1、 13 节能分析节能分析 核核 定：肖定：肖 斌斌 审审 查：吕查：吕 康康 校校 核：庄核：庄 昆昆 编编 写：范小苗写：范小苗 中电投武威9MWP并网光伏电站工程 可行性研究报告 13 节能分析 13.1 设计原则和依据 13.1.1 设计原则(1)贯彻“安全可靠、先进适用、符合国情”的电力建设方针。本工程设计按照建设节约型社会要求，降低能源消耗和满足环保要求，以经济实用、系统简单、减少备用、安全可靠、高效环保、以人为本为原则。(2)通过经济技术比较，采用新工艺、新结构、新材料。拟定合理的工艺系统，优化设备选型和配置，满足合理备用的要求。优先采用先进的且在国内外成熟的新工艺、新布置、新方案2、新材料、新结构的技术方案。(3)运用先进的设计手段，优化布置，使设备布置紧凑，建筑体积小，检修维护方便，施工周期短，工程造价低。(4)严格控制电站用地指标、节约土地资源。(5)电站水耗、污染物排放、定员、发电成本等各项技术经济指标，尽可能达到先进水平。(6)贯彻节约用水的原则，积极采取节水措施，一水多用。(7)提高电站综合自动化水平，实现全场监控和信息系统网络化，提高电站运行的安全性和经济性，为实现现代化企业管理创造条件。(8)满足国家环保政策和可持续发展的战略：高效、节水、节能，控制各种污染物排放，珍惜有限资源。设计应满足各项环保要求，确保将该光伏电站建成环保绿色发电企业。13.1.2 设3、计依据 本项目在建设和运行中，将遵循如下用能标准和节能设计规范：(1)中华人民共和国节约能源法2008 年 4 月 1 日起施行；(2)中华人民共和国建筑法1998 年 3 月 1 日起施行；(3)JB/J14-2004机械行业节能设计规范；(4)GB50189-2005公共建筑节能设计标准；(5)GB50176-93民用建筑热工设计规范；(6)GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范；(7)建设部令第 76 号民用建筑节能管理规定;13-1 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院(8)建设部令第 81 号实施工程建设强制性标准监督规定；(9)建科200474 号关于加强民用建筑工程项目4、建筑节能审查工作的通知；(10)国务院 国发200628 号国务院关于加强节能工作的决定；(11)国务院国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要；(12)国家发展和改革委员会发改投资20062787 号 国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知；(13)国家发展和改革委员会发改环资200721号国家发展改革委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）的通知。13.2 施工期能耗种类、数量分析和能耗指标 本工程施工期消耗能源主要为电力、水资源、油料、临时施工用地和建筑用材料等。13.2.1 施工用电 施工电源从附近已有电源点接入，设变压器降压后供混凝土搅拌站、钢筋5、（钢结构）加工厂等生产、生活建筑的用电，另外选择使用一台 10kW 柴油发电机备用发电。经初步计算，本工程高峰期施工用电负荷约为 250kW。年耗电量估算约18.3 万 kWh。13.2.2 施工用水 本工程施工用水由建筑施工用水、施工机械用水、生活用水等组成。施工用水从已有水源取水，生活用水采用外运拉水的取水方式，场区内设临时储水设施。施工高峰日施工用水量为 80m3/d。13.2.3 施工用油 施工期车辆和备用柴油发电机主要消耗柴油，工程用车约 6 辆，消耗量约为0.03t/辆d，总消耗量约为 0.18t/d；另有部分管理用车消耗汽油，但耗用量较少。年消耗总量据估算约 66t 油料。耗油总6、量相对较少，对当地油料供应市场影响较小。13.2.4 施工临时用地 本工程施工临建工程全部位于光伏电站永久征地范围内，主要有综合加工厂、材料及设备仓库、混凝土搅拌站、小型修配厂等临时生产设施和生活建筑设施。本工程位于国有荒地中，地表植被稀少，地表经施工机械等人为扰动，易形 13-2中电投武威9MWP并网光伏电站工程 可行性研究报告 成扬尘，影响环境。因此，施工总布置设计中，对场地利用、功能分区、以及工艺流程进行了优化布置，并采取了一定的防护措施，以期达到合理布局、减少用地、保护环境的目的。临时用地对当地土地资源和环境资源无不利长期影响。13.2.5 建筑用材料 主要建筑物材料来源充足，所有建筑7、材料均可通过公路运至施工现场。主要建筑物材料及生活用品可从附近采购。13.2.6 能耗状况和能耗指标分析 本工程施工期临时电源就近接引，变电站容量在满足当地用户用电的情况下，能满足本电站施工期最大日负荷 250kW 的要求。本工程高峰日施工用水量为 80m3/d，施工用水取自已有水源，用水总量较小，对区域内地下水资源影响较小。施工期燃油就近购买，消耗量约为 0.18t/d。耗油总量较小，对当地油料供应市场影响较小。本次计算按统一的热值标准进行能耗分析：本工程施工期 12 个月，消耗的一次能源油料约 66t，折算成标准煤为 97.1t；二次能源电力约 18.3 万 kWh，折算成标准煤为 73.8、7t。施工期总能源消耗折算成标准煤为 170.8t。综上所述，本工程施工期各项能耗指标相对较低，当地能源供应容量和供应总量满足施工要求，且对当地能源供应不构成大的影响。13.3 运行期能耗种类、数量分析和能耗指标 本工程运行期能源消耗主要为电力、水资源、油料、工程永久用地等。13.3.1 电气损耗 本工程集电线路电气损耗约为6.60万kWh/a，箱式变压器电气损耗约为33.00万kWh/a。厂用电由10kV外网引入。本工程发电设备损耗总量约为39.60万kWh/a，该损耗在计算年平均发电量时已经扣除。13.3.2 建筑耗能 本工程的建筑耗能是生产楼、逆变器室、水泵房的采暖、通风、供水、照明等的9、能源消耗。本工程所在地属寒冷地区，生产楼采暖能耗约为 8.9 万 kWh/a，其 13-3 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 它通风、供水、照明能耗约为 4.4 万 kWh/a。本工程厂用变压器电气损耗约为 0.50万 kWh/a，以上三项合计 13.8 万 kWh/a，折算成标准煤约为 55.75t/a。13.3.3 水资源消耗 本工程运行期水资源消耗主要为管理运行人员生活用水、绿化用水、浇洒道路用水及清洗电池组件用水，年总用水量为2540.6 m3/a。13.3.4 油料消耗 本工程运行期需生产生活用车约2辆，主要消耗汽油，耗油量约5.8t/a。13.3.5 工程永久用地 本工程永久占地10、包括光伏阵列、生产楼、水泵房、逆变器室、场内道路、绿化等占用的土地面积共约 0.254km2。13.3.6 能耗状况和能耗指标分析 运行期年消耗油料就近购买，耗油总量相对较小，对当地油料供应市场基本无影响。运行期最大日用水量约为 4.84m3/d，用水总量相对较小，对区域内地表水和地下水资源影响均较小。本工程永久占地约 0.254km2，均为国有未利用荒地。电站运行期对当地土地资源和环境资源无不利长期影响。本工程发电运行期按 25 年计，消耗的一次能源油料约 145t，折算成标准煤为213.4t；二次能源电力约 345 万 kWh，折算成标准煤为 1393.8t。运行期总能源消耗折算成标准煤为11、 1607.2t。施工期和运行期总能源消耗折算成标准煤为 1778t。25 年累计发电量约 3.17亿 kWh。耗能标准选定：光伏发电是国家鼓励的节能建设项目，目前还没有国家标准，本次暂按万元国内生产总值能耗综合指标作为评价标准，即 2010 年前：0.98t 标准煤/万元 GDP，本次在工程经济寿命期取 0.78t 标准煤/万元 GDP（在十一五指标上下降 20%）。本工程经济寿命内其直接经济效益相当于 4.77 亿元 GDP。根据工程经济寿命期内的能源消耗量和经济产出量，计算出本工程的耗能指标为：按统一的热值标准计算为 0.037t 标准煤/万元 GDP。从计算结果分析，本电站耗能指标远低12、于国家 13-4中电投武威9MWP并网光伏电站工程 可行性研究报告 的标准，是一个符合国家能源开发政策的节能型工程。综上所述，本电站运行期各项能耗指标相对较低，当地水资源、土地、燃料供应容量和供应总量满足运行要求，且对当地能源供应无不利影响。13.4 主要节能降耗措施 13.4.1 场址选择和电站布置（1）场址选择及电站布置 通过对电站场址区交通条件、地形、地貌及太阳能资源情况的实地踏勘与分析，并经多方案比较后，确定电站采用近似三角形布置，以提高土地利用率；电站分两个区布置：管理区和生产区，共占地约 0.254km2，功能分区明确，方便运行管理。本电站布置紧凑，占地面积小，土地利用率高，电缆和13、场内道路长度相对较小，有利于降低工程造价、降低场内线损。（2）道路规划 施工期的临时便道宽度为 4.5m6m。电站施工完成后，在施工道路基础上修建宽度为 6m 的道路，永久道路尽量采用粒料路面；电站内的光伏组件占地均恢复为自然地面。采取上述措施将极大的节省道路造价，达到节能降耗目的。13.4.2 电气设计节能降耗措施（1）系统工程 电力从电站送至电网过程中，在主干网络和配电网络均引起电能损失即功率损耗，输电功率损耗是输电线路功率损耗和变压器功率损耗。功率损耗包括有功损耗和无功损耗，有功损耗伴随电能损耗，使能源消费增加，无功损耗不直接引起电能损耗，但通过增大电流而增加有功功率损耗，从而加大电能损14、耗。本电站系统送出工程贯彻了节能、环保的指导思想，工程设计中已考虑电站建设规模、地区电网规划、电站有效运行小时数等情况，并且结合电站总体规模考虑送出。另外，本工程选用的逆变器功率因数0.99，为电网提供了高质量、低损耗的电能。（2）变电工程 通用性：主设备的设计应考虑设备及其备品备件，在一定范围和一定时期的通用互换使用；不同厂家的同类产品，应考虑通用互换使用；设计阶段的设备选型 13-5 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 要考虑通用互换。经济性：按照企业利益最大化原则，不片面追求技术先进性和高可靠性，进行经济技术综合分析，优先采用性能价格比高的技术和设备。（3）线路工程 本电站线路工程指电站15、内集电线路。结合本工程的实际情况，在线路设计节能降耗的原则指导下，从路径方案、导线选型及绝缘配合等几个方面采取措施。a)路径方案 送电线路路径的选择是线路设计的关键，其优与劣、合理与否，直接关系着工程造价、工程质量、施工、运行安全等综合效益，因此本工程按照路径最短、施工方便、维护方便的原则进行场内线路设计，以达到最优的目标。b)导线选型 结合光伏电站有效运行小时数、建设规模、当地气候特点等条件选择合适的导线型号。电站集电线路电压等级的选择，通过集电线路负荷距以及经济输送容量的计算，求得线路造价最低并且线路损耗最低，推荐采用 35kV 电压等级。c)绝缘配合及金具设计 结合现场污源调查，确定工程16、各段的污秽等级。绝缘子金具串采取均压、屏蔽等措施，加强制造工艺，减少泄漏，减少电晕，降低损耗。d)基础设计 结合场址工程地质条件及光伏电站的特点，在保障安全要求的前提下，尽量减少混凝土耗量。（4）其它电气部分 优化设计，减少占地面积，节省材料用量：通过多种布置方案的比较，选择最优方阵布置，节省了材料用量；优化电缆沟布置，节省了电缆的长度。主要措施如下：a)降低子线路导线的表面电位梯度，要求导体光滑、避免棱角，以减少电晕损耗，达到节能目的。b)箱式升压站变压器、厂用变压器等设备选用节能产品，降低变压器损耗。13-6中电投武威9MWP并网光伏电站工程 可行性研究报告 c)有效减少电缆使用量、减少导17、体的截面，在有效降低电缆使用量的同时，达到降低电能损失的目的。d)严格控制建筑面积，减少采暖面积，有效降低相应的能耗。e)采用节能灯具，节省电能。合理设计灯具，在满足照度要求的前提下，减少灯具的数量。13.4.3 土建设计节能降耗措施 13.4.3.1 建筑节能（1）建筑节能设计原则 a)贯彻国家有关法律法规，改善公共建筑室内环境，提高电站运行管理人员生活质量，并提高能源利用效率，创造节约型社会。b)采用节能设计后，与未采用节能设计的建筑物相比，全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗减少约50%。c)根据本工程所处气候分区，建筑必须充分满足冬季保温要求。（2）建筑节能措施 生产楼、逆变器室等建18、筑设计采取节能措施，减少土方量，减少对原生态环境的破坏。选用绝热性能好的保温材料，对保温结构进行优化设计，减少散热损失。a)建筑总平面的布置和设计，利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季自然通风。建筑物的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。b)根据本工程所处的建筑气候分区，围护结构的热工性能应达到国家节能标准的规定。围护结构的保温隔热材料宜选用高效环保型。c)为减少热量损失，每个朝向的窗墙面积比均不应大于 0.7，并且应符合国家节能标准的规定。外窗可开启的面积不小于窗面积的 30%。d)外门窗应采用节能门窗。屋面保温材料采用 50mm 厚聚苯板保温。e)外墙与屋面的热桥部位的内表面温度19、不应低于室内空气露点温度。f)在保证室内热环境及卫生标准的前提下，做好建筑采暖、空调以及照明系统的设计，充分利用自然采光和自然通风。13.4.3.2 电站布置中的节能降耗措施 场区设计的合理与否关键在规划，在本电站的规划中着重抓总体规划。规划设计配合电气工艺在设计过程中充分考虑了电站集电线路、送出线路的分布。结合 13-7 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 场址的环境、地理位置、交通运输等条件，充分比较并优化了电气总平面布置方案，从而做到布局合理、出线顺畅、节约占地、减少土方等。优化场区的道路、电缆沟及综合管线的布置，做到布局合理，电缆敷设路径最佳。13.4.4 水资源节约 本工程运行期水消20、耗较少，主要为站内运行人员生活用水、绿化用水，本工程最大日用水量约 4.84m3。泵房内生活泵采用变频生活泵，根据用水量大小来调节生活泵转速，以达到节能的目的。我国是一个缺水的国家，在设计中要本着节约用水的原则，使用节水节能型卫生器具。根据场地设计，合理布置绿化管线，禁止大水漫灌以节约用水。本工程已将生活污水进行了处理，不会对环境造成危害。13.4.5 油料节约 施工期和运行期所需油料均可由市场采购解决，对项目所在地区的能耗负荷影响很小。13.4.6 建设管理的节能措施建议 本工程的能源消耗主要为施工期的能源消耗和运行期的能源损耗。从节能的角度看，本工程已经在工程设计中选择符合节能标准的电气设21、备，同时在工程布置、方案选择中考虑了节能措施，但从光伏电站的运行特点看，节能的主要措施是节能管理措施。在施工期，应制订能源管理措施和制度、防止能源无谓消耗；应对进场施工人员加强宣传，强化节能意识，注重节约成本；应对施工设备制订和工程施工特点相符合的能耗指标和标准、严格控制能源消耗；应加强对能源储存的安全防护、防止能源损失；应合理安排施工次序，做好施工设备的维护管理和优化调度。在运行期，应对各耗能设备制定相应的能源消耗管理措施和制度，注重设备保养维修，降低能耗；应对管理人员和操作人员进行节能培训、操作人员要有节能上岗证，应制定用电、用油等燃料使用指标或定额，强化燃料管理；要合理安排运行调度，充分22、利用太阳能资源条件，力争多发电。13-8中电投武威9MWP并网光伏电站工程 可行性研究报告 总之，工程运行管理中，要注重总结运行管理经验，加强设备日常维修保养，提高运行人员技术水准，不断优化运行调度管理模式，以达到充分利用太阳能资源的目的。13.5 节能降耗效益分析 13.5.1 一般方法分析 本电站建成后预计每年可为电网提供电量 1268.19 万kWh，与相同发电量的火电相比，相当于每年可节约标煤 0.41 万t(以平均标准煤煤耗为 320g/kWh计)，相应每年可减少多种大气污染物的排放，其中减少二氧化硫（SO2）排放量约 45.45t，二氧化碳（CO2）约 1.22 万t，一氧化碳（C23、O）约 1.07t，氮氧化物（NOX）约 46.91t，烟尘约 54.91t。由以上分析可见，光伏电站的建设替代燃煤电厂的建设，可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。可见光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。13.5.2 CDM 基准线方法分析 清洁发展机制（Clean Development Mechanism，简称 CDM）是“京都议定书”规定的三种灵活机制之一，即“联合国气候变化框架公约（UNFCCC）”中发达国家与发展中国家合作应对气候变化24、的、以项目为合作载体的机制。我国是温室气体减排潜力较大的发展中国家之一，具有良好的投资环境，开展 CDM 合作的市场前景广阔。电力行业特别是光伏发电行业是 CDM 项目的一个重点区域，光伏发电领域实施开展 CDM 项目开发具有极大的潜力和优势。通常温室气体包含CO2、SO2、NOX等多种成分，由于温室气体中主要是CO2，从便于量化考虑，国际上通行采用减少了多少CO2排放量来作为衡量减少温室气体的效果。当进行CDM项目申报时，需要对温室气体的减排量进行评估。这就要求首先确定一个评估基准线。所谓基准线，是指在没有该CDM项目的情况下，为了提供同样的服务，最可能建设的其它项目（即基准线项目）所带来的25、温室气体的排放。与基准线相比，CDM项目减少的温室气体排放量就是该项目的减排效益，基准线的设置应考虑东道国的政策和具体情况，同时体现透明和保守的原则。本项目减排量的计算见下式：13-9 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 减排量=基准线排放项目排放泄漏 式中：基准线排放本项目的上网电量基准线排放因子；项目排放光伏电站的运行本身不会产生温室气体的排放，故项目排放为 0；泄漏本项目不存在泄漏排放，故泄漏为 0。基准线排放因子：本光伏电站项目所在的电力系统属西北电网，若没有本光伏发电项目活动，同等数量的电量要由西北电网中的其他并网电厂或电网中的新增电源部分提供。因此，本项目基准线排放因子将是西北电网26、中电量边际排放因子和容量边际排放因子的组合。根据国家发改委应对气候变化司公布的 2009 年中国区域电网基准线排放因子，西北电网电量边际排放因子OM为 1.0246 tCO2/MWh，容量边际排放因子BM为 0.6433 tCO2/MWh。根据西北电网实际情况，取OM的权重为 0.75，BM的权重为 0.25，则基准线排放因子为：CM=OM0.75+BM0.25=0.929275 tCO2/MWh 按此计算，本光伏电站按CDM基准线方法分析计算的预计减排量为11784.97tCO2/a。由以上分析可见，光伏电站的建设替代燃煤电厂的建设，可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大27、大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。可见光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。13.5.3 结语 本工程采用绿色能源-太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻了节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求，减少了线路投资，节约了土地资源。本工程各项设计指针达到国内先进水平，为光伏电站长期经济高效运行奠定了基础，符合国家的产业政策，符合可持续发展战略，节能、节水、环保。太阳能是一种清洁的可再生能源，太阳能光伏发电不会产生大气、水污染问题和废渣堆放问题。通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指针满足国家有关规定的要求。13-10中电投武威9MWP并网光伏电站工程 可行性研究报告 本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。13-11