1、概述 IRENA 2021 版权所有 除非另有说明,否则此出版物和本文的材料均属于国际可再生能源署 (IRENA) 的财产且其版权为 IRENA 所拥有。本出版物中的资料可自由引用、分 享、复制、再版、打印和/或存储,但需注明其出处源于 IRENA 并载有版权符号 ( IRENA) 和版权年份。本出版物中由第三方提供的材料可能受第三 方版权和单独的使用条款和限制的约束,包括与任何商业用途相关的限制。 本文件概述了 IRENA 和奥尔堡大学 (2021) 与“将低温可再生能源整合到区域能源系统:决策者指南”相关的基本内容,国际可再生能源署,奥尔堡 大学,阿布扎比,哥本哈根 (ISBN: 978-
2、92-9260-318-2)。 本文件为“Integrating low-temperature renewables in district energy systems: Guidelines for policy makers”的译本 ISBN: 978-92-9260-316-8 (2021)。 如中文译本与英文原版的内容不一致,概以英文版为准。 关于 IRENA 国际可再生能源署 (IRENA) 是一个政府间组织,它为各国向可持续能源未来过渡提供支持,并作为国际合作的主要平 台、卓越中心以及可再生能源政策、技术、资源和金融知识的信息库。IRENA 推进广泛采用和可持续利用各种形式的
3、可再生能源,包括生物能源、地热、水电、海洋、太阳能和风能,以追求可持续发展、能源获取、能源安全和低碳经 济增长和繁荣。www.irena.org 关于奥尔堡大学 奥尔堡大学建立于 1974 年。奥尔堡大学规划系就包括能源规划在内的多个领域开展了研究。奥尔堡大学规划系的可 持续能源规划 (SEP) 研究组开发的跨领域方法将可持续能源计划与技术经济、地理和社会政治进行了全方位结合, 已 25 年以上的经验。 www.en.plan.aau.dk/research+groups/SEP/ 致谢 IRENA 对来自 IRENA 和奥尔堡大学的特设专家咨询团队成员(小组成员来自全球地热联盟 (GGA)
4、和其他与区域供热供冷部门相 关的机构)作出的宝贵贡献表示诚挚的谢意。我们收到了以下专家(团队)提供的意见和反馈:Eirikur Bragason(北极绿色能 源公司),Leoni Paolo 和 Ralf-Roman Schmidt(奥地利技术研究所 能源中心),Wang Weiquan(中国能源研究会可再生能 源专业委员会 CREIA),Isabel Cabrita 和 Maria Carla Lourenco(能源与地质总局 葡萄牙),Olivier Racle(Engie 集团), Samra Arnaut(Enova 波斯尼亚),Eloi Piel (Euroheat & Power)
5、,Bojan Bogdanovic 和 Greg Gebrail(欧洲复兴开发银行), Catherine Hickson (Geothermal Canada),Christiaan Gischler(美洲开发银行 IDB), Marit Brommer(国际地热协会 IGA), Jure Cizman(约瑟夫斯特凡研究所 斯洛文尼亚),Annamaria Nador(匈牙利矿业和地质调查局),Paul Bonnetblanc(生 态、可持续发展和能源部长 法国),Paul Ramsak(荷兰企业管理局 RVO),Jn rn Jnsson(雷克雅未克地热有限公司), Christian Ho
6、lter(SOLID solar thermal systems 公司),Sebastien Danneels(特伦特河畔斯托克市议会 英国),Celia Martinez 和 Zhuolun Chen(联合国环境规划署),Astu Sam Pratiwi 和 Marc Jaxa Rozen(日内瓦大学),Elin Hallgrimsdottir 和 Joeri Frederik de Wit(世界银行能源部门管理援助计划)及 Emin Selahattin Umdu(亚萨尔大学 土耳其)。来自 IRENA 的同事 Fabian Barrera、Yong Chen、Jinlei Feng、Im
7、en Gherboudj、Seungwoo Kang、Paul Komor 和 Toshimasa Masuyama 均给予了宝贵意 见。2019 年 12 月,塞尔维亚举办了一场主题为“将低温可再生能源整合至区域供热供冷系统”的活动,其参与者提供的宝贵意见完 善了本报告的内容。 请前往 IRENA 网站浏览研讨会报告: https:/irena.org/events/2019/Dec/Energy-Solutions-for-Cities-of-the-Future 撰稿人:本报告在 Gurbuz Gonul 和 Salvatore Vinci (IRENA) 的总体指导以及 Jakob Z
8、inck Thellufsen(奥尔堡大学)的技术指导下, 由多位作者撰写,包括 Luca Angelino 和 Jack Kiruja (IRENA)、Nis Bertelsen、Brian Vad Mathiesen、Sren Roth Djrup、Nomi Schneider、Susana Paardekooper、Luis Snchez-Garca、Jakob Zinck Thellufsen 和 John Kapetanakis(奥尔堡大学)。同时我们对 Amjad Abdulla (IRENA) 提供的宝贵意见表示诚挚谢意。 IKI 支持: 本报告是“未来城市能源解决方案”项目的一
9、部分,该项目得到了国际气候倡议 (IKI) 的支持。德国联邦环境、自然保护与核安全部 (BMU) 基于一项德国联邦议院决议为该项计划提供支持。 如需了解更多信息或提供反馈,请访问:publicationsirena.org 本报告可供下载,请访问:www.irena.org/publications 和 www.energyplan.eu/irena/ 免责声明 本出版物及本文所使用的材料均按“原样”提供,仅供参考之用。 IRENA 已经采取了所有合理的措施,以验证本出版物中材料的可靠性。IRENA 或其任何官员、代理人、数据或其他内容、第三方内容提供商或许可方均不对此类材料的 准确性、完整性
10、、特定用途或使用此材料的适用性,或对第三方造成的侵权行为作出任何担保;且对于本出版物及其中的材料的使用,以上各方不承担任何责任或义务。 本文件所含的材料不一定代表 IRENA 成员的观点,也不代表对任何项目、产品或服务提供商的认可。本文件所使用的名称和材料的表述并不代表 IRENA 对任何地区、国 家、领土、城市、区域或任何当局的法律地位,或边界及边界的划定的任何意见。 将低温可再生能源整合到 区域能源系统 减少供热供冷部门的碳排放量对于缓解气候变化和 减少空气污染至关重要。因此,区域供热供冷系统 可以按照一定比例增加可再生能源的使用率,提高 能源效率、降低供热供冷部门化石燃料的使用率, 优化
11、城市空气质量。 传统模式中,区域供热系统需在高温环境下运行, 以满足保温性能较差的建筑的高热量需求。在大多 数情况下,只有使用化石燃料才能达到所需的高 温。然而,科技创新和数字化的发展以及当今世界 的节能建筑转型浪潮,使得广泛部署清洁能源技术 成为大势所趋,如新一代区域能源系统中的低温地 热能、太阳热能、水源热能以及低温余热能源。许 多区域的地方级政府均可广泛利用这些资源。不 过,由于无法立即与目前的区域能源基础设施和现 有建筑相兼容,这些技术仍然具有极大的开发空 间。 区域能源系统中的低温可再生能源和可持续余热能 源的利用存在许多障碍,包括: 数据匮乏 知识储备量不够充足,对最佳技术不了解
12、与建筑改造策略的脱节 与化石能源供热系统或电力供冷系统存在的不公 平竞争 高昂的前期成本 市级政府的财政预算有限 监管不到位且审批程序繁琐 在此背景下,本指南列举了可用工具和解决方案的 示例,以提高低温可再生热源在新建和既有区域能 源系统中的使用率,为决策者提供了有益的指导方 针。除此之外,本指南还概述了采用低温可再生能 源发展区域供热供冷及使能技术的应用。本指南重 点介绍了在低温环境下利用太阳热能、地热能和水 体能量的能源系统和热泵支持系统。在区域供热 中,生物质能是一种举足轻重的可再生能源,其现 有的相关基础设施也在高温条件下运行,不存在重 大的技术整合问题。因此,本报告不会重点介绍将 生
13、物质能整合至区域供热系统的过程。 主要建议如下: 以明确的政治驱动因素为基础,制定供热供冷战略 计划,并确保主要利益相关者全程参与。尽管该过 程可由地方主管部门牵头,但仍需国家政府提供关 键支持,以制定宏伟的目标和可行的框架。 对于国家层面来说,制定适当的管理和监管框 架、确定整个能源系统的实施方向以及发挥区域 能源在脱碳和可持续发展中的作用十分重要。 提升劳动者的必要技能,包括他们需掌握的与各 可再生能源技术和某些市场上与区域能源基础设 施现代化改造相关的知识。 制定因地制宜的供热供冷战略计划,确定参与这 一过程的利益相关者及其参与原因,以及让其参 与这一过程的方法。 提高公众对于低碳供热供
14、冷技术的接纳度,实施 基于可再生能源的区域能源项目。该目标可以通 过全民参与和透明化流程实现,使公众进一步了 解区域能源系统和可再生技术的优势所在。 根据供热供冷的需求和资源分布情况,制定详细的 技术方案。 实地测量建筑物的各种数据或借助现有工具对建 筑物进行自上而下/自下而上的建模以预估其需 求,扩展供热供冷需求数据的收集范围。 借助地理信息系统等既有工具或通过制定热资源 分布图册,评估建筑物供热供冷中可利用的热资 源。区域能源系统的规划和投资可充分利用从这 些工具中获得的信息。 确保供热供冷发展方案符合长期目标。 整合供应变化、管网现代化技术和建筑改造计划, 使技术性能和社会经济效益均达到
15、最佳水平,并避 免产生锁定效应和脱节的情况。 协调区域能源和节能建筑的发展,并构建其协同 效应的形成机制。例如,制定近邻计划,在需求 侧和供应侧同时实施节能措施。大力提倡节能措 施,逐步转向对所有消费者实行以耗能为基础的 计费方式。 采取措施降低现有居民区中已投入运行的原有系 统和新型区域供热网络的运行温度。此目标可从 两方面着手:i)在建筑物方面,可引入控制系 统、重新设计供热设备、改造为节能型建筑物围 护结构以及重新设计家用热水系统和换热站等来 实现此目标;ii)在管道网络方面,采取管道保温 措施、采用增温技术、采取措施降低回水温度、 避免因高流量而造成网络损坏等来实现此目标。 解决根深蒂
16、固的问题,推行利用当地的可再生能源 进行供热供冷。 加强建设能力合理开发可再生能源项目,并在将 低温能源整合至新的或既有的区域能源系统的过 程中,积极应对存在的技术挑战。 务必遵守当地利用可再生能源的最佳实践。因其 能够最大程度提升成本效益和资源可持续利用 率。例如,地热回灌或季节性太阳能储能。 提供良好的监管条件、扶持融资方案和商业模式, 并确保这些措施落实到位。 将区域能源网划分为公共基础设施,并借助财政 杠杆实施立法与价格监管等措施,确保提供公平 的竞争环境,同时也需考虑温室气体排放或空气 污染物等产生的外部效应。 / 4将低温可再生能源整合到区域能源系统 制定战略规划并找出 主要利益相
17、关方 应对技术挑战和 解决与现有基础设施 的兼容性 实施监管和 融资框架 依据需求和资源匹配 制定技术方案 并提出项目 2.4. 1. 3. 供热和供冷战略规划的范围和目的 利益相关者的识别和协调 分析供热和供冷需求 识别和评估地热、 太阳热能和其他热源 制定供热/供冷的各种方案 评估与现有建筑物的兼容性 评估与现有网络的兼容性 应对低温热源的技术挑战 所有权 定价 法规 融资和风险缓解 业务模型 能 力 建 设 和 技 能 发 展 率先付诸行动,与高需求消费者进行对接吸引投 资,这不仅能够克服与供热供冷需求相关的不确 定性,同时还能确保充分挖掘潜力。 除了寻求公共财政资金支持(包括资助),还
18、需 深入调查私营部门的参与程度和创新实践,如与 能源服务公司 (ESCO) 建立合作伙伴关系或发起 众筹项目。 制定计划,降低可再生能源应用的使用风险。例 如,完善根据市场成熟度制订的地热能支持计 划,减少投资者钻探低产能地热井的可能性和/或 减少投资者面临地热井产能下降的风险。 通过制定所有权方案并出台监管和定价措施,建 立全面透明的管理方案,推广区域供热供冷系 统。同时确保这些系统能够以可再生能源和余热 能源为基础投入运行,并与社会目标保持一致。 将低温可再生能源整合至区域能源系统的框架示意图 5 /决策者指南 太阳能 集热器 热储存 备用 工业 余热 地热厂 单户住宅 多户住宅 办公室
19、保温管道 换热站 第三产业 建筑 生产井注入井 热储 注意:这些仅是区域供热网络可能使用的能源的示例 区域供热系统(或称热网系统)的主要作用是供 热。系统的一个(或多个)中心(或分散)站点将 产生的热能通过带有保温功能的输配管道和辅助设 备进行输送。该系统可满足住宅建筑和第三产业建 筑对于空间供热和生活热水 (DHW) 的需求。上图所 示为使用多种能源和技术的分散式区域供热系统的 示例:太阳热能、中等温度地热资源、工业余热、 备用锅炉和季节性储能。也可以使用其他技术,例 如热电联产、热泵和来自服务业的废热。 区域供冷系统相当于逆向加热网,其功能原理与区 域供热系统的原理基本相似。区域供冷系统负
20、责将 冷水分配至各个住宅和商业建筑、办公室和工厂。 区域能源网络可以从锅炉、热电联产、热泵、季节 性储能或可再生资源(例如地热或太阳能)获取供 热和供冷所需的能源。这提高了区域能源的利用效 率,并促进了工业或服务业的余热利用。 借助智能能源系统,能够更加高效地发展 100% 可再 生能源系统。其背后的主要原理是整合供电网、供热 网和供气网以实现各部门之间的共赢,并以极具成本 效益的方式实施储能解决方案(H. Lund 等,2017)。 为了使智能能源系统达到最佳性能,所有与能源相 关的部门(包括电力、供热、工业、交通部门等) 都将被视为能源系统的一部分,然后再将各部门进行 整合以使现存的协同作
21、用达到最大化。在这种智能 能源系统中,区域能源系统发挥着不可或缺的作用 (Mathiesen 等,2019)。 区域供热供冷系统 / 6将低温可再生能源整合到区域能源系统 区域能源技术的演变、运行温度和能源示例 随之而来的区域供热供冷 (DHC) 技术的发展不仅 提高了能源使用效率还具备了使用更低的供给温度 的能力。第一代区域供热系统采用高温蒸汽技术进 行供热,第二代系统采用高压技术进行供热,到第 三代和第四代时,供热系统已经能够以越来越低的 温度条件运行。区域供冷系统的技术发展过程如下 所示:第一代系统使用供冷剂作为输送流体,而从 第二代便开始使用水作为输送流体,因此,供应温 度不断攀升,能
22、源的可用性也呈提高趋势(Lund 等,2018)。因此即使在不同的季节,那些具有 不同供热/供冷季节的国家也能共享区域供热供冷 网络。 “低温”指代的并非特定或绝对的温度范围,这取 决于所考虑的能源或区域能源网络中的温度设置。 在给定的城市或区域中,不同的本地可用热源不允 许在区域供热网络中实现相同的工作温度范围。化 石燃料(如天然气)或可再生燃料(如生物能源) 燃烧后的温度高达几百摄氏度,因此使热载体达 到 100(摄氏度)并非难事。相反,使用浅层地热 能或借助非常规余热能源回收技术(例如数据中心 的冷却)却很难达到这样的温度。太阳热能、工业 余热能源、大型热泵等属于中温供热范围。网络的 工
23、作温度越低意味着可开发的能源范围越广,且将 其纳入低碳和清洁能源的潜力也越大。 注: 1G:第一代区域供热系统;2G:第二代区域供热系统;3G:第三代区域供热系统;4G:第四代区域供热系统。 CHP:热电联产 来源:Lund 等,(2018) 能能效效/温温度度水水平平 第一代:蒸汽 第二代:就地供热第三代:预制4G:第四代供热系统 蒸汽系统、设于混凝土 管道中的蒸汽管 加压热水系统 重型设备 大型“就地建设的”供热站 预保温管 工业紧凑型供热站(也带保温包围) 供热计量和监测 低能源需求智能能源(能源、 分配和消耗的最佳相互作用) 双向区域供热 区域供热流量 区域供热回流 能源效率 区域供热
24、网 蒸汽储存 煤炭 废弃物 第一代/1880 年至 1930 年 200 C 80C 70C 100 C 100 C 50-60C (70 C) (ULTDH 50 C) 储热 热电联产煤炭 热电联产石油 煤炭/ 废弃物 局部区域供热 大型太阳能 生物质 热电联产生物质 工业余热 储热 热电联产废弃物 热电联产煤炭 热电联产石油 燃气、废油、 煤炭 区域供热 第二代/1930 年至 1980 年 第三代/1980 年至 2020 年 第四代/2020 年至 2050 年 区域供热 区域供热 数据中心 季节性储热 大型太阳能 地热 光伏、波浪能、风电 过剩电力 储热 工业过剩 热电联产 垃圾焚烧
25、 25C 未来能源 生物质能转化 双向 区域 供热 例如,超市 区域供冷网 热电联产 生物质 集中式区域 供冷厂 储冷 集中式热泵 也是低能耗 建筑 发发展展历历程程 (区域供热的代别)/ 当时最佳可用技术的年代 7 /决策者指南 决策者指南 制定战略型 供热供冷计划 为了达到以协调、透明的方式应对能源挑战的目 的,从长远来看,必须制定和实施能源战略规划 (SEP)。能源战略规划 (SEP) 旨在解决目前能源供应 方面存在的问题和制定长期发展战略和过渡计划。 评估中须包括与技术、经济、环境和社会相关的内 容(Krog 和 Sperling,2019)。 能源战略规划 (SEP) 可应用于各级政
26、府层面和各个地 理区域内的工作,或者着眼于不同的技术重点。然 而,能源战略规划 (SEP) 需考虑不同领域的实际情况 以免发生部分领域出现分化的结果。 由于供热供冷资源的地区差异较大,供热供冷战略 规划 (SHCP) 会有别于其他能源载体规划。 多国、国家或区域能源和气候目标只有在适应地方 实际情况并适当采纳时才能得以实现。反之亦然, 地方在制定宏伟目标的过程中必须考虑到国家层面 的政策,除此之外,还需出台有利的立法框架才能 成功实现目标。 此外,战略性供热供冷规划 (SHCP) 必须满足系统 化的特点,这在可再生能源系统中尤为重要。从系 统角度考虑,电力、供热供冷部门产生的技术协同 作用也必
27、须适当地体现在政策和法规中,这也正是 Hotmaps 项目(Hotmaps 项目,2020) 该项目 考虑了如何在欧盟 (EU) 成员国内推动战略性供热供 冷规划 (SHCP) 的发展 始终强调的方向。 从这一角度来看,启动战略性供热供冷规划 (SHCP) 之前,有关部门应彻查公共政策和监管框架是否落 实到位,以确保该框架能够融入各级管理部门和 各能源政策领域,并在所有层面协调一致(Djrup 等,2019a)。 另一方面,现在运行区域供热供冷 (DHC) 系统的辖 区内,地方当局具有强大的行动影响力。战略性供 热供冷规划 (SHCP) 能够从长远和全面的能源角度评 估项目的实施流程。 地方当
28、局在推动区域供热供冷 (DHC) 系统发展的进 程中应体现出多维度作用,并考虑所有社会阶层关 注的问题:制定能源与城市规划,提供基础设施和 服务建立财政和技术支持机制,为部署能源系统的 地区提供法律许可,以及连接公共建筑与区域供热 供冷 (DHC) 网络。所有政府当局均需发挥己任。例 如,作为监管者的市政府可以发布地方分区政策, 强制要求连接公共建筑和区域供热供冷 (DHC) 网络 (IRENA, 2016)。某些国家的地方当局认为自己不具 备实施能源规划或建立支持机制的能力;因此,它 们认为实施与区域供热供冷 (DHC) 相关的措施不属 于其职权范围内。然而,即使集中监管权,他们也 应该发挥
29、好作为召集者和促进者,以及作为创建区 域供热供冷 (DHC) 知识库的作用,这是发展区域供 热供冷 (DHC) 的关键因素。 “ ” 地方能源和气候规划必须 符合国家目标,并考虑整 个城市的能源系统的整合 情况 / 8将低温可再生能源整合到区域能源系统 关于制定战略型供热供冷规划 (SHCP) 的 建议摘要 在新的和现有的区域供热供冷 (DHC) 系统中开发和 利用低温可再生能源的第一步便是制定战略性供热 供冷规划 (SHCP)。战略性供热供冷规划 (SHCP) 进 程的关键成功因素可以概括为: 确定战略性供热供冷规划 (SHCP) 的范围和目的。 选定战略性供热供冷规划 (SHCP) 的战略
30、目标。 列举战略性供热供冷规划 (SHCP) 进程的实施原 因(例如,脱碳、污染最小化、使居民能够负担 得起供热供冷费用等)。该战略目标能够指导其 余流程的发展。 地方供热供冷目标应与国家脱碳战略(如有)保 持一致。由于各地的热能利用各不相同,热能规 划将在城市或市政级地区开展。然而,地方规划 需要在国家和区域的指导下进行且需符合其发展 目标。 制定长远的转型战略和规划来解决当前的能源供应 问题。 让地方当局参与制定战略性供热供冷规划 (SHCP)。 地方当局在战略性供热供冷规划 (SHCP) 进程中 发挥着关键作用,如制定能源与城市规划、提供 供热供冷的基础设施、监管和融资等。 确保各个管理
31、层面和所有能源政策领域均采用了 战略性供热供冷规划 (SHCP),并协调一致。其 中尤其要注意将战略性供热供冷规划 (SHCP) 与 节能建筑规划进行整合,因为其中的某些技术只 能应用于建筑群(地区)而无法应用于单个建筑 中。 战略性供热供冷规划 (SHCP) 流程具有迭代性、多学 科性和连续性的特点,因此适用于各个层面和各种 环境。 借助多维度和经过反复论证的方法不断优化流 程。为了实现利益最大化的目标,首先应从长远 的角度实施战略性供热供冷规划 (SHCP) 流程, 其次应考虑该规划与其他能源系统的协同作用, (如电网),再次,应采取包括经济、环境和技 术方面在内的多学科方法。 因地制宜,
32、调整战略性供热供冷规划 (SHCP) 流 程的侧重点。无论如何,请记住,管理原则应适 应于战略目标而非项目挑战。战略性供热供冷 规划 (SHCP) 的主要阶段:i)确定范围、目标和 利益相关者参与计划;ii)反复论证可持续能源 供应技术方案的可行性;iii)确定区域供热供冷 (DHC) 管理计划。 “ ” 战略性供热供冷规划需明 确机会和协同作用,并采 用具有成本效益的政策和 激励措施 9 /决策者指南 利益相关者的影响/能力 利益相关者感兴趣程度 能力强,兴趣低 满足他们的需求 始终令其满意 (或者在兴趣不同时排除在外) 能力强,兴趣高 关键参与者 密切参与 能力弱,兴趣低 重要性最低 无需
33、刻意 能力弱,兴趣高 表示考虑和关切 通报相关信息 利益相关者参与 供热和供冷部门涉及到众多利益相关者,他们都有 自己考虑的重点。这些利益相关者可能是来自具有 高能源需求行业的消费群体,如工业、医院、废水 处理厂或温室。这些行业的能源消耗量巨大,但同 时也会产生可观的余热能源。关键的利益相关者可 能与能源部门直接相关,如发电厂、能源传输公司 (如现有的区域能源供应商)或开采业公司。然 而,如果利益相关者认为自己并非某个活动的主要 当事方,便会置身事外。 由于供热供冷具有地方性,向低碳供热供冷技术过 渡的过程中,必须确定地方利益相关者并与之达成 合作关系。在组织流程和确定参与的利益相关者的 过程
34、当中,地方政府将发挥主要作用。 由于必须排除不符合既定范围的利益相关者,必须 要弄清楚哪些是领导这一过程的主要参与者,以及 由谁来负责指定和召集其他的利益相关单位。而且 并非所有的热源都符合既定目的,国家和地方的规 划也可能与某些既定行为者的规划背道而驰。 因此需要: 确定机会,让利益相关者参与该流程,让他们在 供热供冷计划的实施过程中发挥建设性作用 确定协同作用和机会,建设以具有成本效益的区 域能源系统。 建议利益相关者尽早参与和管理该流程,以便提高公 众的接纳度。同时,明确各个关键利益相关者负责的 计划部分;这些利益相关者可能分别负责长期规划、 特定部分(如开发特定的可再生能源)或者可能负
35、责 开发已建成区域的网络。这意味着,即使他们是负责 区域供热供冷 (DHC) 特定部分的关键利益相关者,也 可能与其他领域无关。 将打着不同算盘的利益相关者协调在一起,尤其是 在职能和目标相悖的情况下,会给政府带来不小的 困难。许多潜在的利益相关者必须积极参与其中, 以增加兴趣和参与度,否则就会被排除在项目之 外。例如,医院可能认为自己并非关键角色 因 其主要负责提供医疗保健服务,而供热供冷只是活 动中的一小部分,所以他们起初对该项目的兴致并 不高。因此,有必要根据项目影响和感兴趣程度, 将各利益相关者划分到特定类别,以制定下图所示 的参与战略。 根据影响和感兴趣程度对各利益相关者进行分类。
36、来源:日内瓦大学;权力 - 利益矩阵 (1981) / 10将低温可再生能源整合到区域能源系统 可能涉及的利益相关者在战略性供热供冷规划 (SHCP) 中扮演的角色及其参与策略 利益相关者角色/影响/利益参与策略 国家政府、州政府或省级 政府6 提供与法规、工具和命令相关的框架条 件。 一般会发放允许项目开展的许可证和执 照。 可以为项目提供资金。 基于国家能源政策参与规划。如能源安 全、健康、脱碳等方面。 地方(市政)政府6 一般负责监督法规的实施情况。 项目所有者和主要推动者。 掌握涉及特定项目情况的重要的地方性 知识。 能够提供允许项目开展的许可证。 保护消费者的利益。 主要消费者(公共
37、建筑)。 以战略性供热供冷规划 (SHCP) 的驱动 力为基础参与流程。如与能源匮乏、空 气污染和无法获取能源相关的当地需 求。国家政府(或州/省)可以为地方 政府提供有关区域供热供冷 (DHC) 潜 力和法规的义务性评估。 公用事业/开发公司 取决于所有权。 区域供热供冷 (DHC) 系统的利益应和 战略目标一致。 与其他开发商确定协同作用,并从中获 益。 开发商业案例。 投资者和金融机构 为项目提供金融性投资资金,回收投资 成本。 了解管理投资决策的评估标准和优先事 项。 研究人员/学术界 提供与新兴技术、挑战和现象有关的 (自主)知识。 能够独立评估潜在的发展途径。 研究 - 行动项目。
38、 6 由于政府制度具有多样性,上述国家政府和州、省或地方政府可能会通过其他方式实施相关政策(反之亦然)。 11 /决策者指南 可能涉及的利益相关者在战略性供热供冷规划 (SHCP) 中扮演的角色及其参与策略 - 续 利益相关者角色/影响/利益参与策略 建筑开发商 开发允许采用低温供热供冷源的新楼 盘。 遵循建筑规范或标准。 发布规定,要求连接建筑物与区域能源 供应系统。 建筑物业主 提供建筑物侧供热厂的信息。 允许进行安全检查,检测/纠正系统故 障。 决定是否对系统进行优化。 遵循建筑规范或标准。 发布规定,要求连接建筑物与区域能源 供应系统。 客户 提供与热需求相关的信息。 通过行为影响系统
39、效率。 支付账单。 充当生产消费者的角色。 统一与客户的利益。 制定合同协议保护利益。 公民 公众接纳。 作为供热用户,参与就业。 成为投资者。 应该加入该流程。 应了解该群体的愿望和驱动力。 地质调查 提供与地质条件和现有地热资源有关的 重要信息。 评估资源潜力。 地热能和太阳能开发商 启动项目并提供更为详细的热资源指 标。 需要确定投资和风险管理项目。 需要就勘探、测试和运行进行适当的招 标活动。 余热能源供应商可为网络运行提供实惠的供热价格。 需要了解有关回收热量的技术问题和潜 在的商业影响。 参与制定“售热”合同协议的流程。 技术供应商 为当地创造附加值和就业机会。 支持提高区域供热供
40、冷 (DHC) 系统的 灵活性。 需要确定投资和风险管理项目。 为研发供热供冷可持续技术提供资金。 / 12将低温可再生能源整合到区域能源系统 利益相关者分析图所面临的 挑战和建议概述 利益相关者的确定和参与。 确定战略性供热供冷规划 (SHCP) 的利益相关者, 了解他们供热供冷项目的兴趣和影响程度。地方 当局通常会担任战略性供热供冷规划 (SHCP) 的 领导者,他们需明确政治驱动力和目标:如某些 与总体目标不一致的利益相关者,便不必参与这 一流程。 提高公众对于区域供热供冷 (DHC) 的认识和接纳 度,这是实现特定社会和环境目标的一种可行方 式。应尽早提高决策者和公众的参与度以提高公
41、众对供热规划过程和区域能源的接纳度。 就推广区域供热供冷 (DHC) 系统具体使用的能源以 及开发具体的项目而言,项目运营方可以让利益相 关者参与其中,具体如下。 开发工具和方法,用来评估供热供冷对环境的影 响,并游说决策者针对各种能源出台适当的环境 法规。借助简单的工具评估能源项目可能造成的 环境影响,然后与其他类似项目进行比较,并明 确阐述其缓解措施。这些措施对于地热能来说尤 其实用,这样不仅可以提高地热开发的透明度, 还能提高相关人员对地热项目的风险和相关缓解 措施的认识。 提高透明度,让利益相关者参与开发流程,以了 解项目的利弊。对于某些可再生能源技术,公众 和决策者掌握的信息并不全面
42、,他们可能因为无 法预见的环境和社会风险而产生抵触情绪。 “ ” 利益相关者必须尽早参与 解决公众关注的问题,确 保公众能够广泛接受新的 可再生能源技术 13 /决策者指南 1 0001 5002 0002 5003 0003 5004 0004 5005 000500 距离 (km) 年度总热能 (GWh) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5 EUR/MWh 10 EUR/MWh 20 EUR/MWh 30 EUR/MWh 40 EUR/MWh 评估和绘制供热(和供冷) 需求和能源资源图 对于许多国家、地区和城市而言,供热(和供冷)过 去并不是政府管理的对象
43、。能源政策通常属于部门性 政策,侧重于供给侧的电力和天然气以及需求侧的建 筑效率。因此,人们对于供热供冷部门的基本情况不 甚了解。不过,供电和供气量可以通过计算得出,但 供能总量仅仅是烹饪、照明和供热耗能量与用于其他 终端使能需求的耗能量相加而得出的结果。未安装控 制系统和能源计量器的既有区域能源系统中,往往对 消费者层面的实际能源需求缺乏了解。因此,供热供 冷需求无法预测,这会导致无法将已有数据用于战略 规划目的。 为了推动战略性供热供冷规划 (SHCP) 流程或可行 性研究,有必要收集和利用有关供热供冷实际需求 (包括系统的安装地点和数量)、潜在的供应选择以 及建筑存量状况的知识和数据。同
44、时,分析其他能源 部门以掌握不断变化的数据也至关重要,如呈递增趋 势的可变可再生能源发电量和日益增加的能源需求 等。针对这种局面,应利用重要的跨部门协同作用, 并避免出现只在能源领域内最优化的结果。利用收集 的数据制定技术方案,以便在战略规划中发挥关键作 用。技术分析图的绘制步骤将包括量化热量需求、确 定和量化潜在的热资源以及评估建筑物的节热潜力。 输热成本 注: 输热成本包括建设成本和输送成本。区域供热管道的建设成本来自 Svensk Fjrrvrme AB (2007),根据 Snchez-Garca (2017) 进行更新,并已按照 30 年 5% 的利率摊销。输送成本基于电价为 11
45、美元/兆瓦时的假设得出。此外,还假定通过管道输送的能量在一年中 呈正弦变化 (Phetteplace, 1995)。 供热规划与其他类型的能源规划存在显著性差异,即 需求和供应位置至关重要。这意味着只要了解热资源 的位置和现有的供热供冷需求,就能将两者相关联以 评估规划的可行性。因此,绘制供热供冷需求的位置 和量化图是实施战略性供热供冷规划 (SHCP) 的关键 部分,这对于能否吸引投资者支持(采用可再生能源 和余热能源的)区域能源项目至关重要。 对于区域供热供冷 (DHC) 规划部门来说,这种信息 对于预测网络规模和安装容量尤为重要。而对于投 资者来说,区域能源网属于资本密集型投资项目, 因
46、此他们的侧重点是了解潜在的市场规模、供应量 和潜在客户。 能否以具有成本效益的方式传输热量取决于所需的 输送量。下图描述了以单位成本为基准,热量可传 输的最远距离。例如,耗能 2500 吉瓦时 (GWh) 可 以传送到 40 公里外,而成本仅为 5.50 美元/兆瓦 时。但如果生产点和消费点相隔 50 公里,则耗能需 提高至 4000 吉瓦时才能获得相同的单位成本。 此外,从技术上讲,应尽量避免管道距离过长。事实 上,即使管道目前保温性能良好,仍然无法避免热 损失,但可以通过降低运行温度来减少这种损失。 / 14将低温可再生能源整合到区域能源系统 评估和绘制供热(和供冷)需求和能源资源 图所面
47、临的挑战和建议概述 本步骤概述的方法能够对供热供冷进行技术性评 估。获得与需求、供应和潜在节能相关的信息以及 平衡这些要素十分重要。主管部门可以开展上述活 动促进区域能源系统的发展。 测量人们对供热供冷的实际需求,以了解耗能的 空间和时间分布。这样做能够明确支持高资本成 本的区域能源项目投资,并允许进行单独的计量 和计费,这也是减少能耗(特别是在高峰时段或 季节)和提高消费者参与率的鼓励措施。如果没 有实际测量数据,则应通过建模或估计需求为决 策提供参考。应推广适用于评估供热需求(包括 温度水平)、可用的基础设施和可用的热资源三 者之间的相互作用的现成工具,如地理信息系统 (GIS),如果缺乏
48、这种工具,则应进行创建。 确定并量化当地可用于供热供冷系统的可再生能 源资源。可使用已开发出的多种工具量化当地的 能源,并通过匹配资源与需求来支持决策。 在建设新的供热基础设施之前,应考虑现有能源 系统的节能潜力。如果实施节能措施的边际成本 低于建设新的供热能力,则应实施节能方案。然 而,节能措施无法替代区域供热供冷 (DHC) 系 统,但从长远来看,它们是相辅相成的。 在决定实施哪种供热供冷技术方案时,考虑商业 经济因素的同时务必记住更重要的是社会经济因 素。这能够确保项目解决的社会目标更广,如实 现脱碳、创造就业机会和减少空气污染。对于像 地热这样高度专业化的能源,地方当局的工作人 员可能
49、缺乏进行评估和量化的专门知识,因此, 可借鉴行业最佳实践并借助专业公司或机构的技 术援助服务来分析数据、预估资源潜力,并在必 要时进行技能和技术转移,以实施进一步的资源 评估。 “ ” 通过测量实际需求、为 建筑消耗进行自下而上 的建模、并为热需求量 进行自上而下的建模, 可推算出城市建筑对供 热供冷的需求量 15 /决策者指南 将低温供应技术整合 到现有建筑和区域 供热网络中 从技术角度看,将新的热源整合到现有区域能源系 统中,在很大程度上会受到运行系统设计温度与热 源温差的影响。例如,中温和高温地热资源可完美 整合至现有系统和建筑物中。但是,如果热源温度 低于网络的运行温度,则需要进行调整
50、。 在部署第四代区域供热系统时,其运行过程中的输 送温度低于前几代(第一代至第三代超过 70), 其中所产生的技术挑战可能源于管道系统或建筑存 量,这将取决于系统覆盖的应用(Volkova、Maatin 和 Siirde,2018)。 过渡到新一代区域供热系统的第一步便是分析该系 统与消费者连接的兼容性。此外,建筑存量、合适 的网络设计以及建筑改造策略也是不容忽视的考虑 因素,而且这些因素必须符合向低温和可持续供热 的过渡战略。所有的努力都是为了确保实现具有成 本效益的脱碳目标,避免对与长期目标不兼容的解 决方案产生锁定效应(例如冷凝气锅炉)。这一评 估也为将供冷技术整合至现有区域供热系统提供
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