综合能源规划和工业园区绿色转型：德国经验

IntegratedEnergyPlanningand GreenTransformationofIndustryParks:ExperiencesfromGermany 综合能源规划和工业园区绿色转型：德国经验 EnergyTransformationofGermanCity(district,campus) 德国城市（片区/园区）能源转型 Energygoals能源目标 110 Ref.Year1990 Ref.Year2008 100 90 80 75% 70 6060% % 5050% 40 30 2020% 10 0 1990199520002005200820152020202520302035204020452050 “NationalActionPlanforEnergyEfficiency” 德国能源效率行动计划 RoadmapGermany 德国路线图 GermanNationalRoadmap „Energyefficientbuildingsandcities“德国国家发展路线图 “能效建筑和城市” Goal目标: By2020allnewbuildingsarenearlyzero-energybuildings” 到2020年，所有新建建筑都要近零能耗 Buildingsector建筑行业 Target:a“nearlyclimate-neutralbuildingstock”until2050!目标：2050年完成“近碳中和建筑” WSVO1977 lowenergyhouses 低能耗房 EnEV2002/2007 EnEV2009 researchanddemonstration研究和示范 EnEV2014 3-literhouse三升房 zero-energyhouse零能耗房 passivehouse被动房 energyplushouse 产能房 energyordinance节能法案 (WSVO/EnEV) WSVO1995 solarhouse太阳房 overallbuildingstock整体建筑容量 WSVO1984 primaryenergydemand[kWh/m²a] 一次能源需求[kWh/m²a] 300 250 200 150 100 50 0 -50 19801985199019952000200520102015 2020 Energysupplytoday 当今能源供应 一次能源 PE M electricity Wpowerplants households,trade,commerceandservices 一次能源消耗 PE-consumption industry traffic aturalgas PE How? 如何实现？ 温室气体排放 一次 能源n PE future–strategy1–RE 未来——战略1——可再生能源 MWpowerplants households,trade,commerceandservices 一次能源消耗 PE PE-consumption electricity industry traffic naturalgas PEPE future–strategy2–E-Mobility 未来——战略2——电气化出行 MWpowerplants households,trade,commerceandservices 一次能源消耗 PE PE-consumption electricity industry traffic naturalgas PEPE future–strategy3–efficiency 未来——战略3——能效 MWpowerplants PE η households,trade,commerceandservices 一次能源消耗 PE-consumption electricity industry η traffic η naturalgas PEPE Climateneutraldistricts 气候中和区 (smart)singlefamilyhouse (smart)multifamilyhouse localrenewableenergy localstoragesystems cross-linkedbuildingfunctions e-mobility 电动出行 （智能） 独立住宅 （智能） 多户住宅 区域可再生能源区域储能系统建筑功能的交互 climateneutralcitydistrict 气候中和城市区域 Climateneutraldistricts–innovationcycle 气候中和区域——创新的循环 NetZero/Surplusene Optimization ofbuildingoperation 建筑运行的 优化 Buildingaspowerplant rgy 建筑作为独立电站净零/盈余能量 EFH MFH Integratedapproach climateneutralcitiesandurbandistricts buildingsandmobility 整合方案建筑与出行 holisticsustainablerenovationofurbansettlements 气候中和城市和城市区域城市居住区整体可持续改造 Frankfurt Konstanz WGG,Neumarkt Theroadtoclimateneutralcitydistrictsfrombuildingstodistricts 从建筑物到区域的城市区域气候中和之路 Aktivhaus+,Ffm-Riedberg NeumarktLeonberg Neu-Ulm Schmidtenbühl EPA,Neu-Ulm AktivStadthaus,Frankfurt Berghalde,Warmbronn Theroadtoclimateneutralcitydistricts frombuildingstodistricts 从建筑物到区域的城市区域气候中和之路 Wolfsburg CampusTUBS,Braunschweig Wolfsburg Braunschweig Esslingen Esslingen EnergyPlanningforIndustrialParcels 工业园区能源规划 factory DecentralizationofEnergySupply 分布式能源供应 District 街区 Industry 工厂 SmartHome 智能住宅 GreenCityTower 绿色城市之塔 e-mobility 电动交通工具 residentialbuildings 居住建筑 SmartBuildings 智能建筑 CO2-neutralacademy 碳中和学院 non- residentialbuildings 非居住建筑 E-- E-Mobility 电动交通工具 CaseStudyofEnergyTransformationinGermanyClimateneutralcitydistricts,Esslingen,Weststadt德国能源转型社区案例-艾斯灵根零碳街区 PV光伏 235kW BHKW:75kWel 140kWth小型热电联产BZ: P 20kWel 14kW th Lade-Stationen充电站 燃料电池 GK: 640kWth 燃气锅炉 Gasnetz燃气 Stromnetz供电 NeueWeststadtEsslingen 艾斯灵根新西城项目 BüroGraf+Graf,Montabaur Totalgrossfloorarea:~105.000m² residential~56.000m²;commercial~24.000m²;university~25.000m² 总建筑面积：约10.5万平方米 住宅：约5.6万平方米，商业区2.4万平方米，大学2.5万平方米 Timeschedule:2016–2022 时间规划：2016年—2022年 Climateneutralityfordistricts–definition 城区气候中和——定义 Fuels燃料 Electricity电力 ElectricityproductionCredits 电力生产额度 CO2–Consumption CO2—消费 CO2–CreditsCO2—排放权 Input输入Output输出 NeueWeststadtEsslingen 艾斯灵根新西城项目 Biogas 沼气热电联产由电制气氢气存储 H2 NeueWeststadtEsslingen –energybalance1stblock 艾斯灵根新西城项目——第1区的能源平衡 CO2—消费CO2—排放权 电力消费 75%来自绿电/25%混合电力 CO2—平衡 -2吨/年 混合电力 +60吨/年绿电 0吨/年排放权 -215吨/年 燃气 +53吨/年 生物气 +100吨/年 燃气管网 电网 EnergyAnalysisTool 能源分析工具 District-integratedenergymodelling 区域综合能耗模拟 •BuildingFootprints 占地面积 <DiEM> District-integratedEnergyModelling区域综合能耗模拟 BasicBuildingDesign 建筑设计基础 BuildingUseProfiles 建筑使用情况 EnergyDemandPatterns 能耗需求模式 •BuildingOrientation 建筑朝向 •NumberofFloors 楼层数 •BasicDesignSetup 基础设计布局 •ElectricityDemand 电力需求 •HeatingDemand 供热需求 •CoolingDemand 制冷需求 BuildingUseProfiles(24h) 建筑使用数据图（24小时） 123456789101112131415161718192021222324 EnergyDemandPatterns 能耗需求模式 District-integratedenergymodelling 区域综合能耗模拟 assessingloadprofiles 负荷评估 sizingdistrict-wideenergynetworks 区域能源网络 QUARTOTool •Compilingenergydemandpatterns整合能源需求模式 •Scenariosforfutureimplementations未来可实施的方案 Roadtonewindustrialparcels 通往新型工业园区之路 Renewableenergy 可再生能源 oSustainableindustrialparcelsneedtocovertheirenergydemandatalltimesfromrenewableenergies 可持续的工业园区任何时候的能源需求都应可以由可再生能源来满足 oRenewableenergysolutionsarewelldevelopedallowingtobecombinedtofullyintegratedsupplysystems 可再生能源解决方案得到了很好的发展，可以结合到完全集成的供应系统中 oAlargevarietyofrenewablesourcescanbesuggestedforcoastaldevelopments 沿海区域发展有各种各样的可再生资源利用建议 Lifecycleapproach 全生命周期管理 Fulllife-cycleapproach全生命周期管理 Reuseof