国家能源局入编案例：南京市江北新区中心区江水源热泵中央空调区域供能系统项目

国家能源局入编案例

南京市江北新区中心区

江水源热泵中央空调区域供能系统项目

一、项目基本情况

南京市江北新区中心区江水源热泵中央空调区域供能系统项目（以下简称“项目”），属于可再生能源供暖（制冷）典型项目，位于南京江北新区中心区。

2015年6月27日，国务院印发《关于同意设立南京江北新区的批复》，正式批复同意设立南京江北新区，起始于2010年“浦口新城”规划上升为“江北新区”，相应的“浦口新城核心区”升级为“江北新区中心区”。根据规划，江北新区中心区的定位是江北新区的核心区和先期启动区，江北新区的文化、医疗和商业中心，南京市生态宜居、相对独立的城市副中心，规划有高密度建筑群。

根据“习近平总书记生态文明思想”和国家能源结构低碳转型的总体要求，为贯彻落实2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的总体目标，积极推进能源结构转型，大力发展非石化能源，因地制宜发展地热能、生物质能等可再生能源。国家能源局发布的《关于促进地热能开发利用的若干意见》要求，在重视传统城市区域浅层地热能利用的同时，高质量满足不断增长的南方地区供暖需求，根据各地区资源禀赋，对地表水资源丰富的长江中下游区域，积极发展地表水源热泵供暖供冷。按照区域功能定位，结合地区的长江水资源优势，根据实际用能需求设置江水源热泵区域能源站，规划建议“沿江地区根据实际用热需求设置江水源热泵能源站，实现公建和居住地区的区域集中供暖和供冷”。

项目规划建设6座区域能源站、1座江水取水泵站，站体总建筑面积约为6.6万㎡，铺设江水及空调水输配管网总长约150km，服务范围覆盖江北新区中心区约8.75km2，建成后可向江北新区中央商务区及隧道口片区内近1200万㎡公共建筑及部分高品质住宅提供低碳、高效、舒适的集中供冷供热服务。

项目由南京江北新区公用控股集团有限公司投资建设，截止当前，已建成1座江水取水泵站、2座区域能源站及部分配套管网一期工程，并于2020年5月投入试运行。

二、技术路线及工艺流程

1. 负荷情况

根据新区规划，项目服务范围为南京市江北新区中心区及隧道片区部分区域，服务范围总占地面积约8.75km2，总建筑面积1680万m 2。根据市场需求及同类项目经验，考虑到接入率的问题，项目预计实际接入面积1200万m 2，其中住宅面积170万m 2，办公面积860万m 2，商业面积170万m 2。

截止2023年12月底已接入用户有江北新区服贸大厦、市民中心、图书馆、美术馆、金茂天际商业中心、中铁建花语天境府科技住宅。根据中心区各地块开发进度，预计2026年底新增用户主要有地下空间及新金融中心一期、卓悦汇、中铁建商办、仁恒、颐居科技住宅等，届时总接入面积达150万㎡。参考同类项目建设规模及发展速度，项目将于2044年满负荷接入并使用，接入面积1200万㎡，接入面积占服务范围内总建筑面积比例为71.3%。

2. 技术路线

项目主要工艺技术路线为江水源热泵技术、冰蓄冷技术、水蓄冷水蓄热技术、智慧建造运维技术。江水源热泵系统用江水作为冬季供暖的热源和夏季空调制冷的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去；冬季，则是通过热泵机组从江水中“提取”热能，送到建筑物中供暖。

江水源热泵中央空调区域供能系统包含三个水循环，分别为江水循环（即江水取退水系统）、一次侧空调水循环（即能源站供能输配系统）、二次侧空调水循环（用户末端空调系统），其核心设备是江水源热泵机组。

项目三大技术特点分别是：江水源热泵技术、蓄能技术及智慧建造运维技术。

（1）江水源热泵技术是利用江水流量大、“冬暖夏凉”的特点，用江水作为热泵机组的冷热源，生产供能系统所需的冷热水，再由能源管网输送到用户。相比较传统空调的冷热源－空气，江水夏季温度最高约为29℃，比空气温度低；冬季温度最低约为7℃，比空气高，因此江水源热泵机组效率更高。

（2）蓄能技术是在夜间电网低谷时段，利用低价电制取冷、热水，将冷、热量储存起来，而在白天电网高峰时段，将所储存的冷、热量释放满足空调高峰负荷需要的技术。蓄能技术可以实现电力移峰填谷，提高运行经济性和稳定性。

（3）在项目机房和管网建设、运营全周期，运用BIM智慧建造技术，优化设计方案及施工组织，实现绿色建造。打造智慧互联能源网络平台，实现对项目的集中远程调度控制，节省人力成本、节能提效的同时也为项目提供持续改进和发展的空间。

水源热泵中央空调技术具有广阔的应用前景，能够为各类办公、商业、文化、体育、居住、数据机房等建筑提供稳定、高效、舒适的冷热源。因地表水水温特性，当利用水源热泵中央空调供冷时，该项技术可完美匹配全国各类气候条件；当利用水源热泵中央空调供热时，因北方地区冬季地表水水温较低，水面易结冰，水源热泵制热能效较低，适用性较差，中部、南部水源条件适用更好。

3. 系统配置

项目规划建设6座能源站和1座取水泵站，各站主要设备技术性能指标如下：

3号取水泵站：卧式离心泵10台（9用1备），单泵额定流量8750 m³/h，供电电压10kV。离心泵高效范围宽，可适应的流量和扬程变化范围大。本项目不同时期的流量和扬程变化范围较大，在偏离设计工况点时，离心泵的运行效率更高，适应性也更好。同时考虑到斜流泵及轴流泵对进水流道要求较高，本工程用地受限，故推荐选用离心泵。从安装方便及运行维护角度，选择卧式离心泵。考虑到本工程各阶段的水量变化及运行压力变化较大，采用全变频调速。所有江水取水水泵均设置变频，便于日常运行管理，调度灵活。

6号能源站：5MW离心式水源热泵机组1台、10MW离心式水源热泵机组7台、10 MW离心式冷水机组1台、10 MW离心式双工况冰蓄冷主机2台、蓄冰盘管96组、蓄冰槽2个，总蓄冰量98MWh，同时配备江水泵、空调循环泵、融冰板换、供冷板换等。站内空调侧采用二级泵变流量系统，其中一级泵与主机一一对应，采用定流量运行；二级泵以分期供能规模对应的可调节流量进行选型，采用并联变流量运行。江水侧采用二级泵变流量系统，其中一级泵位于取水泵房内，采用变流量运行；二级泵位于能源站内，与主机一一对应，采用定流量运行。

7号能源站：5MW离心式水源热泵机组6台、10 MW离心式冷水机组3台、水蓄能系统3套、蓄能水槽3个（2个7280m³、1个5520m³）。站内空调侧采用二级泵变流量系统，一次泵并联变流量运行，二级泵以分期供能规模对应的可调节流量进行选型，采用并联变流量运行。江水侧亦采用二级泵变流量系统，江水一级泵设置在取水泵房内，江水二级泵设置在能源站内，采用并联变流量运行。

其余未建能源站根据实际负荷需求及片区用能建筑负荷特性确定其主要工艺设备容量搭配及蓄能形式。

本项目每个站均采用多设备配置，设备间互为备用，江水供水管、空调供能干管在核心区采用环状敷设，设站间连通管，确保通过管网成环形成站间的互联互通、互为备用，从而提高系统运行的可靠性、安全性。项目打造智慧互联能源网络平台，实现对项目的集中远程调度控制，节省人力成本、节能提效。

4. 运行情况

本项目所需消耗的能源种类主要为电、自来水，江水是循环使用，没有实际消耗。

4.1 电力

根据国家行业标准和南京地区实际空调运行情况，中央空调系统按每年夏季120天、冬季100天，每天运行时间10h计算。

4.2 水

本项目用水主要为生产、生活、管网漏损及不可预见用水，年消耗量13915t。年用水量明细见表。

4.3 综合能耗

（1）折算依据

根据《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008等相关标准，对本项目实际消耗的各种能源及耗能工质均按相应的能源折标系数进行折算，具体的折标系数见表。

（2）综合能耗计算

本项目综合能耗为23123.7tce/a（当量值），62087.8 tce/a（等价值）。计算详列于表。

（3）能源消耗结构分析

本项目消耗的主要能源为电力，约占总能耗的99.99%；水占总能耗的比重较小为0.01%（能耗比例均按当量值折算）。项目能源消耗结构见表。

三、经营模式

项目由当地国有企业投资建设运营，投资范围包括取水泵站、区域能源站及配套管网（地块红线至区域能源站）。项目价格参照同类型区域能源项目价格水平，依据社会平均建设及用能成本、市场承受能力以及合理建设运营成本确定收费标准，本着公平、公正、透明的原则，在项目服务范围内统一价格。项目采用两部制收费模式，收取系统建设费和能源使用费，在接入使用地块开发时向开发企业收取系统建设费，在地块投入使用后向物业收取能源使用费。

四、效益分析

1. 经济效益

项目总投资约32.6亿元，按“系统建设费+能源使用费”两部制收费模式，系统建设费：住宅150元/㎡，办公200元/㎡，商业220元/㎡；能源使用费：住宅0.4元/kWh，商业、办公0.57元/kWh。预测项目财务内部收益率（税后）6.17%，资本金内部收益率7.1%，投资回收期19.1年，项目投资财务净现值7562万元（税后）。

2. 环保效益

项目全面建成后预计每年节省1.4亿kWh空调耗电量，减少二氧化碳排放14.16万t，相当于5700亩森林的碳吸收能力。可避免传统空调方式的外机、冷却塔、烟囱等设备产生的噪声、飘水、排放等不良影响和安全隐患；可降低区域内环境温度约2~3°C，有效缓解城市区域热岛效应。

3. 项目荣誉

项目被中央级媒体报道4次；获2022年度江苏省绿色建筑发展专项资金（区域能源站示范类型）350万元；参与国家级课题《城市综合能源智慧物联管控技术研究及应用示范》；进入污染治理和节能减碳专项2024年中央预算内投资项目储备项目库；荣获2023年度江苏省制冷学会科学技术奖三等奖；成功申报最佳节能技术和最佳节能实践（双十佳）项目等。

五、突出亮点

水源热泵中央空调系统综合能效可达4.2~4.5，较常规系统高约30%；无需设置常规空调系统的冷却塔设施，因冷却塔飘逸损失冷却水补水量为0；无需设置常规空调系统冬季供热用锅炉设备，全年废渣、烟尘、二氧化硫、氮氧化物等废气排放量为0。江水源属于浅层地热能，项目可再生能源利用率达到100%。

与常规空调系统相比，江水源热泵中央空调区域供能系统还具有以下优势：

（1）能源优势。江水流量大、冬暖夏凉，与室外空气天然具有约10℃温差，相比传统空调系统利用空气能、化石能源，系统效率更高。经测算，与常规空调系统相比，江水源热泵系统节能达30%以上。

（2）蓄能优势。项目采用冰蓄冷、水蓄冷蓄热技术，充分利用电网低谷时段的廉价电力储能，削峰填谷，可以将区域内夏季25%的高峰空调用电量转移至夜间用电低谷，有效保障能源供应安全稳定。

（3）环保优势。江水源热泵项目建成后，预计每年节省1.4亿kWh空调耗电量，每年可减少二氧化碳排放14.16万t；可避免传统空调方式的外机、冷却塔、烟囱等设备产生的噪声、飘水、排放等不良影响和安全隐患，也使得建筑外观更加和谐统一；可降低区域内环境温度约2～3℃，有效缓解城市区域热岛效应。

（4）空间优势。由于江水源热泵项目采用集中能源站，用户不再需要配置大型空调机组，可减少建筑配电容量，减少用户空调机房建设面积。以10万㎡公共建筑为例，接入江水源系统后仅需设置约150㎡换热机房，不需要另设制冷机房、锅炉房，空间节约率约85%。

（5）复合开发优势。项目遵循江北新区的整体规划，充分利用地下空间，还开放绿地给城市，各能源站及取水泵站均建于公共绿地下，地上出入口的建筑形态采用地景化处理，顺应周围生态环境，使得整个项目与周围景观保持整体协调。

项目的打造，符合当前国家能源低碳转型的政策要求，对落实江北新区“双碳”战略目标，优化新区能源结构，提升城市品质具有重要意义。

六、问题和建议

此类区域供能项目具有公共设施属性，建设期长，投资回收期长，前期资金成本大，受项目所在区域地块开发进度及接入使用率影响较大，需要一定的政策支持。建议给予此类项目优惠电价政策、政策性补贴、规范接入使用和收费指导等政策。