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1、 13 節能分析節能分析 核核 定：肖定：肖 斌斌 審審 查：呂查：呂 康康 校校 核：莊核：莊 昆昆 編編 寫：范小苗寫：范小苗 中電投武威9MWP并網光伏電站工程 可行性研究報告 13 節能分析 13.1 設計原則和依據 13.1.1 設計原則(1)貫徹“安全可靠、先進適用、符合國情”的電力建設方針。本工程設計按照建設節約型社會要求，降低能源消耗和滿足環保要求，以經濟實用、系統簡單、減少備用、安全可靠、高效環保、以人為本為原則。(2)通過經濟技術比較，采用新工藝、新結構、新材料。擬定合理的工藝系統，優化設備選型和配置，滿足合理備用的要求。優先采用先進的且在國內外成熟的新工藝、新布置、新方案2、新材料、新結構的技術方案。(3)運用先進的設計手段，優化布置，使設備布置緊湊，建筑體積小，檢修維護方便，施工周期短，工程造價低。(4)嚴格控制電站用地指標、節約土地資源。(5)電站水耗、污染物排放、定員、發電成本等各項技術經濟指標，盡可能達到先進水平。(6)貫徹節約用水的原則，積極采取節水措施，一水多用。(7)提高電站綜合自動化水平，實現全場監控和信息系統網絡化，提高電站運行的安全性和經濟性，為實現現代化企業管理創造條件。(8)滿足國家環保政策和可持續發展的戰略：高效、節水、節能，控制各種污染物排放，珍惜有限資源。設計應滿足各項環保要求，確保將該光伏電站建成環保綠色發電企業。13.1.2 設3、計依據 本項目在建設和運行中，將遵循如下用能標準和節能設計規范：(1)中華人民共和國節約能源法2008 年 4 月 1 日起施行；(2)中華人民共和國建筑法1998 年 3 月 1 日起施行；(3)JB/J14-2004機械行業節能設計規范；(4)GB50189-2005公共建筑節能設計標準；(5)GB50176-93民用建筑熱工設計規范；(6)GB50019-2003采暖通風與空氣調節設計規范；(7)建設部令第 76 號民用建筑節能管理規定;13-1 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院(8)建設部令第 81 號實施工程建設強制性標準監督規定；(9)建科200474 號關于加強民用建筑工程項目4、建筑節能審查工作的通知；(10)國務院 國發200628 號國務院關于加強節能工作的決定；(11)國務院國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要；(12)國家發展和改革委員會發改投資20062787 號 國家發展改革委關于加強固定資產投資項目節能評估和審查工作的通知；(13)國家發展和改革委員會發改環資200721號國家發展改革委關于印發固定資產投資項目節能評估和審查指南（2006）的通知。13.2 施工期能耗種類、數量分析和能耗指標 本工程施工期消耗能源主要為電力、水資源、油料、臨時施工用地和建筑用材料等。13.2.1 施工用電 施工電源從附近已有電源點接入，設變壓器降壓后供混凝土攪拌站、鋼筋5、（鋼結構）加工廠等生產、生活建筑的用電，另外選擇使用一臺 10kW 柴油發電機備用發電。經初步計算，本工程高峰期施工用電負荷約為 250kW。年耗電量估算約18.3 萬 kWh。13.2.2 施工用水 本工程施工用水由建筑施工用水、施工機械用水、生活用水等組成。施工用水從已有水源取水，生活用水采用外運拉水的取水方式，場區內設臨時儲水設施。施工高峰日施工用水量為 80m3/d。13.2.3 施工用油 施工期車輛和備用柴油發電機主要消耗柴油，工程用車約 6 輛，消耗量約為0.03t/輛d，總消耗量約為 0.18t/d；另有部分管理用車消耗汽油，但耗用量較少。年消耗總量據估算約 66t 油料。耗油總6、量相對較少，對當地油料供應市場影響較小。13.2.4 施工臨時用地 本工程施工臨建工程全部位于光伏電站永久征地范圍內，主要有綜合加工廠、材料及設備倉庫、混凝土攪拌站、小型修配廠等臨時生產設施和生活建筑設施。本工程位于國有荒地中，地表植被稀少，地表經施工機械等人為擾動，易形 13-2中電投武威9MWP并網光伏電站工程 可行性研究報告 成揚塵，影響環境。因此，施工總布置設計中，對場地利用、功能分區、以及工藝流程進行了優化布置，并采取了一定的防護措施，以期達到合理布局、減少用地、保護環境的目的。臨時用地對當地土地資源和環境資源無不利長期影響。13.2.5 建筑用材料 主要建筑物材料來源充足，所有建筑7、材料均可通過公路運至施工現場。主要建筑物材料及生活用品可從附近采購。13.2.6 能耗狀況和能耗指標分析 本工程施工期臨時電源就近接引，變電站容量在滿足當地用戶用電的情況下，能滿足本電站施工期最大日負荷 250kW 的要求。本工程高峰日施工用水量為 80m3/d，施工用水取自已有水源，用水總量較小，對區域內地下水資源影響較小。施工期燃油就近購買，消耗量約為 0.18t/d。耗油總量較小，對當地油料供應市場影響較小。本次計算按統一的熱值標準進行能耗分析：本工程施工期 12 個月，消耗的一次能源油料約 66t，折算成標準煤為 97.1t；二次能源電力約 18.3 萬 kWh，折算成標準煤為 73.8、7t。施工期總能源消耗折算成標準煤為 170.8t。綜上所述，本工程施工期各項能耗指標相對較低，當地能源供應容量和供應總量滿足施工要求，且對當地能源供應不構成大的影響。13.3 運行期能耗種類、數量分析和能耗指標 本工程運行期能源消耗主要為電力、水資源、油料、工程永久用地等。13.3.1 電氣損耗 本工程集電線路電氣損耗約為6.60萬kWh/a，箱式變壓器電氣損耗約為33.00萬kWh/a。廠用電由10kV外網引入。本工程發電設備損耗總量約為39.60萬kWh/a，該損耗在計算年平均發電量時已經扣除。13.3.2 建筑耗能 本工程的建筑耗能是生產樓、逆變器室、水泵房的采暖、通風、供水、照明等的9、能源消耗。本工程所在地屬寒冷地區，生產樓采暖能耗約為 8.9 萬 kWh/a，其 13-3 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院 它通風、供水、照明能耗約為 4.4 萬 kWh/a。本工程廠用變壓器電氣損耗約為 0.50萬 kWh/a，以上三項合計 13.8 萬 kWh/a，折算成標準煤約為 55.75t/a。13.3.3 水資源消耗 本工程運行期水資源消耗主要為管理運行人員生活用水、綠化用水、澆灑道路用水及清洗電池組件用水，年總用水量為2540.6 m3/a。13.3.4 油料消耗 本工程運行期需生產生活用車約2輛，主要消耗汽油，耗油量約5.8t/a。13.3.5 工程永久用地 本工程永久占地10、包括光伏陣列、生產樓、水泵房、逆變器室、場內道路、綠化等占用的土地面積共約 0.254km2。13.3.6 能耗狀況和能耗指標分析 運行期年消耗油料就近購買，耗油總量相對較小，對當地油料供應市場基本無影響。運行期最大日用水量約為 4.84m3/d，用水總量相對較小，對區域內地表水和地下水資源影響均較小。本工程永久占地約 0.254km2，均為國有未利用荒地。電站運行期對當地土地資源和環境資源無不利長期影響。本工程發電運行期按 25 年計，消耗的一次能源油料約 145t，折算成標準煤為213.4t；二次能源電力約 345 萬 kWh，折算成標準煤為 1393.8t。運行期總能源消耗折算成標準煤為11、 1607.2t。施工期和運行期總能源消耗折算成標準煤為 1778t。25 年累計發電量約 3.17億 kWh。耗能標準選定：光伏發電是國家鼓勵的節能建設項目，目前還沒有國家標準，本次暫按萬元國內生產總值能耗綜合指標作為評價標準，即 2010 年前：0.98t 標準煤/萬元 GDP，本次在工程經濟壽命期取 0.78t 標準煤/萬元 GDP（在十一五指標上下降 20%）。本工程經濟壽命內其直接經濟效益相當于 4.77 億元 GDP。根據工程經濟壽命期內的能源消耗量和經濟產出量，計算出本工程的耗能指標為：按統一的熱值標準計算為 0.037t 標準煤/萬元 GDP。從計算結果分析，本電站耗能指標遠低12、于國家 13-4中電投武威9MWP并網光伏電站工程 可行性研究報告 的標準，是一個符合國家能源開發政策的節能型工程。綜上所述，本電站運行期各項能耗指標相對較低，當地水資源、土地、燃料供應容量和供應總量滿足運行要求，且對當地能源供應無不利影響。13.4 主要節能降耗措施 13.4.1 場址選擇和電站布置（1）場址選擇及電站布置 通過對電站場址區交通條件、地形、地貌及太陽能資源情況的實地踏勘與分析，并經多方案比較后，確定電站采用近似三角形布置，以提高土地利用率；電站分兩個區布置：管理區和生產區，共占地約 0.254km2，功能分區明確，方便運行管理。本電站布置緊湊，占地面積小，土地利用率高，電纜和13、場內道路長度相對較小，有利于降低工程造價、降低場內線損。（2）道路規劃 施工期的臨時便道寬度為 4.5m6m。電站施工完成后，在施工道路基礎上修建寬度為 6m 的道路，永久道路盡量采用粒料路面；電站內的光伏組件占地均恢復為自然地面。采取上述措施將極大的節省道路造價，達到節能降耗目的。13.4.2 電氣設計節能降耗措施（1）系統工程 電力從電站送至電網過程中，在主干網絡和配電網絡均引起電能損失即功率損耗，輸電功率損耗是輸電線路功率損耗和變壓器功率損耗。功率損耗包括有功損耗和無功損耗，有功損耗伴隨電能損耗，使能源消費增加，無功損耗不直接引起電能損耗，但通過增大電流而增加有功功率損耗，從而加大電能損14、耗。本電站系統送出工程貫徹了節能、環保的指導思想，工程設計中已考慮電站建設規模、地區電網規劃、電站有效運行小時數等情況，并且結合電站總體規?？紤]送出。另外，本工程選用的逆變器功率因數0.99，為電網提供了高質量、低損耗的電能。（2）變電工程 通用性：主設備的設計應考慮設備及其備品備件，在一定范圍和一定時期的通用互換使用；不同廠家的同類產品，應考慮通用互換使用；設計階段的設備選型 13-5 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院 要考慮通用互換。經濟性：按照企業利益最大化原則，不片面追求技術先進性和高可靠性，進行經濟技術綜合分析，優先采用性能價格比高的技術和設備。（3）線路工程 本電站線路工程指電站15、內集電線路。結合本工程的實際情況，在線路設計節能降耗的原則指導下，從路徑方案、導線選型及絕緣配合等幾個方面采取措施。a)路徑方案 送電線路路徑的選擇是線路設計的關鍵，其優與劣、合理與否，直接關系著工程造價、工程質量、施工、運行安全等綜合效益，因此本工程按照路徑最短、施工方便、維護方便的原則進行場內線路設計，以達到最優的目標。b)導線選型 結合光伏電站有效運行小時數、建設規模、當地氣候特點等條件選擇合適的導線型號。電站集電線路電壓等級的選擇，通過集電線路負荷距以及經濟輸送容量的計算，求得線路造價最低并且線路損耗最低，推薦采用 35kV 電壓等級。c)絕緣配合及金具設計 結合現場污源調查，確定工程16、各段的污穢等級。絕緣子金具串采取均壓、屏蔽等措施，加強制造工藝，減少泄漏，減少電暈，降低損耗。d)基礎設計 結合場址工程地質條件及光伏電站的特點，在保障安全要求的前提下，盡量減少混凝土耗量。（4）其它電氣部分 優化設計，減少占地面積，節省材料用量：通過多種布置方案的比較，選擇最優方陣布置，節省了材料用量；優化電纜溝布置，節省了電纜的長度。主要措施如下：a)降低子線路導線的表面電位梯度，要求導體光滑、避免棱角，以減少電暈損耗，達到節能目的。b)箱式升壓站變壓器、廠用變壓器等設備選用節能產品，降低變壓器損耗。13-6中電投武威9MWP并網光伏電站工程 可行性研究報告 c)有效減少電纜使用量、減少導17、體的截面，在有效降低電纜使用量的同時，達到降低電能損失的目的。d)嚴格控制建筑面積，減少采暖面積，有效降低相應的能耗。e)采用節能燈具，節省電能。合理設計燈具，在滿足照度要求的前提下，減少燈具的數量。13.4.3 土建設計節能降耗措施 13.4.3.1 建筑節能（1）建筑節能設計原則 a)貫徹國家有關法律法規，改善公共建筑室內環境，提高電站運行管理人員生活質量，并提高能源利用效率，創造節約型社會。b)采用節能設計后，與未采用節能設計的建筑物相比，全年采暖、通風、空氣調節和照明的總能耗減少約50%。c)根據本工程所處氣候分區，建筑必須充分滿足冬季保溫要求。（2）建筑節能措施 生產樓、逆變器室等建18、筑設計采取節能措施，減少土方量，減少對原生態環境的破壞。選用絕熱性能好的保溫材料，對保溫結構進行優化設計，減少散熱損失。a)建筑總平面的布置和設計，利用冬季日照并避開冬季主導風向，利用夏季自然通風。建筑物的主朝向宜選擇本地區最佳朝向或接近最佳朝向。b)根據本工程所處的建筑氣候分區，圍護結構的熱工性能應達到國家節能標準的規定。圍護結構的保溫隔熱材料宜選用高效環保型。c)為減少熱量損失，每個朝向的窗墻面積比均不應大于 0.7，并且應符合國家節能標準的規定。外窗可開啟的面積不小于窗面積的 30%。d)外門窗應采用節能門窗。屋面保溫材料采用 50mm 厚聚苯板保溫。e)外墻與屋面的熱橋部位的內表面溫度19、不應低于室內空氣露點溫度。f)在保證室內熱環境及衛生標準的前提下，做好建筑采暖、空調以及照明系統的設計，充分利用自然采光和自然通風。13.4.3.2 電站布置中的節能降耗措施 場區設計的合理與否關鍵在規劃，在本電站的規劃中著重抓總體規劃。規劃設計配合電氣工藝在設計過程中充分考慮了電站集電線路、送出線路的分布。結合 13-7 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院 場址的環境、地理位置、交通運輸等條件，充分比較并優化了電氣總平面布置方案，從而做到布局合理、出線順暢、節約占地、減少土方等。優化場區的道路、電纜溝及綜合管線的布置，做到布局合理，電纜敷設路徑最佳。13.4.4 水資源節約 本工程運行期水消20、耗較少，主要為站內運行人員生活用水、綠化用水，本工程最大日用水量約 4.84m3。泵房內生活泵采用變頻生活泵，根據用水量大小來調節生活泵轉速，以達到節能的目的。我國是一個缺水的國家，在設計中要本著節約用水的原則，使用節水節能型衛生器具。根據場地設計，合理布置綠化管線，禁止大水漫灌以節約用水。本工程已將生活污水進行了處理，不會對環境造成危害。13.4.5 油料節約 施工期和運行期所需油料均可由市場采購解決，對項目所在地區的能耗負荷影響很小。13.4.6 建設管理的節能措施建議 本工程的能源消耗主要為施工期的能源消耗和運行期的能源損耗。從節能的角度看，本工程已經在工程設計中選擇符合節能標準的電氣設21、備，同時在工程布置、方案選擇中考慮了節能措施，但從光伏電站的運行特點看，節能的主要措施是節能管理措施。在施工期，應制訂能源管理措施和制度、防止能源無謂消耗；應對進場施工人員加強宣傳，強化節能意識，注重節約成本；應對施工設備制訂和工程施工特點相符合的能耗指標和標準、嚴格控制能源消耗；應加強對能源儲存的安全防護、防止能源損失；應合理安排施工次序，做好施工設備的維護管理和優化調度。在運行期，應對各耗能設備制定相應的能源消耗管理措施和制度，注重設備保養維修，降低能耗；應對管理人員和操作人員進行節能培訓、操作人員要有節能上崗證，應制定用電、用油等燃料使用指標或定額，強化燃料管理；要合理安排運行調度，充分22、利用太陽能資源條件，力爭多發電。13-8中電投武威9MWP并網光伏電站工程 可行性研究報告 總之，工程運行管理中，要注重總結運行管理經驗，加強設備日常維修保養，提高運行人員技術水準，不斷優化運行調度管理模式，以達到充分利用太陽能資源的目的。13.5 節能降耗效益分析 13.5.1 一般方法分析 本電站建成后預計每年可為電網提供電量 1268.19 萬kWh，與相同發電量的火電相比，相當于每年可節約標煤 0.41 萬t(以平均標準煤煤耗為 320g/kWh計)，相應每年可減少多種大氣污染物的排放，其中減少二氧化硫（SO2）排放量約 45.45t，二氧化碳（CO2）約 1.22 萬t，一氧化碳（C23、O）約 1.07t，氮氧化物（NOX）約 46.91t，煙塵約 54.91t。由以上分析可見，光伏電站的建設替代燃煤電廠的建設，可達到充分利用可再生能源、節約不可再生化石資源的目的，將大大減少對環境的污染，同時還可節約大量淡水資源，對改善大氣環境有積極的作用。可見光伏電站建設對于當地的環境保護、減少大氣污染具有積極的作用，并有明顯的節能、環境和社會效益。13.5.2 CDM 基準線方法分析 清潔發展機制（Clean Development Mechanism，簡稱 CDM）是“京都議定書”規定的三種靈活機制之一，即“聯合國氣候變化框架公約（UNFCCC）”中發達國家與發展中國家合作應對氣候變化24、的、以項目為合作載體的機制。我國是溫室氣體減排潛力較大的發展中國家之一，具有良好的投資環境，開展 CDM 合作的市場前景廣闊。電力行業特別是光伏發電行業是 CDM 項目的一個重點區域，光伏發電領域實施開展 CDM 項目開發具有極大的潛力和優勢。通常溫室氣體包含CO2、SO2、NOX等多種成分，由于溫室氣體中主要是CO2，從便于量化考慮，國際上通行采用減少了多少CO2排放量來作為衡量減少溫室氣體的效果。當進行CDM項目申報時，需要對溫室氣體的減排量進行評估。這就要求首先確定一個評估基準線。所謂基準線，是指在沒有該CDM項目的情況下，為了提供同樣的服務，最可能建設的其它項目（即基準線項目）所帶來的25、溫室氣體的排放。與基準線相比，CDM項目減少的溫室氣體排放量就是該項目的減排效益，基準線的設置應考慮東道國的政策和具體情況，同時體現透明和保守的原則。本項目減排量的計算見下式：13-9 中國水電顧問集團西北勘測設計研究院 減排量=基準線排放項目排放泄漏 式中：基準線排放本項目的上網電量基準線排放因子；項目排放光伏電站的運行本身不會產生溫室氣體的排放，故項目排放為 0；泄漏本項目不存在泄漏排放，故泄漏為 0?；鶞示€排放因子：本光伏電站項目所在的電力系統屬西北電網，若沒有本光伏發電項目活動，同等數量的電量要由西北電網中的其他并網電廠或電網中的新增電源部分提供。因此，本項目基準線排放因子將是西北電網26、中電量邊際排放因子和容量邊際排放因子的組合。根據國家發改委應對氣候變化司公布的 2009 年中國區域電網基準線排放因子，西北電網電量邊際排放因子OM為 1.0246 tCO2/MWh，容量邊際排放因子BM為 0.6433 tCO2/MWh。根據西北電網實際情況，取OM的權重為 0.75，BM的權重為 0.25，則基準線排放因子為：CM=OM0.75+BM0.25=0.929275 tCO2/MWh 按此計算，本光伏電站按CDM基準線方法分析計算的預計減排量為11784.97tCO2/a。由以上分析可見，光伏電站的建設替代燃煤電廠的建設，可達到充分利用可再生能源、節約不可再生化石資源的目的，將大27、大減少對環境的污染，同時還可節約大量淡水資源，對改善大氣環境有積極的作用?？梢姽夥娬窘ㄔO對于當地的環境保護、減少大氣污染具有積極的作用，并有明顯的節能、環境和社會效益。13.5.3 結語 本工程采用綠色能源-太陽能，并在設計中采用先進可行的節電、節水及節約原材料的措施，能源和資源利用合理，設計中嚴格貫徹了節能、環保的指導思想，在技術方案、設備和材料選擇、建筑結構等方面，充分考慮了節能的要求，減少了線路投資，節約了土地資源。本工程各項設計指針達到國內先進水平，為光伏電站長期經濟高效運行奠定了基礎，符合國家的產業政策，符合可持續發展戰略，節能、節水、環保。太陽能是一種清潔的可再生能源，太陽能光伏發電不會產生大氣、水污染問題和廢渣堆放問題。通過貫徹落實各項節能措施，本工程節能指針滿足國家有關規定的要求。13-10中電投武威9MWP并網光伏電站工程 可行性研究報告 本工程將是一個環保、低耗能、節約型的太陽能光伏發電項目。13-11