国家能源局入编案例：南阳市中心城区再生水源热泵供热供冷项目

能源局入编案例

南阳市中心城区再生水源热泵供热供冷项目

一、项目基本情况

南阳市中心城区再生水源热泵供热供冷项目是中核集团首个清洁供热供冷项目，是中核集团满足国家大力开发地热资源，打赢蓝天保卫战，坚持可持续发展战略的具体举措。项目区域覆盖总面积11.8km2，利用污水厂处理后的再生水作为冷却水源，建设间接式再生水源热泵系统，为规划范围内公共和民用建筑供暖供冷，填补了当地集中供暖、供冷空白。项目一期工程于2019年5月开工建设，于2021年11月建成投产，累计完成投资1.3亿元，建成换热站、能源站各一座及热力管网5.5km，采购安装板式换热器、热泵机组、燃气锅炉、循环水泵及其配套设备128台（套），形成供热能力40.5MW、供冷能力18MW，下设二级站10个，项目覆盖用户105万㎡。

二、供暖面积

项目一期用户主要为学校及其周边住宅，项目负荷满足学校冬季供暖和夏季制冷需要，住宅仅考虑供暖需求。项目现状供暖面积70.89万㎡（其中住宅37.87万㎡，学校33.02万㎡），规划新增学校供暖面积35万㎡，计算项目热负荷为38.57MW、冷负荷17.83MW。

三、技术路线及工艺流程

项目区域3km内有污水处理厂一座，总处理规模达40万m³/d，排水水质达到一级A类标准。收集到的全年水温数据表明，冬季再生水水温最低不低于12℃，比环境温度高15~23℃；夏季再生水的水温最高不高于28℃，比环境温度低10℃以上；是优质的冷却水源，适宜发展再生水源热泵系统。

图一再生水温度监测

项目利用污水厂处理后的再生水作为冷却水源，建设间接式再生水源热泵系统，冬季从再生水中提取热量为用户实现供暖，夏天向再生水中排热为用户实现供冷，再生水在利用过程中不入户、只换热不取水，是国家“十四五”节能减排和可再生能源发展规划推荐的清洁能源利用形式。

图二再生水源热泵系统示意图

四、主要设备选型

南阳市中心城区供热E区覆盖范围11.8km，为减少热损失和管网重复投资，项目在污水厂设置再生水换热站，给用户提供冷热源的中心热泵机房在用户侧就近设置，整个系统由五部分组成：

（1）再生水取退水工程：建设取退水构筑物及管线，将再生水引入再生水换热站，经设置在再生水换热站内的板式换热器取热后退回原污水厂排水装置；

（2）再生水换热站1座：站内设置再生水提升泵、板式换热器和换热水循环泵，再生水提升泵是再生水循环换热的动力装置，取热后的换热循环水给水泵加压后送至各中心热泵机房；

图三南阳项目平面图

（3）换热循环水主管线工程：建设再生水换热站沿市政路到各供热供冷中心热泵机房的换热循环水主管线3.5km，采用开挖+顶管的方式敷设于地下，其中开挖段采用玻璃钢管，埋深2~4m；顶管段采用3Pe防腐钢管，埋深2m以上；

（4）中心热泵机房：设置热泵机组+调峰燃气锅炉的双热源系统，热泵机组和燃气锅炉采用串并联设计，可联合供暖，也可单独供暖。

（5）热力管网工程：建设能源站至用户的供热管线3.5km，采用预制聚氨脂发泡保温钢管，为用户提供冷热水。项目一期工程建设再生水换热站和3#能源站各1座及循环水管线（图2、3红色部分），形成供热能力40.5MW、供冷能力18MW，主要设备参数如下：

五、生产运行情况

项目消耗能源主要为电和天然气。以2023年为例，供暖覆盖面积96.5万㎡，实际接入面积30.7㎡，供暖时间120天，考虑学校放假因素，等效供暖面积20.1万㎡，单位热耗0.332GJ/㎡；供冷覆盖面积24万㎡，实际接入面积20.6万㎡，折合供冷时间50天，折合单位能耗0.107GJ/㎡。

六、建设运营模式

项目投资方式为企业取得区域集中供热特许经营，约定在特许经营区域内，企业享有独家投融资、建设、运营维护再生水源热泵系统，收取供热供冷费、获得城市基础设施配套费中的供热配套费以取得项目收益，特许经营期满后，项目资产及对应权利无偿移交政府。

项目供暖收费由企业自行向用户收取，价格执行南阳市发改委《南阳市物价管理办公室关于对中心城区供暖价格的批复》（宛价管函﹝2015﹞35号），居民热水供暖价格为0.176元/㎡·天，按建筑面积90%计费，非居民热水供暖价格为0.291元/㎡·天，按建筑面积计费。目前企业尚未取得城市基础设施配套费。

七、项目经济性

随着用户的普及达到预期规模，可实现供暖105万㎡、供冷33万㎡。项目一期于2021年9月取得污染治理和节能减碳专项（节能减碳方向）中央预算内投资资金1450万元。

八、环境及社会效益

与传统燃煤锅炉供暖、分体空调供冷相比，每年可节约6143.36t标准煤，减排SO2560.9t、NOX132.1t、CO240257.4t，节能减排效益显著。

九、典型经验和做法

（1）再生水源热泵系统的推广和应用南阳市中心城区再生水源热泵项目，是目前国内较大的再生水应用案例之一。随着南阳项目等再生水源热泵项目的成功应用，为可再生能源产业化、市场化建设，起到典型的示范作用和良好的推动作用。截至2023年，全国城镇污水处理厂数量已经超过2000座，日处理能力达到1.7亿m3，充分利用再生水资源，合理利用污水资源已成为共识。再生水源热泵系统的应用场景将蕴藏于污水中的城市废热，变“废”为宝，拓展了污水利用的渠道，提高了污水热能利用的效益，是“大力发展循环经济，建设节约型城市，实现可持续发展”的需要,也是调整能源结构的重要补充。

（2）智控系统的优化设计为了优化项目运行，在运维平台集成了二级泵站的数据采集（温度、压力、流量）和智能控制，并在用户室内加装室温采集，通过自控柜及4G网络进行远程监控，可以进行运行监测、专家预测、智能分析、数据报表管理、能耗定额管理、远程监控及用户状态管理功能，大大降低了运维成本。

十、问题和建议

随着《北京市可再生能源替代行动方案（2023－2025年）》等政策的发布，“距离再生水厂5km范围内的建筑优先利用再生水源热泵供暖”已成为行业讨论的重点，再生水源热泵系统发展可期。建议主管部门着重考虑以下问题：

（1）再生水源热泵系统作为城市基础设施的补充，涉及大量热力管网的建设工作，如无配套资金支持，资产负担重、盈利能力弱，严重影响企业生存；

（2）供热一直有“保民生”的社会责任。与水电气等民生行业相比，中南部城市的集中供热普遍处于投资较大、刚性需求低的尴尬局面。特别是现状存量建筑中，大量“老破旧”建筑不得不供，极大加重了企业的运营成本。

建议财政部门对由企业投资热力管网的实施单位给予资金支持并及时拨付；同时出台政策，利用大修基金等改善建筑围墙结构，以促进供暖行业高质量发展。