1、包头太阳港项目建议书1内蒙包头分布式太阳能热电联产1000 万平米建筑能源站项目建议书中节能建筑节能有限公司二一三年五月包头太阳港项目建议书2内蒙包头分布式太阳能热电联产1000 万平米建筑能源站一、总论1.1 项目概况1.1.1、项目名称项目名称：内蒙包头分布式太阳能热电联产 1000 万平米建筑能源站建设地点：内蒙包头市1.1.2 项目业主单位及法人代表项目业主单位：中节能建筑节能有限公司1.2、建设项目内容及规模本示范项目初期建设用地：500 亩；1.3、建设项目选址内蒙古包头石拐工业园区（原名包头石拐区高载能工业园区）成立于2001年，2006年5月被自治人民政府批准为自治区级开发区，
2、是自治区20户重点开发区之一。规划面积1.8371平方公里，已全部开发，远期规划面积2.33平方公里。园区累计基础设施投入1.84亿元，实现了通水、通路、通电、通讯等“六通一平”。园区主要产业有硅铁、硅锰、硅钙等硅系铁合金、电石和粗铜，现已具备年产硅铁、工业硅、硅钙、硅锰等产品40万吨，电石15万吨，粗铜3万吨，金属镁1万吨的生产能力。园区及周边区域内，已经建设完的建筑面积达到40万平米，需要在今年完成建筑供暖，包头太阳港项目建议书3预计明年供暖面积需求1000万平米。2 项目建设的目标及必要性2.1、项目建设目标2.1.1、1000 万平米太阳能建筑供暖能源站采用太阳能供热采暖，节能减排效果
3、明显，太阳能集热供暖项目具有很好市场前景，称为中国太阳能行业发展的蓝海。随着我国建筑物供热能耗不断下降及太阳能热利用产品性能日益提高，太阳能供热采暖越来越受到人们的重视，相继建成了一些太阳能供热采暖示范项目，如北京清华阳光公司办公楼、北京太阳能研究所办公楼、北京平谷新农村村民住宅、拉萨火车站等。目前已建成的试点绝大部分为单体建筑太阳能供热采暖工程，太阳能区域供热采暖（小区热力站）工程还没有应用实践，仍处于起步阶段。这些项目有些采用 U 型管式真空管集热包头太阳港项目建议书4器，有些采用热管式真空管集热器，有的则采用平板型集热器，系统设计各不相同，各有特点，多由太阳能热利用企业自行设计、安装，大
4、多没有建筑设计单位的参与。但是这些工程同国外的采暖工程相比，技术比较落后，太阳能供暖系统的设计大多仍然停留在简单估算的水平上，没有成熟、成套的设计方法或软件。但是通过几年来的实践证明，太阳能供热采暖技术上是可行的。国家“十五”科技攻关计划项目设立“较大规模集中式住区级太阳能供热技术及设备集成”专题，开展了用于建筑供暖和生活热水的太阳能复合供热系统研究，目的是保证太阳能供热技术的规模化应用，提高较大规模集中式住区级太阳能供热系统的运行质量和效率。国外太阳能界将太阳能采暖系统和太阳能热水系统建成同一套系统，并将这种系统称为 Solar Combisystem，早在 20 世纪 80 年代中期，法国
5、就着手研究太阳能组合系统，并推出一种称为“直接太阳能地板”的系统。到 20 世纪 90年代，奥地利、丹麦、芬兰、德国、瑞典、瑞士、荷兰等国家相继设计出各种型式的太阳能组合系统。1974 年日本通产省制定了“阳光计划” ，并按此计划建造了数幢太阳能采暖、空调建筑。而且多年来，在日本的许多大型建筑物上都已经应用了太阳能采暖、空调系统。最引人注目的是上智大学中央图书馆，采用集热器屋顶一体化设计，太阳能集热器集取的热量用于多种用途，冬季用于供给地板采暖，夏季用于驱动制冷机制冷，一年四季用于洗浴用水的供给。在 19801990 年间国际能源署 IEA 启动了第 6 项任务“带跨季节储热器的集中式太阳能供
6、热设施”项目。1998 年，国际能源署(IEA)在太阳能供热与供冷计划（solar heating & cooling programme）中推出专题 26：太阳能复合系统(Task 26：solar combisystem)，其主要任务包括：太阳能供热采暖系统的调查及推广、性能试验方法及数值模拟方法研究、系统的最优化设计等，建立起了太阳能复合系统的分类、设计、评估及测试等一整套完备的体系 从 2000 年开始，德国 BMBF（联邦教育科技部）和 BMWi（联邦经济技术部）实施了太阳能区域供热政府项目一“Solarthermie 一 2000 一Part3： Solar assisted di
7、strict heating”；至 2003 年已建成 12 个太阳能区域供热示范工程、8 座季节蓄热小区热力站和 4 座短期蓄热小区热力站。 欧洲利用大型太阳能热力站为 20-30 住户以上的住区提供集中生活热水和供暖。截至 2003 年，欧洲已建成 65 座集热器安装面积 500m2/座以上的大规模太阳能热力站，其中 57 座直接为居住区或住宅小区服务，采用短期蓄热方式的热力站平均集热面积为 1775m2，采用跨季节蓄热方式的热力站平均集热面积为2009m2，无蓄热直接与市政网并网的平均集热面积为 1280m2，且主要是用于既有建筑的供热节能改造欧洲到 2005 年共安装 1536 万 m
8、2 太阳能集热器，采暖系统使用集热器约占总量的 20%，每年新建太阳能采暖系统约 12 万个，可节约常规能源 20%60%。包头太阳港项目建议书5近年来，世界很多国家积极开展了太阳能与建筑一体化的研究工作，欧洲建了许多示范工程，瑞士西部一公寓建筑南向屋顶完全安装了太阳热水集热器，代替了屋顶传统建筑材料，建筑的供暖和热水能耗大部分由屋顶集热器提供，建筑既美观又提高了工程的经济效益。国际大规模的聚焦太阳能采集应用主要集中在太阳能太阳能光热发电领域，但是应用于太阳能还没有案例，但是从技术成熟度看，聚焦太阳能采集是大规模太阳能利用最成熟的太阳能应用技术，在采集成为高温后，将其应用于低温的建筑能源供应用
9、更具其成熟性和可靠性。在包头地区建设一个 1000 万平米的利用太阳能聚焦光热技术实现的建筑能源供暖，采用具备我国自主知识产权的碟式太阳能采集系统，采用热管-水泥结构实现采集的太阳能的储存，利用发电机组实现对采集的热能的温度的降低，这样可以实现大规模的太阳能供暖的利用。除了太阳能聚焦采集技术外，同时采用生物质和传统能源互补，为太阳能提供技术上的保证，可以充分的保证整体技术的可行性。2.1.2、10MW 太阳能热电联产示范电站采集太阳能高温采集系统，与传统的太阳能低温采集真空管技术相比，可以大大的降低太阳能利用的成本，提供太阳能利用的效率，使得太阳能具备经济的利用与建筑供暖。但是聚焦太阳能采集完
10、全是属于高温太阳能采集，而建筑供暖完全属于低温太阳能应用，将高温的能源降低为低温的能源，传统采用换热的方式，实现温度的降低，但是更经济和有效的方式，是采用被压机组发电的模式，实现温度的降低，因而本项目中，聚焦太阳能高温采集后，将采用发电机组实现温度的降低，因而 10MW 太阳能热电联产示范电站作为本项目的附属项目。太阳能热电联产采用专利的分布式太阳能的热电联产技术，特别是采用太阳能热发电的方式进行太阳能发电，采用双效热舟真空管集热系统进行太阳能采集，并辅助以生物质、沼气能源提高温度，实现发电、供暖、热水等的供应，真正通过太阳能的热电联产技术实现了新能源的提供。为了降低成本、提高土地利用效率，特
11、别是不仅仅将宝贵的耕地用于太阳能采集，更重要的是结合工厂化农业科技，提高单位土地的利用价值和产量，以现代化新技术、新产品引进、消化、吸收、示范、推广为基础，充分发挥太阳能热利用的示范效应，以太阳能、自然环境为资源，并加以提高利用，提高农业的附加值，形成以农业升级换代与太阳能热电联产的相互促进的良性循环。包头太阳港项目建议书6太阳能梯级采集及梯级发电利用，实现规模化的太阳能热发电站的建设，同时也是分布式太阳能热电联产系统的示范电站，可以为规模化分布式太阳能热发电站提供数据和典型示范，为我国太阳能热发电提供经验和示范。2.2、项目建设的必要性2.2.1、科技部太阳能利用规划的迫切需要根据“太阳能发
12、电科技发展“十二五”专项规划：“在太阳能建筑供能方面，我国的被动太阳能建筑技术已经基本发展成熟。但在区域太阳能建筑供暖技术和应用领域仍为空白”在十二五期间重点完成：“掌握低温段（20-95）和高温段（450以上）储热材料设计、制备、大容量储热系统热损抑制、区域集中供热系统集成、能量输配与管理技术，形成分布式和大容量集中太阳能储热与供热系统示”2.2.2、国家宏观政策的需要2011 年 6 月 1 日起施行的国家发改委的产业结构调整指导目录(2011 年本)鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被列为新能源鼓励类中的第一项。这意味着“十二五“期间,国家将在产业政策方面大力推进光热发电电站及与其
13、有关的设备制造，太阳能的利用技术从太阳能光伏转移到太阳能光热发电上来。 国家可再生能源发展“十二五”规划太阳能热发电目标拟定为 2015 年装机达 100 万千瓦，到 2020 年装机达 300 万千瓦。 “未来 5 年将在全国光照条件好、可利用土地面积广、具备水资源条件的地区开展太阳能热发电项目的示范， “十二五”将通过这些试点地区项目带动产业发展，到 2020 年开始实现规模化商业应用” 。太阳能光热发电已经成为国家宏观经济战略新兴的最重要的技术类型和产业。2.2.3、国际新能源发展趋势的急迫需要根据欧洲太阳能热发电协会发布的“太阳能热发电产业 2025”产业路线图报告指出：“未来十年内，
14、太阳能热发电产业能够可以以盈利的商业模式发展包头太阳港项目建议书7壮大，不需要任何的补贴可以与传统能源和其他可再生能源竞争” 。根据美国太阳能发展的规划，2020 年美国太阳能光伏发电占 13%。而太阳能光热发电占 87%，显然太阳能热发电是美国太阳能发电的主流技术，但是我国主要投资都投放到了太阳能光伏领域，而光热技术处于研发之中，因而急迫需要突破太阳能热发电技术的障碍，赶上世界先进国家的发展。太阳能热电技术已经成为完成上述任务的关键制约因素，因而需要急迫在技术上进行突破。2.2.4、完善太阳能发电技术种类根据美国能源部的“太阳能热电发展战略规划” ，2010 年美国的塔式、蝶式、槽式太阳能电
15、站的比例为；30%、40%、30%，2020 年为：35%、50%、15%，蝶式系统由 40%上升为 50%从而成为美国的主流太阳能发电技术。在我国的太阳能发电研究中，业主单位经过十多年的研发，在国际上首次发明了分布式太阳能热电联产，将全球的太阳能热电类型由已有的三种类型发展成为分布式太阳能热发电第四种类型；本项目就是该技术的具体的示范，项目建成后将成为全球首例分布式太阳能热发电站，2.2.5、调整我国太阳能产业发展急需的技术我国太阳能发电产业目前主要采用太阳能光伏发电技术，产量比较高，但其中只有约 1%-2%在国内使用，98% 99%的产量都出口了，其主要的原因在于太阳能光伏发电成本较高，如
16、果没有政府的补贴政策支持，难以在市场中推广；如果采用国际上同样的政府补贴政策，势必给我国经济发展背负沉重的负担。太阳能热发电比太阳能光伏发电具备明显的优势，特别是在发电成本、储存、并网等方面的优势，而大规模的太阳能热发电的示范，特别是在太阳能资源比较匮乏的安吉建设太阳能热电站，对太阳能热发电的应用将提供一种全新的理念和技术的可行性，如果项目建设成功，标志着太阳能在太阳能资源比较匮乏的区域仍可以实现有效的利用，对发展我国太阳能产业具有重要的现实意义和示范作用，同时也为我国太阳能资源匮乏区域提供太阳能应用提供全新的包头太阳港项目建议书8技术手段和技术保证。2.2.6、为我国提供全部自主知识产权的太
17、阳能热电技术现有的太阳能热发电技术和专利技术，主要是欧美国家掌握，特别是传统的槽式、蝶式以及塔式发电站。由于欧美国家在此领域的研发出于处于领先地位，因而主要相关技术以及器件都被欧美国家限制，甚至限制对我国的销售。太阳能热电产业必须走自主创新的道路。本项目采用数十项业主方研发的专利技术，为保证我国经济长期稳定持续的发展提供太阳能能源保证的尝试，为我国发展可再生能源提供急迫需求的技术，为减排温室气体提供可能的技术保证。项目成功之后将为我国提供一种全部自主知识产权完全国产化的太阳能热发电技术，有重大的经济和社会效益。2.2.7、促进经济发展进入到绿色经济时代从太阳能热发电实现对传统能源的替代入手，实
18、现工业、农业、建筑、交通等领域的采用绿色能源的发展，从而促进经济发展进入到绿色经济时代。2.2.8、完成了节能减排的约束指标大规模的太阳能热电联产的建设，可以快速规模化的完成节能减排的目标，不必通过“拉闸限产”的传统政策模式，就可以即实现经济的高速发展，又实现经济的绿色发展；因而发展太阳港技术是实现节能减排指标最优的方法和经济手段。2.2.9、占领了战略新兴产业的制高点战略新兴产业含有国民经济支柱产业，快速发展太阳港技术，可以形成太阳港制造产业以及应用产业，可以迅速占领战略新兴产业的制高点，从而在战略新兴产业以及国民经济支柱产业上形成超前发展的优势。2.2.10、形成了新的国民经济的支柱产业战
19、略新兴产业的发展，作为取代传统的国民经济支柱产业的新兴的国民经济支柱产业，率先发展将取代产业发展的优势，在此领域不存在沿海与内陆的差距，因而对于内陆地区，可以实现跨越式的经济发展模式，在充分的政策优势下，可以率先实现新的国民经济支柱产业。包头太阳港项目建议书92.2.11、实现了对传统产业的带动作用以太阳能热发电为龙头产业，可以实现对传统的机械、化工、电子产业的巨大的带动作用，因而可以带动传统产业的升级换代。3 项目技术方案3.1 项目相关执行标准及规范中华人民共和国可再生能源法（中华人民共和国主席令第三十三号）“国家发展改革委关于印发可再生能源中长期发展规划的通知” （发改能源2007217
20、4 号）产业结构调整指导目录(2005 年本) （国家发改委令第 40 号）“国家发展改革委关于印发可再生能源产业发展指导目录的通知” （发改能源20052517 号）“国家发展改革委关于印发可再生能源发电有关管理规定的通知” （发改能源200613 号）绿色建筑评价标准GB/T50378-20063.2、项目规划本项目主体为聚焦太阳能采集实现的建筑供暖，为了实现温度的降低，采用被压发电机组实现了太阳能发电，聚焦太阳能采集的热能，通过储存系统储存后，通过发电机组发电后低温用于建筑供暖，所发出的电力直接并网出售给电力公司。本项目是按照 10MW 太阳能电站进行设计，初期建设一个标准的 5MW 太
21、阳能示范电站电站。3.3 项目建筑部分3.3.1 设计地理条件聚焦太阳能太阳能采集部分设置在开发区附件的山地上，周边区域山地可以占用面积可以达到 5 平方公里，由于周边具备大量可以占地的山地，非常利包头太阳港项目建议书10于碟式聚焦太阳能的采集，开发区内的建设设施，可以近距离的输送到建筑区域内，因而可以采用最低的占地成本，不占用建设用地，因而使得该项目更具经济可行性。本项目的建筑物，主要是发电机组以及储热部分相关的建筑，此外还设置有部分办公管理用建筑，其余不需要建筑。3.3.2 建筑材料选择所有建筑均采用新型生态节能环保性建材。办公用房采用钢混结构；生产及辅助用房采用轻钢结构。综合配套区建设。办公楼及员工活动中心建筑主体采用砖混结构；采用环保节能材料进行建设。3.4、建筑太阳港3.4.1、原理图供暖蓄热
