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97国际全国首创——基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄”零低碳绿色智慧热力能源系统

更新时间:2025-11-24点击次数:

  全国首创 —— 基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄”零/低碳绿色智慧热力能源系统

  在国家“双碳“战略目标的引领下,我国能源结构转型步伐持续加快,绿色低碳技术创新正成为推动经济社会高质量发展的关键97国际游戏app力量。近日,内蒙古东润绿能科技有限公司(以下简称“我公司”)与西安交通大学技术团队立足国家战略需求,突破技术壁垒,成功研发并实施国内首个基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄”零/低碳绿色智慧热力能源系统。这一重大技术突破,标志着我国在建筑供热领域实现了从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的历史性跨越,为全球建筑能源转型提供了可借鉴的“中国方案97国际游戏app”。

  (图2为基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄”零/低碳绿色智慧热力能源系统平台运行图)

  中国石化华北油气分公司伊旗基地位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗,建筑面积21468平方米。该基地原有供暖及生活热水系统采用天然气热水炉作为热源,年均天然气消耗量26.8万立方米。为践行和落实中石化集团公司的“绿色企业行动计划”,降低能源消耗、减少碳排放实现绿色供热,基地计划采用可再生能源进行热源替代改造。我公司创新性实施的基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄”零/低碳绿色智慧热力能源系统采用智慧化平台,将太阳能光热、浅层地热、空气能进行耦合优化,实现了能源供给的智能匹配与高效利用。系统创新性地配置了“两级储能+跨季节蓄热”的先进结构,将全年富余的可再生能源通过高效储能技术进行收集和储存,并在冬季供暖季集中释放使用,极大地提升了能源利用效率与系统运行稳定性。

  智慧化平台为系统运营提供最优逻辑及控制策略。平台作为整个系统的“大脑“,基于大数据分析、人工智能算法和物联网技术,构建了完整的智慧能源管理系统。该系统能够实时监测室内、室外温度,系统运行情况及能耗,通过智能算法优化运行策略,为系统运营提供最优逻辑及控制策略。实现能源调度的精细化、系统运行的无人化、能效管理的智能化。

  系统彻底突破了传统单一能源供热模式的技术局限,创新性地将太阳能、地热能、空气热能三种可再生能源有机结合起来,形成了完善的多能互补能源供给体系。在不同的季节、不同的气候条件下,系统能够自动识别各能源的可用性和经济性,选择最优的能源组合方案。在严寒冬季,系统充分发挥地热能的稳定特性系统,向建筑供暖、供热水;在光照正常的时间内,利用太阳能对系统进行补充,提高整体系统的综合效率;在夏季,利用太阳能及空气能为土壤补充热量,保证土壤的热平衡。这种多能互补的运行模式,确保了供热系统的稳定、高效、低碳运行。

  系统还独创加入了地热自平衡设备,解决了在北方地区制冷季短而导致的土壤用热失衡,温度衰减的问题,保证了土壤用热平衡。

  通过“两级储能+跨季节蓄热”的创新技术路线,系统成功解决了可再生能源“间歇性、不稳定性”的世界性难题。短期储能系统用于平抑日内能源波动,长期储能系统则实现了能源的“时间平移”与“空间优化”。特别值得一提的是系统的跨季节蓄热功能,该系统能够在非供暖季将收集的太阳能、地热能等通过特定的储热介质储存起来,待到冬季供热时释放使用。这种创新的能源利用模式,极大地提高了可再生能源的利用率,实现了能源的时空优化配置。

  基于云平台的智慧能源管理系统,集成了远程监控、故障诊断、能效分析、策略优化等多项先进功能。系统通过部署在各个环节的传感器网络,实时采集运行数据,构建了完整的数字孪生系统。运维人员可以通过电脑或移动终端,随时随地对系统进行监控和操作,真正实现了“无人值守、少人值班”的现代化运营模式。系统还具备智能预警功能,能够提前发现潜在故障,自动生成维修方案,大大提高了系统的可靠性和使用寿命。

  系统实际运行数据显示,综合节能率超过70%以上。这一数据远高于传统供热系统,也超过了国内大多数同类清洁能源供热项目。显著的节能效果主要得益于系统创新的多能互补设计和智能化的运行策略。系统能够根据实际供热需求,自动调节各能源的使用比例,确保始终在最优工况下运行。

  运营成本降低50%以上。这一数据充分证明清洁能源供热在经济上的可行性。系统通过最大限度地利用免费的可再生能源,大幅降低了传统能源的消耗量。同时,智慧化的运维模式也大大减少了人工成本。初步测算显示,一个中等规模的供热项目,每年可节省能源费用数百万元。

  系统运行过程中碳排放趋近于零,真正实现了绿色供热。以一个十万平方米的供热项目为例,每年可减少二氧化碳排放量约2000吨,相当于种植了10万棵树木的碳汇效果。这种环境效益对于改善区域空气质量、应对气候变化都具有重要意义。

  系统具备多97国际游戏app重备用与调峰能力,确保了供热的可靠性。当某一能源出现短缺时,系统会自动启用备用能源;在极端天气条件下,系统会启动调峰设备,确保供热质量不受影响。这种设计理念,彻底改变了人们对可再生能源供热“不稳定、不可靠”的传统认知。

  该系统集成了多项自主知识产权专利、内蒙古自治区地方标准及团体标准,具体包括“一种带补偿的地源热泵供暖系统”、“一种太阳能光热、空气源热泵和地源热泵耦合的低碳数字化97国际游戏app供热系统”、“一种太阳能与地源热泵相耦合的节能供暖系统”、“一种基于可再生能源的多源耦合低碳供热系统”、“地热能耦合太阳能供热管理系统”、“可再生能源双储一蓄等焓零碳热力系统”、“一种清洁能源供热站”,“内蒙古自治区地方标准:低碳/零碳产业园清洁能源供暖技术规范”、“团体标准:地热能+多能互补清洁能源供热系统应用技术规范”等核心专利和标准,形成了97国际游戏app完整的技术体系与标准规范。这些专利技术和标准不仅解决了可再生能源供热中的关键技术难题,还为行业的规范化发展提供了技术支撑。

  特别值得关注的是,该系统采用的“一种带补偿的地源热泵供暖系统”专利,创新性地解决了地源热泵长期运行可能导致的地下热不平衡问题。通过智能化的热量补偿机制,确保了地下热场的可持续利用,为地热能的大规模开发利用提供了技术保障。

  该系统的成功研发,为不同气候条件、不同建筑类型的清洁能源供热提供了完整解决方案。特别适用于以下场景:

  在传统供热成本较高、环保压力较大的北方地区,该系统能够充分发挥其节能环保优势。系统特有的防冻设计和低温运行能力,确保了在极端寒冷气候下的稳定运行。

  对于学校、医院、商场等大型公共建筑,该系统能够根据建筑使用特点,智能调节供热策略,实现能源的精细化管理和使用。

  该系统可扩展为区域能源系统,为整个产业园区提供清洁能源供热服务,实现能源的梯级利用和共享使用。

  系统的创新理念和技术路线,为整个供热行业提供了新的发展方向。许多传统供热企业开始借鉴该系统的技术理念,推进自身的技术改造和产业升级。

  该系统的大规模推广应用,将有效减少化石能源在供热领域的消费比例,促进能源结构的清洁化、低碳化转型。

  随着该技术的推广应用,将催生一批新的产业链,包括系统设计、设备制造、安装调试、运营维护等专业服务领域,创造大量高质量的就业岗位。

  随着技术的不断完善和成本的持续降低,基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄“零/低碳绿色智慧热力能源系统将在更多领域得到推广应用。研发团队正在开展以下方向的深入研究:

  开发适用于不同规模建筑的标准化、模块化产品,降低系统初投资,提高产品的适用性和经济性。

  进一步深化人工智能技术在系统运行优化中的应用,开发更具前瞻性和自适应能力的智能控制算法。

  探索将风电、生物质能等更多可再生能源纳入系统,构建更加完善的多能互补体系。

  基于可再生能源的“三源耦合、双储一蓄”零/低碳绿色智慧热力能源系统的成功研发与落地,是我国绿色能源技术创新的重要里程碑,也是产学研深度融合的典范之作。该系统不仅展示了中国在清洁能源领域的技术实力,更为全球建筑节能减碳提供了切实可行的解决方案。

  未来,随着该系统在更多项目中推广应用,必将为我国乃至全球的建筑能源转型注入新的动力,为实现“双碳”目标贡献“中国智慧”和“中国力量”。这项技术创新也必将带动整个产业链的升级发展,培育新的经济增长点,为构建绿色低碳循环发展的经济体系提供有力支撑。