国家能源局入编
山南市浪卡子县太阳能供暖项目
一、项目基本情况
山南市浪卡子县海拔平均约4457m,冬季大气压约650.6hPa,水的汽化温度约85℃左右。根据我国太阳能资源区划,浪卡子县属于太阳能资源极富区的Ⅰ类地区。邻近的拉萨市水平面年太阳能辐照量约7775MJ/㎡·a。下图为浪卡子县30°倾角斜面逐月辐照量。
浪卡子县作为西藏自治区高寒高海拔边境县,历来深受党中央、自治区党委、市委的亲切关怀,自2018年以来先后实施了县城太阳能供热建设项目一、二期供暖建设项目,累计总投资达2.294亿元,供暖建筑面积达17.18万㎡,确保了县城干部职工冬季正常供暖。
二、供暖面积
1.县城供暖一期项目
浪卡子县县城一期太阳能供热项目总投资12044万元,资金来源为中央预算内投资及中央财政资金,主要建设内容为新建太阳能集中供热热源厂一座,供暖建筑面积8.26万㎡,总热负荷6.5MW,热力管网25520.20m,现有建筑节能改造5.2万㎡,设计供暖方式为太阳能集热、“蓄热+电锅炉”集中式。该项目采取EPC(勘察、设计、采购、施工)总承包模式进行公开招标,2018年4月15日全面开工建设,2018年10月30日通过竣工验收并投入使用。2018年开始交由第三方机构托管运营服务,目前运行时间长达5年之余。
2.县城供暖二期项目
浪卡子县县城供暖二期工程建设项目总投资10900万元,资金来源为国家专项债券资金,主要建设内容为新建集热场、热交换站、设备用房、宿舍、蓄热罐、供暖面积8.92万㎡,设计供暖热负荷5.30MW等附属设施。设计供暖方式为太阳能集热、蓄热+电锅炉集中式。该项目于2021年8月9日采取EPC(勘察、设计、施工)总承包模式进行公开招标,2022年3月1日全面开工建设,2023年9月20日竣工验收并投入使用,目前交由第三方机构托管运营服务。
一、二期总供暖面积17.18万㎡,累计负荷11.8MW,主要是为县城机关、学校、医院及职工周转房进行供暖。
三、技术路线及工艺流程
由于西藏得天独厚的太阳能资源,西藏浪卡子县属于高海拔地区,要解决该地区的供暖问题,应结合该地的实际资源情况确定合理的供热方式和热源。西藏的太阳能资源非常丰富,太阳能供暖的优势非常明显,浪卡子县太阳能年辐射总量7775MJ/㎡,高于北欧、中欧很多太阳能广泛应用国家的太阳能年辐射总量,具有发展太阳能供暖得天独厚的自然条件,以太阳能为主的城镇供暖技术可以提供高性价比的供暖效果,在4000米以上地区进行供暖、供热、供电、供氧和加湿,是创造安居乐业的工作和生活环境的重要组成部分。相比其他能源,如燃气、燃油等需要从外地远距离运输的资源,从热源获取、环境效益、经济成本等方面比较,都有相对的优势。因此应积极利用本地区的太阳能优势资源,选用最合适的集热和供热系统,最大限度地发挥当地的资源优势,为当地居民的经济和生活环境带来较好效益。
选用太阳能作为该地区公共建筑和居住建筑的主要供热热源,考虑太阳能在冬季及阴、雨、雪天气不能连续集热供暖的特点,应设置辅助热源,以补充特殊天气时的供热量。当地可以作为辅助热源的有电供暖和热泵。电供暖要结合当地的电价以及峰谷电能的利用进行设计,由计算的热负荷可知整个城区需要的供热量是很大的,大面积地采用电供暖欠合理,根据当地需供热的建筑性质及分布,可以将电供暖用于较为分散的居住建筑的辅助热源;使用浅层地热能需要考虑的是从地下取热和向地下放热的平衡,本项目只需在供暖季向建筑物供暖,不需要夏季的供冷,因此利用浅层地热能时需考虑采用相关技术尽量保证浅层地热能能量的平衡。使用太阳能、热泵及太阳能、电供暖综合利用的供暖方式,能有效利用当地的可再生能源优势,符合绿色环保生态发展的理念。
四、主要设备选型
系统选用强制循环间接加热系统即:太阳能集热器阵列-换热器-蓄热装置(结合电锅炉系统)-热力网-热用户。
本系统为闭式集热器间接供热水系统,整个系统由太阳能集热器阵列、换热器、蓄热装置、管道系统、控制系统、辅助加热系统组成,由太阳能集热器加热的介质经换热器将热量传递给蓄热装置中的水后返回集热器,通过比较传热介质热水经太阳能集热器加热后的出口温度与蓄热装置底部的出水温度对比来控制系统的启停。蓄热水箱中的热水经热网直接供给末端供暖系统。
一期选用太阳能集热器采光面积13.95㎡的大平板太阳能集热器。太阳能集热器总数1728组,累计总采光面积24105㎡。系统设计15000m3半地下蓄热水池,辅助能源采用2台1.5MW电锅炉。系统采用远程监控智能控制系统。
二期选用太阳能集热器采光面积10.5㎡的大平板太阳能集热器。太阳能集热器总数2240组,累计总采光面积23520㎡。系统设计12000m3地上储能罐,辅助能源采用20台80P高原型空气源热泵。
五、生产运行情况
县城供暖时间为每年10月1日至来年5月31日,系统主要能耗为水泵运转电耗,由于县城电力供应不足,一期项目电锅炉从未启动,完全以太阳能集热进行供热,基本满足室内温度18℃的几率约为90%,太阳能不足时室内温度约为16℃左右。
近几年电耗折合供暖面积约为5元/㎡。
六、建设运营模式
项目建设资金来源为中央预算内投资财政资金,由县政府委托第三方专业供暖运营单位运维,运维收费标准35元/㎡。
七、项目经济性
无。
八、环境及社会效益
一期二期太阳能集热系统全年有用得热量约119261GJ,与常规燃煤锅炉相比,每年可节约5812.85t标准煤,折合单位供暖面积每年节约标准煤33.8kg/㎡。通过降低常规能源的消耗,本项目实施后,每年可以减少二氧化碳排放14353t,减少二氧化硫排放116t,减少粉尘排放58t。为早日实现国家要求实现节能减排的目标提供了有力保障。
九、典型经验和做法
1.规模
一期二期合计太阳能集热器规模为47625㎡,供暖面积合计17.18万㎡,是目前已经建成并正式投入运行的由太阳能进行集中供暖全国最大的项目。
2.成果
一期运行从2018年至今已经稳定运行五年,实现大规模太阳能集热器供暖稳定运行和低成本运行的成果,是符合西藏地区能源禀赋及可持续发展的新能源利用形式。
十、问题和建议
西藏有着得天独厚的丰富的风、光、水、地热等可再生资源,充分利用西藏特有的可再生能源用于西藏供暖、供氧、供电是符合西藏地区自然条件的。
由于西藏特有的地理特点,很多城镇属于高山峡谷地貌特征,距离城镇附近可利用平坦场地不足,就近安装大规模太阳能场的条件不足。建议结合西藏丰富的风、光、水、地热等可再生资源,实现源网荷储综合能源体系解决西藏供暖、供氧、供电的民生需求。
由于涉及地方政府、电网以及社会企业等多方,需要国家层面针对西藏进行统一协调,早日实现西藏区域的源网荷储综合能源体系,争取西藏自治区率先实现“双碳”目标。







