控输配网的容量和负载，从而进一步优化对输配网维护的投资。数字化带来可衡量的结果卡姆鲁普公司生产的工具帮助本地公用事业公司优化了公司运营远程读表、高频数据和针对性分析帮助阿森斯区域供热公司将供热网温度降低了6至8。到目前为止，该公用事业公司的热年产量减少了2.5，管道热损失减少了12。Steen Sch

22、elle Jensen，卡姆鲁普产品管理（解决方案）主管图片：Kamstrup卡姆鲁普公司数字化带来可衡量的结果91973-74. 国际能源危机造成能源价格居高不下，促使丹麦关注起燃料的独立性，也是丹麦决定提高能源效率的主要动机。关注能源效率和供应安全提高对国产燃料的关注从国家规划到项目方法的转变1984. 丹麦北海开始生产天然气。能源部对发电厂建立天然气发电装置进行了规划。1990. 修订供热法，提出新的规划系统，向所有地方政府和当局提供了燃料选择与热电联产方面的规划指令与方针。1976-79. 丹麦出台首个全面能源计划，为制定长期能源政策奠定了基础。成立丹麦能源署。出台第一部关于供热的法

23、律，开启了公共供热规划的新时代，并一直持续至今。1985-86. 议会否决了发展核电的提议，并将煤炭排除在热规划外。由于油价下跌，造成了能源税的增加。热电联产协议强调了小型热电联产厂在主要能源政策中的重要地位。1992. 出台了一系列的补贴方针以支持节能、热电联产和可再生能源。1981-82. 国家供热规划在全国各地展开。供热规划中“分区”的目的是建立高能效和低排放的能源系统。1990. 就加强利用天然气热电联产厂和生物质区域供热达成政治协议。此外，该协议对安装更多风力发电装置进行了规划。1993-2000. 就利用生物质发电达成政治协议。修订供热法。丹麦议

24、会以多数票通过决定，对位于郊区的 250 家中小型热电联产厂进行优化。丹麦区域能源的历史概况10丹麦区域能源的历史概况关注气候，可再生能源和能源效率2012. 关于 2012-2020 年丹麦能源政策的广泛政治协议。该协议包括针对能源效率、可再生能源和能源系统方面的举措。协议于 2018 年续签，于 2020 年至 2030 年实施。2030. 树立了宏大政治目标：相较于 1990 年，到 2030 年二氧化碳排放将降低 70%。预计到 2030年，丹麦所有区域能源都将由绿色能源提供。2050.2012 年的政治协议定下了丹麦到 2050 年完全摆脱化石燃料的目标。区域供热丹麦绿色转型的基石

25、丹麦最早的热电联产电厂是一个垃圾焚烧厂，建成于 1903 年。在处理垃圾的同时，它可为附近的医院供电和供热。20 年代至 30 年代期间，区域供热系统在当地电力生产余热的基础上发展了起来。在此之后，来自热电联产（CHP）的区域供热开始扩大。到 70 年代，区域供热足以覆盖丹麦 30% 左右的家庭供热。减少对进口能源的依赖和降低消费者成本1973/1974 年发生的能源危机证明，节能是减少对进口燃料的依赖，并降低消费者成本的关键。丹麦由此作出了一个决定：在全丹麦扩大节能高效的热点联产系统。1979 年的首部供热法直到 1979 年，丹麦还没有任何专门针对供热的法律规范。大多数热消费者通过小型

26、燃油锅炉或者其他私人形式实现采暖。为了实现政策目标，丹麦在1979 年通过了首部供热法，包含了丹麦供热计划、形式和内容的管理条例。该法律标志着丹麦公共供热新时代的开始，并一直延续至今。高能效是长期规划的成果之一今天，63% 的丹麦住户与区域供热息息相关，他们的供暖与生活热水都来自区域供热。当使用热电联产产热和产电时，其整体能源效率要远高于单体产热与产电。热电联产厂的总体效率（热电结合）可高达 85-90%，与单体产热和产电相比，可节省约 30% 的燃料。区域供热和热电联产已经成为并将继续成为丹麦绿色转型的一个关键因素。灵活开发并持续支持多项政策目标区域供热能够确保供热的稳定性和可靠性，也为丹麦

27、发展可持续能源和实现长期能源政策目标提供了极大的支持。未来，区域能源将仍是丹麦能源系统的一个关键要素。预计到 2030 年，丹麦的用电将全部由风电提供。而将风能整合至能源系统离不开灵活的区域能源系统。如此看来，区域能源不仅有助于实现丹麦的气候目标，而且在平衡未来能源系统方面发挥着重要作用。区域能源成功的关键探究丹麦四十年的经验教训区域供热是丹麦绿色转型中的关键因素。区域供热提高了灵活性，降低了温室气体排放量，支持风能整合 - 这些特质对于中国也很宝贵。Kristoffer Bttzauw，丹麦能源署总监区域能源成功的关键1102550100 km家庭安装的供热方式区域供热64.5%热泵和其他

28、11.5%燃油锅炉9%天然气锅炉15%锅炉和其他34%热电联产66%可再生能源（包括废物）70%天然气19%煤炭9%电1%石油1%区域供热产热区域供热所用能源供应区域区域供热单体供热天然气单体供热其他能源丹麦的供热分布地图来源：丹麦能源署2018年年度能源统计数据和丹麦商业局（Danish Business Authority）的PlansystemDK 201712丹麦的供热分布地图明确的角色与责任1979 年的供热法案制定了丹麦区域供热法，用于管理供热部门并授权地方政府（如市政府）进行地方热规划、制定能源基础设施决策和资源优先次序。地方决策者可以全权决定当地供热系统的设计，但必须

29、以国家级政策和技术框架作为指导，以确保区域供热项目符合国家整体供热目标。丹麦能源署（DEA）优化了法规和相关指南，但单个供热项目可由地方主管部门在详细了解当地城市发展、供热需求和任何其他相关注意事项之后，来进行评估和做出决策。1979 年丹麦首个供热法案的主要内容：地方主管部门负责审批新的供热项目地方当局必须确保选用的供热项目有最高的社会经济效益在情况允许的条件下由热电联产厂供热集体供热价格必须根据“必要成本”提供消费价格，这意味着热价不能高于或低于实际生产成本丹麦供热法案在全国建立了特定供热管网类型，每个类型通过制定供热法规进行推广。类型列举如下：单体

30、供热天然气分散供热集中供热根据社会经济成本效益分析选择供热供热的选择必须以社会经济效益分析为基础。为了帮助地方政府完成相关经济分析，丹麦能源署（DEA）提供了以社会经济学假设为依据的方针和原则。这些假设包括燃料价格、电力价格、排放的外部成本、税率等。DEA 同时也提供技术数据作为参考。上述这些形成了一个统一基准，方便丹麦全国各地政府评估供热可行性。消费热价调控法规热价在丹麦的各个供热地区不尽相同，但确定热价的原则是一致的。设定热价的方法由法律规定。法律规定用户支付的热费应覆盖所有供热相关的必要成本。然而，丹麦法律规定，供热公司必须保证其非盈利性。供热厂收取的费用不能超过向消费者供热输热的

31、成本费用。当然，需要强调的是这些成本包括资产折旧与融资成本，如此，供热公司能够维持短期和长期的财政可持续性。用户热力成本主要受以下因素影响：生产设备投资区域供热管网投资生产设备的运行和维护供热管网的运行和维护燃料价格设备效率供热管网中的热损失税收和增值税财政支持 / 资助电力价格（与使用或生产电力的区域供热设施相关）投资成本与运行成本与单体供热相比，建立区域供热系统在基础设施上需要大量的投资。但在许多情况下，区域供热减少了运营成本和对环境的影响。尤其是高效的热电联产供热，或是来自钢铁厂、水泥厂的工业余热供热。平准化能源成本丹麦的经验表明，评估一个区域供热系统的可行性时，需

32、要着重考虑该系统的完整生命周期成本（通常被称作“平准化能源成本”或 LCOE）。很多情况下，区域供热是完整生命周期分析下最可行的解决方案。大型基础设施投资可以通过较低的年度成本，在若干年后收回。当然，它的可行性取决于一些因素，包括热量的需求和特定区域的热密度。使用高品质的组件，虽然会增加初始投资，但更低的维护成本和更长的使用寿命降低了终身成本，这也意味着用户所缴纳的年度暖费相对更低。高质量的区域供热管网的技术寿命通常在 40-50年，将这一点纳入考虑非常重要。自然垄断区域供热系统的成本在很大程度上取决于供热厂和供热管网成本这二者的规模经济。建立并行供热网为个别消费者供热的做法并不具成本效益。

33、因此，需要制定周密且详尽的计划，在保护消费者并且为社会带来福利的同时，为在绿色转型中发挥重要作用的技术创造可靠的投资条件。规划和管理先决条件丹麦区域供热项目审批中的监管流程、职责和要求明确的区域供热法规（自1979年供热法案后不断改进）已成为区域供热和热电联产广泛应用的决定性因素。Kristoffer Bttzauw，丹麦能源署总监规划和管理先决条件13历史从 1903 年到 1979 年，通过对发电厂，垃圾焚烧厂和重油锅炉的余热进行回收，区域供热稳步发展，逐步取代了单体锅炉供热。自 1979 年以来，该系统在供热法案的指导下显著增长，并与电力和废物领域共生。天然气供热也逐渐被区域供热所取代

34、。考虑到二氧化碳排放成本，区域供热不断扩张，以实现高能效比的供热目标。所有权在哥本哈根大区，热力输送和废物管理公司由市政当局所有，而 20 个供热公司则由市政府或消费者所有。在这种模式下，公司的合作意愿十分强烈，旨在共同为哥本哈根大区用户寻找最具成本效益的解决方案。区域供热系统输配系统、储热罐、热负荷调配装置对资源的优化利用和提高供热价格的竞争性至关重要。该系统的供热面积为 7500万平方公里，全年产能为 10000GWh，销售 8500GWh。系统的主要组成部分是 160 千米长、25 杆的输配系统（最高温度 110）和三个 24000 立方米的储热罐。该系统通过热交换器连接到配送系统。由传

35、输公司运营的热市场单元负责供热优化（精确到每天甚至每小时），热能产自热电联产厂、垃圾焚烧厂、50多个锅炉厂和其他小型热厂。未来发展该系统正在向第四代区域供热系统过渡：热电联产厂逐步将燃料由煤炭天然气向以秸秆和木材为主的燃料转变。设置大型储热罐和储热坑，增加储热容量。区域供冷系统将从 5 个增加至 20 个以上。主要为冷水储存、热电联产和季节性存储（ATES），并与区域供热系统共生。超过 1000GWh 的用户耗热有望从单体燃气锅炉转变为区域供热。热输配系统将扩展到附近两个城市的输配公司。安装更多的大型热泵和电动锅炉，以与具有波动性的风能相结合。原蒸汽系统的其余部分将在 2

36、020 年后被热水系统完全取代。唯一的超热管网（165C）将部分转移至温度较低的管网，来自热电联产厂的超热水将只提供给工业工序能耗所使用。更新用户端的供热系统，以降低回水温度和对供水温度的需求。相应的，管网温度和热损失将减少。哥本哈根大区区域供热系统以经济低碳的方式为 22 个城市的 100 多万居民供热为市政府和消费者所有的区域供热公司已经建立起了一个集成的区域供热系统。热能由垃圾焚烧炉（25%）和发电厂（70%）生产，锅炉厂供热只占5%。该系统正在向第四代区域供热系统过渡。Anders Dyrelund，Ramboll高级市场经理由CTR和VEKS所有的供热输配系统与两个热电联产厂

37、及三个大型垃圾焚烧厂相连接，并由20个输配公司进行最优的运行与生产。HOFOR是其中最大的输配公司，该公司还运营着一个正在逐步被热水系统取代的蒸汽系统。Vestforbrnding公司将热能输送至用户，并在夏天将余热输送至20公里外的西兰岛北部城市希勒勒。14哥本哈根大区区域供热系统第一阶段：高效的热电联产厂锡尔克堡区域供热公司是一家市属公用事业公司，为 21000 栋建筑物供热，并满足约 95% 的锡尔克堡市民（锡尔克堡市总人口为 45000 人）的供热需求。二十年前，为了实现国家制定的能源政策目标，该公司投资建设了丹麦最大的以天然气为燃料的分散式热电联产厂（108MW 电力和 85MW

38、热力）。得益于热电联产，其燃料消耗量低于单体燃气锅炉的燃料消耗量。第二阶段：太阳能和风能的备用能源由于电价降低，热电联产厂的竞争力下降，产量也随之降低。加之，政府和市议会决定更进一步减少化石燃料的使用。与其选择关闭热电联产厂，不如在风力资源不足的时候，将它作为一种备用选择，以确保安全的能源供应，从而保证了较高的电力价格。在 2015 年安装电动锅炉（30 MW）是采取的第一步措施。该锅炉使用过剩的风电，对平衡电力市场的供需起到了巨大帮助。太阳能供热与热电联产之间的互利共生第二步措施是升级热电联产厂，并新增了一套大型太阳能供热设施、更大的储能设施和大型热泵。在这种共生模式中，太阳能供热与

39、热电联产都会受益于该大型的储能设施和热泵。热泵（吸收式）通过降低废气的温度（从 65 C 降到 23 C）来提高热电联产厂的产热（多产出 30 MW 热能）。由于工作温度降低，太阳能的产能提高。该太阳能发电厂在 2017 年投入运营，是当时世界上最大的太阳能发电厂。将容量从 2 个 16000 立方米的储热罐，扩大两倍至 4 个 16000 立方米储热罐，能够适应对太阳能供热的产能波动。将热量储存起来还可以提高对热电联产厂的利用率。该吸收式热泵拥有 25 MW 的制冷产能，将太阳能供热的产量提高了 15，并通过烟气冷凝将热电联产厂的总效率从87提高至 102（基于较低的热值）。全球最大的太

40、阳能供热厂与热电联产厂之间的共生关系太阳能供热和热电联产厂共享大型储热设施和热泵由于风力资源具有波动性，因此用热电联产厂作为补充是一种极具效率的方式。热电联产厂与新型太阳能供热厂共生，这得益于对储热设施和热泵的投资的扩大。Jens Jrgensen，锡尔克堡区域供热公司经理位于锡尔克堡郊区的世界最大的太阳能供热厂对整个区域供热系统起到了优化作用。两个板块之间的绿色区域留出未用，目的是为未来建设公路留出空间。太阳能产热 70 GWh太阳能热泵 10 GWh热电联产产热 280 GWh热泵冷凝 40 GWh供热锅炉 3.5 GWh供热电动锅炉 2.5 GWh废热 9 GWh （来自于服务器冷却、

41、超市等）全球最大的太阳能供热厂与热电联产厂之间的共生关系15卓越的城市发展在德国，大约有 14% 的家庭已经接入区域供热系统。汉堡市是区域供热的领先者，拥有庞大的供热管网，覆盖全市 19% 的家庭。政府部门宣布，将持续扩建区域供热基础设施。目标是到2020 年，将另外 50000 户家庭接入至区域供热系统。汉堡市建立了一个全新的城区汉堡港城。该城区占地 155 公顷，是一个集住宅楼、写字楼、娱乐设施、商业零售与文化为一体的区域。城市规划者为该地区选择了最具可持续性的和最具经济效益的长期供热解决方案：采用区域供热为所有建筑物供暖。这样做的目的是发展一个能源供应的概念，以满足最严格的经济和环境要

42、求。本质上，这个概念是在现有的、成熟的汉堡区域供热系统与分散式地区供热单元的结合上建立起来的。所使用的燃料主要是煤、家庭和工业垃圾、天然气和非常少量的轻质燃料油。为了进一步降低二氧化碳的排放量，现有的汉堡港城供热方案配备有蒸汽轮机和燃料电池。此外，还计划在berseequartier 区和邮轮码头区建立两个新的热电联产厂。该区域大部分的建筑为住宅楼，这些建筑都配备有太阳热能电池板，为中央生活热水供能。汉堡港城确立了城市可持续发展的新标准热电联产确保了电厂余热被用于港城区域的建筑物供热，而不是被白白浪费掉。这样，90% 的一级能源都得到利用，而这个概念可以很容易地扩展到其

43、它住宅区和城市。与传统的化石能源相比，如此每年可节省约 370 万欧元的燃料成本，并减少 14000 吨的二氧化碳排放。汉堡港城的区域供热在新城区实行可持续的、有经济效益的区域供热汉堡港城是德国汉堡中心建造的全新城区。它是目前欧洲最大的城市开发项目，为城市发展制订了新标准。Jonna Senger，丹佛斯供热企业传播顾问在汉堡港城，区域供热通过丹佛斯变电站和生活热水系统输送到各个建筑，确保每千瓦的能源都尽可能得到有效利用，造福房主、租户和能源供应商。这些建筑还配备了其它的丹佛斯技术，可控制加热和冷却系统的能源消耗，从而营造一个舒适的室内气候。16汉堡港城的区域供热伊斯灵顿管委会建立了一个公共

44、的供热管网，该管网分两期开发完成。一期项目于 2012 年启动，管道长度为 1.4公里，服务于 820 所住宅、两个休闲中心和四栋办公大楼。该项目由一座1.95MWe 的热电联产厂供热，配备有115 立方米的储热设施。通过一期项目，每年减少了 2000 吨的二氧化碳排放。二期项目正在进行 1 公里的重要扩建，扩建的管网将连接 450 个现有社会住房单元、150 座新建房屋和一所小学。扩建项目中包括一座 50 立方米的储热设施，和一座围绕 1MW 热泵建造的能源中心，用于提取来自伦敦地铁的废热。该热泵的二级高温系统与一台双向鼓风机协同合作，鼓风机既可以从伦敦地铁的隧道中吸取热空气，也可以向隧道提

45、供已加入了热量的空气。与热泵位于同一位置的是两台低氮氧化物的 237kWe 热电联产燃气发动机，它们为热泵（实际上是“以燃气为燃料的”热泵）供电，并向电网输出电力。两个能源中心将由一套新型智能控制系统来进行控制，让热网能够通过以下方式响应国家电网的需求：直接用电（仅热泵运行）在国家电网上没有用电负荷的情况下运行（热泵和热电联产厂均处于运行状态）向国家电网输出电力（仅热电联产厂运行）区域热网管道系统的扩建是英国最大的系列三绝缘管道安装项目。二期项目将会帮助该地区每年减少 500 吨的二氧化碳排放。该管网提供了一种以客户为中心的能源解决方案。其中包括不受限的联系时间，以及对易受损客户提供四

46、小时响应服务。与政府为“燃料贫困”家庭设定的标准相比，该供暖定额费用至少降低了33%。邦希地区的供暖和供电公司的业绩在过去一年超出了所有预期，为住房部门节省了 98450 欧元的开支。通过降低天然气批发价格升高所带来的影响，以及降低租户接入热网的服务费，让节省惠及租户。与上一年相比，2016/2017 年度租户的收费成本降低了 18，并在 2017/2018 年度保持不变。邦希地区的供暖和供电利用创新造福公众伊斯灵顿管委会提供了世界一流的城市供热管网，为社区提供低成本、低碳、可持续发展的热能。Stephen Mirkovic，伊斯灵顿管委会能源项目官员邦希能源中心1，此中心包含一座115立方

47、米的储热设施和一座1.95MW的热电联产厂。邦希能源中心2完工后的效果图。邦希地区的供暖和供电17香格里拉曾经因许多煤锅炉而被覆盖在厚厚的空气污染中。今天，能源高效的区域供热让市民可以再次享受这天堂般的美景。18提高香格里拉的能源效率区域供热减少空气污染，改善当地环境在香格里拉地区，约 5 万名居民使用以化石燃料和木材作为主要燃料的单体锅炉进行供热，这给当地的空气质量带来了巨大的压力。而区域供热的引入充分缓解了大气的污染状况，促进了当地生态环境的保护。香格里拉位于中国云南省西北部，海拔 3300 米以上，该地区的供热需求非常大。当地的日常温度很低，冬季温度从 -27C 变化到 1C，温差较大。

48、实施整体区域供热系统全新的综合区域供热系统为香格里拉的五个区进行供热。ABB 集团为该系统提供了设备，从蒸汽到锅炉房的水热交换器，再到终端用户安装。这其中包括了为市民提供足够热量的电气和机电设备。自动化和电气互连的解决方案对新供热厂实施监测，以达到其最高效率，为 5 万名居民提供安全可靠的热源。此外，空气源热泵的安装使单体纯供热锅炉转变为基于水力发电的、无二氧化碳的锅炉。该热泵提高了系统的能源效率，通过减少燃煤排放，从本质上改善了生活质量。为了满足居民的取暖需求，五个本地自动化控制系统与一个中央控制和监测系统相连接，旨在以最有效的方式提供足够的热能。从使用锅炉供热转变为区域供热，每年可减少 1

49、0.5 万吨二氧化碳排放和 460吨的灰尘，带来极大的环境效益，除此之外，每年的用煤量可减少 1.7 万吨。过去几十年里，包括 ABB 在内的北欧丹麦公司开发并实施了高能效的环境友好型区域供热解决方案，大大降低了二氧化碳排放。提高香格里拉的能源效率中国能源高效型热分配的新标杆从低效率的单体锅炉转变为统一的区域供热系统可保护环境、促进经济发展并提高生活质量。Martin B. Petersen，ABB北欧区域市场和销售经理区域能源系统的布局图：灵活利用能源向大范围城区集中供热提高香格里拉的能源效率19丹麦哥本哈根的阿迈尔资源中心转废为能厂（CHP）效率高达90%以上图片：阿迈尔资源中心

50、20燃料的灵活性保证了区域供热的可持续性61%1%1%9%19%9%石油天然气煤炭废物（非生物降解）可再生能源电力（热泵、电动锅炉等）可用能源的多样化区域供热在热源的选择上非常灵活，几乎涵盖了包括风能、太阳能和工业余热等在内的所有热源。在使用多种热源的大型区域供热系统中，可以依照当地情况、价格信号以及绿色目标进行燃料源的更换。当更换新燃料源时，如果采用的是单体供热，就需要更换每个住宅里的单体锅炉，而集中供热就成功地避免了这一情况。电力与热能系统的一体化太阳能和风能等波动性能源发电的比例正在不断增加。内部连接和蓄电可以缓解电能供应的部分波动问题，但这还远远不够，也并非是最经济有效的选择。电热系统

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